变压器温度控制器校验辅助工具的设计与实现

变压器温度控制器校验辅助工具的设计与实现

林芳旭 吴能成 陈曦 朱浩琳 梁爽 苏旭

广西电网有限责任公司防城港供电局 广西防城港市港口区  538001

摘要：为提升变压器温度控制器校验的精确性和效率，本文详细介绍了一种创新的变压器温度控制器校验辅助工具设计原理与实现。该工具依据温度控制器的核心校验需求，融合高精度温度模拟装置和智能化数据采集与分析系统两大模块，旨在降低人工误差、缩短校验周期，从而有效提高电力设备检修试验的质量和安全性。文章还阐述了关键技术点及各功能模块的详细划分，展示了辅助工具的具体框架构建以及实现过程。

关键词：变压器温度控制器；校验辅助工具；高精度温度模拟

一、引言：

在电力行业变压器运行中，温度控制器的准确校验至关重要，它直接关联着设备的稳定运行及电网安全。根据南方电网公司《电力设备检修试验规程》，变压器温度计的周期性校验任务异常艰巨且技术要求极高。传统方法耗时且效率不佳，对此本文设计了一种辅助工具来应对现场校验的不足。

二、变压器温度控制器校验辅助工具的设计

（一）辅助工具的设计原理与框架构建

在当代电网维护领域，变压器温度控制器的校验工作对保障设备稳定运行至关重要。诸多规程，如南方电网公司所制订的《电力设备检修试验规程》，已明确提出了具体的检测与校验周期，传统校验模式耗时长，工作强度大，人员技能水平要求高，因此现场迫切需要更为高效、精准的温度控制器校验方法。面对此需求，变压器温度控制器校验辅助工具的设计成为了一项创新挑战，目标明确：精简流程、缩短耗时，同时保障检测数据的可靠性[1]。该辅助工具的设计原理源于实现校验全自动化的设想，结合了传感技术、微处理技术及数据分析技术等现代工程领域的前沿成果。构建此工具的框架，须以牢固可靠的硬件为基底，例如选择能够承受高温环境、长时工作并保持传输稳定性的材料和传感器等零件。再辅以先进的软件系统，以实现从采集到分析的无缝链接与自动化操作。

核心框架由高精度模拟器、智能型数据采集模块以及功能强大的数据处理单元构成。模拟器的设计重点集中于能否精准地反应变压器工作中会遇到的各类温度变化，这其中包含有温度升降速率、峰值达成时间以及稳定性的维持情况等指标。而数据采集模块，则必须能实时监测温度计的响应，并准确地将信息传递至处理单元。

（二）关键技术与功能模块划分

在变压器温度控制器校验过程中，实现技术与功能上的突破至关重要，这不仅关乎操作效率，更涉及到电网安全的根本利益。鉴于此，辅助工具设计时细分为多个关键技术与功能模块，确保每个部分能互为补充，高效合作，均衡地推动整个校验工作流。关键技术之一是温度模拟精准控制技术。需要采用先进的材料与控制系统，通过精细调节能够快速响应校验需求，模拟生成与实际运行条件相符的温度环境[2]。配合敏感而稳定的检测元件，该技术保证模拟温度不仅精确，且波动范围可控，为校验提供了坚实的基础。

其次，数据采集与通信技术也不容小觑。通过布设的传感网络实时监测温度变化，同时将获取的数据实时传送到专用的处理器中。采集模块必须对信号干扰拥有强大的抵御能力，确保校验结果的真实性不被外界噪声所影响，并且数据处理单元将成为整个系统的大脑，不仅处理采集而来的原始数据，还会负责识别异常情况，执行算法和逻辑分析，最终输出简明扼要的校验报告。这里涉及的关键技术包括但不限于数据清洗、模式识别、机器学习等，这些技术的应用和发展，直接影响着校验辅助工具的性能水平。

三、变压器温度控制器校验辅助工具的实现

（一）高精度温度模拟装置设计

设计一款高精度温度模拟装置对于提高变压器温度控制器校验的精准度至关重要。该设备不仅需模拟出精细的温度变化，更应确保在连续运行过程中稳定可靠，从而符合《电力设备检修试验规程》的严格标准。在此背景下，温度模拟装置的构造必须采用先进传感技术与质量上乘的材料。选择适宜的热电偶或者抵抗式温度传感器（RTD）来实现对环境温度的敏感捕获和快速响应，同时利用高性能的微处理器进行信号放大和数据转换，以获得最为真实和精确的温度读数。

装置中，温度控制系统的精髓在于其反馈环节的设计。采用闭环控制策略，结合PID（比例-积分-微分）控制算法优化温度变化曲线，并通过微处理单元的精准计算，实时调整加热或制冷部件的输出功率，维持设定的温度点或跟随预设的温度变化路径，无形中模拟变压器实际工作时的各种环境条件。并且模拟装置还应内置自监测和自诊断功能。通过持续监控设备自身的工作状态，比如温度传感器的完好性、加热元件的工作效率以及温度控制算法的执行精度等，能够及时发现并提示潜在的故障或性能退化，保证校验的连续性与准确性。

（二）智能化数据采集与分析系统研发

随着科技的日益进步，智能化数据采集与分析系统在变压器温度控制器校验中的地位变得愈发重要。这一系统的核心目标，在于实现温度数据的实时、精准捕捉，并对数据进行深入分析，最终为变压器温度计的校验提供坚实依据。数据采集系统早已不再局限于单一的传感器输入，而是整合了多元感知的能力，运用于温度校验场景中

[3]。此类系统通常包括多通道同步采样模块，高精度模数转换器（ADC）以及适应性强的信号处理电路。这些精心设计的组件一同工作，确保能够捕获各个检测点的微小温度变化，并将这些模拟信号忠实地转换为高质量的数字数据。

校验辅助工具数据采集流程图

校验辅助工具能够对温度计表盘数据、电流、电阻数据进行采集，可实现与温度炉的无线温度读取与调节控制，当恒温炉达到预设温度时，恒温炉温度、表盘读数以及电流电阻做对比，实现快速调温对温度计进行一键校验，无需人员目测观察，提高校验效率。

四、结语：

通过上述研究和开发工作，我们得以窥见变压器温度控制器校验工作未来可望实现全面智能化。高精度温度模拟装置的设计和智能化数据采集与分析系统的实现，共同构筑了一款功能齐全、性能优越的辅助工具。期待此工具得到广泛应用后，能够显著提升校验工作的精准度、效率及可靠性，进而促进整个电力系统运营的安全性和稳定性。

参考文献：

[1]王兴佳,刘明军,韦岸等.变压器温度测量系统的工作原理及缺陷处理[J].电工技术,2023,(S1):169-172+177.

[2]陈毅.变压器用温度控制器可靠性研究及系统设计[J].环境技术,2023,41(03):44-47+53.

[3]许金红,赵峰.电力变压器仪表的数字化集成应用研究[J].电世界,2021,62(11):26-27.