主變壓器溫度表就地校驗技術

鄭強，劉寧，魏振，郭凈天，李晨

（國網山東省電力公司青島供電公司，山東青島266061）

主變壓器溫度表就地校驗技術

鄭強，劉寧，魏振，郭凈天，李晨

（國網山東省電力公司青島供電公司，山東青島266061）

為便于作業(yè)人員對現場和遠方溫度指示誤差過大問題進行及時準確地分析判斷，提出一種主變壓器測溫裝置就地校驗方法，設計就地校驗裝置，通過接口電路實現與溫度表裝置的良好對接，實現表計就地檢驗。通過測試，該方法校驗平均誤差為±0.14℃，精度誤差為±0.2%，取得了良好的使用效果。該方法不僅能夠避免對信號傳輸電纜等設備全線排查的繁雜工序和作業(yè)流程，同時有效提高了主變壓器測溫裝置故障的檢修效率。

主變壓器；溫度表；就地校驗

0 引言

溫度是變電站主變壓器的主要監(jiān)測參數之一，通過分析變壓器溫度變化，有利于運維人員實時掌握變壓器運行情況，及時發(fā)現異常問題。近幾年，隨著變電站綜合自動化改造工作的持續(xù)推進，已實現主變壓器運行溫度的遠程監(jiān)控，但主變壓器測溫裝置現場顯示的溫度數值與遠端控制室接收顯示的溫度信號不符的情況時有發(fā)生［1］，嚴重影響了調度、運行值班人員對主變壓器運行狀況的準確判斷，且偏差超標時將會直接影響非電量保護正確動作的執(zhí)行，造成主變壓器非計劃停電，影響主變壓器的安全穩(wěn)定運行。

現階段，當出現主變壓器儀表溫度與遠程測控溫度不符情況時，由于沒有主變壓器測溫裝置現場檢驗儀器，無法判斷是表計本身問題，還是信號傳輸問題。為清查問題原因，現場檢修作業(yè)人員除對溫度表進行檢查外，還要全面排查信號傳輸電纜等設備，才能最終確定故障點并進行消缺［2］。這種全面檢查的方式，雖然能夠確定主變壓器儀表溫度與遠程測控溫度不符問題的原因，但消缺流程繁雜，不利于問題的及時解決，給檢修工作造成極大被動。同時，人力物力浪費現象嚴重，影響工作效率，已不滿足現階段檢修工作降本增效要求。

為了解決上述問題，提高工作效率，提出采用主變壓器盤型溫度表現場校驗方法，通過自主研發(fā)的校驗裝置對溫度表進行現場檢測，排查表計問題，從而提高工作效率，降低人力、物力投入成本。

1 主變壓器溫度表就地校驗方法

主變壓器測溫儀表內部測溫傳感器為Pt100熱電阻，是溫度信號的主要來源，可利用主變壓器測溫裝置表計的Pt100熱電阻接線端子［3］，采用就地校驗裝置完成熱電阻信號的配接轉換，將測試溫度與主變壓器盤型測溫裝置表計機械指示溫度進行對比，實現對盤型測溫裝置表計的溫度指示狀態(tài)是否準確的判斷。該方法中，最主要的部分為溫度表就地校驗裝置。

主變壓器測溫裝置就地校驗裝置主要由接口電路、測量橋路、處理電路3個工作模塊組成，其功能模塊如圖1所示。

圖1 主變壓器測溫裝置就地校驗儀功能模塊

圖1中，接口電路通過表筆探頭與待檢驗測溫裝置表計的熱電阻的接線端子耦接；測量橋路通過接口電路獲取測溫裝置表計的熱電阻信號；處理電路根據熱電阻信號得到測溫裝置表計所測量處的溫度值。

主變壓器盤型溫度表的Pt100熱電阻是基于電阻的熱效應進行溫度測量的，即Pt100熱電阻的電阻體阻值具有隨溫度的變化而變化的特性，測量橋路通過接口電路就能獲取熱電阻信號。熱電阻與需要測量溫度的測量處相接觸或相鄰近，因此熱電阻的熱電阻信號能夠反映出測量處的溫度變化，處理電路根據測量橋路所獲得熱電阻信號進行A／D轉換從而反映測溫裝置表計所測量處的溫度值。接口電路和測量橋路的電路連接如圖2所示。

圖2 接口電路和測量橋路電路連接原理

待檢驗測溫裝置表計的熱電阻接線端子為3個，且其中1個熱電阻接線端子與熱電阻的一端耦接，另2個熱電阻接線端子與熱電阻的另一端耦接［4］。

主變壓器測溫裝置表計自身帶有3個熱電阻接線端子，其中1個熱電阻接線端子與熱電阻的一端耦接，另2個熱電阻接線端子與熱電阻的另一端耦接。因此就地校驗裝置的接口電路包括3個表筆探頭P1、P2和P3，表筆探頭P1的插頭端通過與其對應的熱電阻接線端子與熱電阻的一端耦接，表筆探頭P2的插頭端和表筆探頭P3的插頭端分別通過與其對應的熱電阻接線端子與熱電阻的另一端耦接，表筆探頭P3的導線端接地。現場檢驗時，接口電路的3個表筆探頭P1、P2和P3分別插入對應的熱電阻接線端子中，此時，測量橋路、接口電路、熱電阻接線端子以及熱電阻間形成兩條電流通路，其中一條為電流經電阻R1、表筆探頭P1、第一個熱電阻接線端子、熱電阻、第二個熱電阻接線端子以及表筆探頭P3后接地；另一條為電流經電阻R2、可調電阻VR的有效電阻部分、表筆探頭P2、第三個熱電阻接線端子、第二個熱電阻接線端子以及表筆探頭P3后接地。

測量橋路包括電阻R1、R2以及可調電阻VR，電阻R1的一端與表筆探頭P1的導線端耦接，可調電阻VR的一個固定端與表筆探頭P2的導線端耦接，電阻R1的另一端和電阻R2的一端相接后接入電源VCC，電阻R2的另一端、可調電阻VR的另一個固定端以及可調電阻VR的滑動端相接后作為測量橋路的第一輸出端，電阻R1與表筆探頭P1的導線端耦接的一端作為測量橋路的第二輸出端，第一輸出端和第二輸出端用于輸出熱電阻信號。

當測量處溫度不變時，熱電阻阻值不變，接口電路的第一輸出端與第二輸出端間的電壓不變，當測量處溫度變化時，熱電阻阻值也會隨溫度的變化而變化，此時第一輸出端與第二輸出端間的電壓也會發(fā)生相應的變化，測量橋路通過接口電路以及熱電阻接線端子就會從測溫裝置表計內的熱電阻上采集隨溫度變化的熱電阻信號。通過測量橋路的連接，還能克服導線電阻引起的測量誤差［5］，從而使得采集的熱電阻信號更為準確。經過處理電路的A/D轉換獲取Pt100熱電阻處的絕緣油溫度值。然后將該溫度值與現場測溫表計指示數值對比校驗，可以確定和區(qū)分測溫表計發(fā)生故障還是溫度信號傳輸電纜存在故障。

2 主變壓器溫度表就地校驗裝置測試

為驗證主變壓器溫度表就地校驗裝置有效性，設計如圖3所示的測試平臺。密閉腔體為金屬材料制成，內部充滿變壓器油，由加熱器負責變壓器油的加熱，標準溫度指示器