干式变压器温度控制器的使用及故障处理
映秀湾水力发电总厂 李松
摘要：近年来，由于干式变压器承受热冲击能力强、过负载能力大、难燃、防火性能高、对湿度，灰尘不敏感等优势，造就了其广泛的适应性，因而大量应用于机场、地铁、发电厂、冶金、医院、高层、购物中心、居民密集区、石化、核电、核潜艇等重要场所。而作为干式变压器安全运行的保护装置----温度控制器，随着科学技术的进步，温度测控由最初的盘式温度表；毛细管式温控器；热敏电阻温控器，逐步过渡到现已普及使用的由单片机控制的铂电阻测温装置，实现了温度测控的功能化、模块化和智能化。本文以TTC-310系列变压器温度控制器为例，着重介绍变压器温度控制器的基本原理、工作性能和故障诊断，帮助用户熟悉和掌握干式变压器温度测控装置的维护使用及故障处理。 关键词：温度控制器、维护使用、故障处理。
在变压器运行中，如果遇到短路、过载、环境温度过高或冷却通风不够等情况时，就会使变压器过热。对于干式变压器，其热平衡性能差，绕组温度超过绝缘耐受温度使绝缘破坏，是导致变压器不 能正常工作的主要原因。因此，对变压器 绕组的运行温度进行监测、驱动风机实现 强迫风冷及报警控制是十分重要的。干式
变压器温度控制系统是维护干式变压器运 行的重要部件，能有效防止变压器温升过
高引发事故，还能促进发电厂（变电站）的科学管理，通过降低温度实现变压器的经济运行。
一、TTC-310系列变压器温度控制器原理
变压器绕组（A、B、C）及铁芯（D）温度是通过Pt100（铂电阻）和PTC（热敏电阻）采集的。温度的变化引起它们阻值的变化，温控器通过把该阻值转换成电压信号，再通过滤波、A/D等电路和一系列算法算出它所反映的温度值，并根据这两种温度信号，一方面通过面板显示其通道号及其温度值；另一方面通过逻辑算法，当该温度超过设定值时，发出相应的控制输出，指令风机启停、报警或跳闸等。用户可通过面板按键设定具体的风机启停、铁芯报警等系统参数值。另外，通过系统自动检测，当传感器故障或内部硬件故障时，温控器会发出声光报警及故障信号，以便提醒用户。
4～20mA电流输出 远程监测系统 变压器温度控制器 计算机接口 接用户二次保护设备 220V AC电源 传感总成 变压器外壳门微动开关 绕组超温报警信号输出 绕组超温跳闸信号输出 工作状态信号输出 铁芯超温报警信号输出 开门信号输出
风机连接线 原理图
二、TTC-310系列变压器温度控制器技术规范
1、工作环境：环境温度：-20℃～60℃；
相对温度：≤90%（25℃）； 海拔高度：≤2000米；
工作电压：220VAC（±10%）、50HZ（±4%）； 2、巡回显示方式：-25℃～210℃； 最大值显示方式：0℃～210℃；
3、测量精度：±1%FS（温控器0.5级，传感器0.5级）； 4、分辨力：0.1℃； 5、消耗功率：10W；
6、端子容量：电源端子：常规12A/250VAC 特殊20A/250VAC； 风机端子：常规5A/250VAC 特殊20A/250VAC； 控制输出端子：阻性负载：10A/250VAC；10A/30VDC 感性负载：7.5A/250VAC；5A/30VDC 7、输出触点形式：单刀双掷（SPDT）； 8、保险管：温控器保险管：0.5A/250V； 风机保险管：常规5A/250V；
9、传感器：Pt100（φ3×15）；PTC（140℃）、PTC（150℃）（φ3×10）； 10、外形尺寸：283×393×75（宽×高×深）； 11、重量：约5KG；
12、4～20mA电流输出（可选）：精度±1%FS，最大负载可达250Ω； 13、RS-485/422计算机接口（可选）：最多可接32台温控器； 距离最远可达1200米； 三、TTC-310系列变压器温度控制器安装
3.1机械安装
3.1.1带外壳变压器的安装
按“温控器安装孔”尺寸在变压器外壳上钻孔，用螺母把专用钢柱固定在安装孔上，再把温控器挂在专用钢柱上，打开温控器面盖，用四颗M6×10螺钉把温控器坚固即可。
3.1.2变压器本体的安装因变压器 在合闸时会产生剧烈振动，而且正 常运行时也会产生大量热量、低频 振动和电磁干扰，这对温控器的寿 命和使用非常不利，降低了温控器 的可靠性，所以在变压器不带外壳的 情况下，把温控器安装在变压器的墙上。
按“温控器安装孔”尺寸在墙上钻孔（只需钻上部的两个孔），将配磁的膨胀胶钉打入墙内，把大头自攻螺钉拧上，然后把温控器挂上，再打开面盖，继续把大头螺钉拧紧即可。
3.2电气安装
3.2.1把220V电源的L、N接到接线端子1、2上，用粗短的地线把接线端子3和变压器外壳公共地连接在一起。
（1）因风机电源是从端子1、2取电，所以电源1、2端连线的线规大小要考虑风机功率的要求；应使用2.5mm的铜线。
2
（2）为了保证生命安全及温控器的可靠运
行，温控器端子3（连外壳）必须可靠接地！
3.2.2把风机并接好后，再直接接到端子4、5上。
3.2.3将输出触点信号接到用户相应的控制回路中。通常，报警、跳闸、铁芯报警、工作状态/故障为一组触点，最多为两组无源触点。
3.2.4将传感总成接到相应的D型插座上，旋紧螺钉。 3.2.5注意：
（1）为避免端子上的接线搭线短路造成故障，在使用多股线时，线头用冷压端子压接或搪锡并留7mm长。
（2）接线完毕后，检查所有连线是否正确、牢固。
3.2.6装上挡板和胶圈，锁上箱盖，即可通电运行。合上温控器电源开关K1后，温控器会显示0.0.0.0.0.时间大约为2S，表示温控器已上电并开始工作。
3.2.7H-D转换电缆连接(适用于挂墙式安装)
通过H-D转换电缆将H型传感总成连接到温控器上,这适用于温控器安装在墙上或值班室里:把H型传感总成的航空插头部分用安装片固定在变压器夹件上,再通过H-D转换电缆连接到温控器线路板上的D型插座上,注意:如果传感线要穿过线管或墙孔,就使用φ35的线管或开φ35孔.
四、TTC-310系列变压器温度控制器面板说明
4.1指示灯说明
电源指示灯:电源通断状态指示； 风机指示灯：风机启停状态指示； 报警指示灯：变压器绕组超温报警指示； 跳闸指示灯：变压器绕组超温跳闸指示；
铁芯报警指示灯：变压器铁芯超温报警指示； 风机手动指示灯：最大值显示方式指示； 故障指示灯：内部电路或传感器故障指示； 风机故障指示灯：冷却风机故障指示； 4.2按键说明
RESET复位键:强行复位CPU；
FAN风机键:温度显示时：风机手动/自动切换； 参数选择时：查询当前参数值； SET设定键：温度显示时：进入参数选定状态； 参数选择时：进入参数修改状态； 参数修改时：确认并存储参数值； SILENCE消音键：温度显示时：暂时消除故障报警声； 参数选择时：参数号递增； 参数修改时：参数值递增；
LOOP/MAX巡回/最大值键：温度显示时：巡回/最大值显示方式切换； 参数选择时：参数号递减； 参数修改时：参数值递减； 4.3屏幕说明
温度显示时:显示温度值；例如【A相温度为25.3℃，屏幕显示为：A 25.3】 参数选择时：显示参数号；例如【选择到参数P-001时，屏幕显示为：P-001】 参数修改时：显示参数值；例如【当风机停止温度为81℃，屏幕显示为：81】
五、TTC-310系列变压器温度控制器系统参数及功能
TTC-310系列温控器不同型号所带的参数号如下表所示
参数号 P-000 功 能 用于从参数选择状态回温度显示状态 P-001 P-002 P-003 用于设定风机停止温度 用于设定风机启动温度 用于查看最近4次断电时系数的状态 P-004 用于查看历史最高温度度值 P-005 将系统各参数值重新设定为出厂设定值 P-006 P-007 P-008 P-009 用于设定铁芯报警温度 用于设定超温报警温度 用于设定超温跳闸温度 用于设定计算机接口的表号值 P-010 用于设定风机台数值 带风机故障自动检测的产品才有此参数 P-011 P-012 用于查看故障代码值 用于设定风机自动激励▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ TTC-311 ▲ TTC-312 TTC-313 ▲ ▲ TTC-314 TTC-315 ▲ ▲ 只有带计算机接口的产品才有此参数 周期 P-013 设定风机被自动激励后的运行时间 P-014 P-015 用于输出状态检测 用于设定温度值的数字补偿值 P-016 风机参数自动检测 带风机故障自动检测的产品才有此参数 ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 说明：1、参数号单元格内有“▲”的，表明该类型温控器带有此参数，反之则不带有此参数项。
2、TTC-311、TTC-312、TTC-313、TTC-314等型号温控器具有超温报警和超温跳闸等两项功能，其出厂设定值分别设定为140℃、150℃（设定值为不可调），不具有超温报警和超温跳闸两项参数项。
3、黑匣子功能是记录温控器正常运行约30秒后，突然断电时各相的温度及控制输出状态，记录深度为最近四次。
TTC-310系列温控器不同型号所带的功能如下表所示 型 号 功能 三相温度检测 铁芯温度检测 风机控制输出 风机自动激励 ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ TTC-311 TTC-312 TTC-313 TTC-314 TTC-315 后 缀 无 无 无 无 ▲ ▲ ▲ ▲ 超温报警、跳闸值可 调 输出状态检测 温度值得数字补偿 ▲ ▲ ▲ 无 ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 无 无 A4 三相温度4～20mA△ 输出 铁芯温度4～20mA 输出 计算机接口 △ △ △ △ △ △ △ A4 △ △ △ △ △ △ △ R4/G4 FF 风机故障自动检测 功能 说明：1、某功能单元格内标有“▲”的，说明对应的温控器型号有此功能。而标有“△”，说明对应的温控器型号此功能是可选的（标准配置不带此功能）。 2、TTC-□□□□□□ Ⅰ Ⅱ
Ⅰ型号：TTC-311～315
Ⅱ后缀：R4-RS485/422计算机接口（兼容全双工、半双工） G4-光隔离型的R4
A4-三相绕组/铁芯4～20mA电流输出功能 FF-风机故障自动检测及报警功能 TH-三防产品（防湿热、防盐雾、防霉） S01-R4+A4
S02-R4+FF S03-A4+FF S04-R4+A4+FF
六、TTC-310系列变压器温度控制器操作说明
6、1手动/自动启停风机控制
在温度显示状态下按FAN键可进行手动/自动启停风机切换。当手动启动风机后，风机手动指示灯亮。注意：风机手动启动后会一直运行，直到手动停止。
6、2消音
当温控器出现故障时，蜂鸣器会发出报警声。在温度显示状态下，可按SILENCE键暂时消除该报警声。如果约50分钟后，导致报警的原因还存在，峰鸣器会再次发出报警声。注意：由报警、跳闸信号引起的报警声是不能消音的。
6、3巡回/最大值显示方式切换
在温度显示状态下按LOOP/MAX键可切换巡回/最大值显示方式。注意：最大值显示方式下，只显示三相或四相温度中最高相的温度值，且最大值指示灯亮。
6、4参数的修改
参数P-001、P-002、P-006、P-007、P-008、P-009、P-010、P-012、P-013的值是可修改的，其修改方法也基本相同。下面以将参数P-001的值修改为77、将参数P-003查看断电时温控器状态和将参数P-016风机故障检测功能为例进行说明。
例1：将参数P-001的值从80修改为77
温度显示状态 按下SET键 进入参数选择状态P-001
按下SET键确认 进入参数修改状态（风机停止温度80） 触按 ▼ 79 ▼ 78 ▼ 77 修改到所需的值后，按下SET键保存，系统自动返回参数选择状态。
说明：P-002的修改操作同P-001设置。 例2：参数P-003用于查看断电时温控器的状态
UP）或 ▼ DOWN）键选中P-003后按SET键参数选择状态触按 ▲ （ （
确认，然后进入查看状态。
▼ 说明:按 ▲ / 键可依次查看断电时温控器各相的温度值及控制输
出的状态。
在查看的任何时刻，SET键都可返回参数选择状态。 OFF-1中的1代表断电次序，1为最近的那次。
控制输出状态显示的第一位为控制输出功能：“n”为超温报警功能，“P”为超温跳闸功能，“C”为铁芯报警功能，“E”为工作状态，“F”为风机输出状态。例如：显示n OFF，则表示断电时超温报警输出的状态为关闭状态。
例3：参数P-016风机故障检测功能
该功能的目的是，在风机出现故障时（一台或多台风机堵转、一台或多台风机不转），发出声光报警，以便用户及时发现并排除故障，保证变压器的正常工作。
要使该功能能正常工作，温控器在每次安装和更换见机后，都应用参数P-016进行风机参数自动检测。
UP）或 ▼ DOWN）键选中P-016后按SET键参数选择状态触按 ▲ （ （
▲ 确认，然后进入见机参数自动检测功能后。屏幕首先显示“0”，按 键后，屏幕显示“1”，此时按SET键，风机参数自动检测开始，并在屏幕上显示“C-Fan”，表示正在进行风机参数自动检测，约20秒后，如检测成功，屏幕显示出“F-End”，此时可按SET键返回参数选择状态；发如检测失败，则在显示“r-Err”后自动返回参数选择状态。
说明：1、在进行风机参数自动检测前，要在参数P-010中设好风机台数值，
且该值必须为偶数。另外，所有风机功率必须一致。 2、自动检测时，一定要查看所有风机是否正常运转。 6、5所有可修改参数的出厂设定值和可修改范围如下：单位（℃）
参数 可设定范围 P-001 P-002 P-006 120-160 P-007 120-160 P-008 130-170 P-009 1-32 P-010 P-012 P-013 10-12钟 出厂设定值 80 90 140 140 150 0 0 30天 30分钟 分60-100 70-110 0-12台 00-90天 注意：1、风机启动温度比风机停止温度至少要高10℃，超温跳闸温度比超温报警温度至少要高10℃。
2、所有参数设定值在断电后不会丢失。
3、在参数选择状态下选择参数时，有一点需注意的是：例如，对于TTC-313型温控器，它有参数P-000、P-001、P-002、P-003、P-004、P-005、P-011、、P-013、P-014和P-015。在选择参数时，如现在屏幕显示▲ P-012 “P-005”，此时按 键一次，屏幕将直接显示“P-011”，而非“P-006”。 七、TTC-310系列变压器温度控制器故障排除
当系统发出工作状态不正常信号时，可利用参数P-011查看故障代码，再
根据下面的故障代码表，可判断出具体故障，针对不同故障，采取相应处理措施。
故障代码表：
传感器开路故障 故障代码 E01 E02 E03 E04 E09 E10 故障原因 现象 A相Pt100开路或该相温度超出测温上限 A相温度显示为“A-H”，蜂鸣器发出报警声 B相Pt100开路或该相温度超出测温上限 B相温度显示为“b-H”，蜂鸣器发出报警声 C相Pt100开路或该相温度超出测温上限 C相温度显示为“c-H”，蜂鸣器发出报警声 D相Pt100开路或该相温度超出测温上限 D相温度显示为“d-H”，蜂鸣器发出报警声 PTC（140℃）开路 PTC（150℃）开路 传感器短路故障 故障代码 E05 E06 E07 E08 E11 E12 故障原因 现象 A相Pt100短路或该相温度超出测温下限 A相温度显示为“A-E”，蜂鸣器发出报警声 B相Pt100短路或该相温度超出测温下限 B相温度显示为“b-E”，蜂鸣器发出报警声 C相Pt100短路或该相温度超出测温下限 C相温度显示为“c-E”，蜂鸣器发出报警声 D相Pt100短路或该相温度超出测温下限 D相温度显示为“d-E”，蜂鸣器发出报警声 PTC（140℃）短路 PTC（150℃）短路
其它故障 故障代码 E13 E14 E15 E16 故障原因 风机未接电源或保险丝熔断 一台或多台风机堵转 一台或多台风机开路 风机参数设置错误 电源线未接或保险丝熔断 所有风机不转 一台或多台风机不转 一台或多台风机不转 所有相温度显示正常，但故障指示灯亮，有报警声 接通电源后，所有数码管和指示灯都不亮 现象 注意：1、该系列温控器将系统未通电状态视为一种故障状态。
2、当风机发生故障时，只有带风机故障自动检测功能的产品通过参数P-011才可查看到故障代码“E13”、“E14”、“E15”或“E16”
3、当Pt100发生故障时，同时应查询故障代码，查看PLC是否出现故障，以便消除故障隐患，提高系统可靠性。
结束语：随着社会的发展，电力系统对输、配电设备的要求越来越高，智能型电力设备受到人们的重视。展望干式变压器温控系统的发展，在三个方面值得我们期待，一是测温元件采用非接触式温度传感器，可以避免在变压器高压绕组侧产生的感应电动势而损坏铂电阻，提高系统可靠性，如红外传感器等。二是改进通讯结构，提高系统的兼容性，如可进行多种波特率传输，或采用先进的现场总线技术、无线数传技术、红外遥控、遥测技术等，三是扩大系统内存，对实时趋势或历史趋势进行显示，对故障发生的具体时间及原因进行显示，对重要历史数据进行详细记录并可查询，总之，随着科学技术的不断进步，在不久的将来，更多可靠性、稳定性、兼容性良好，抗干扰性突出的干式变压器温度测控装置会大量应用到各大型变压器中，为变压器的安全、稳定、经济运行发挥积极作用。
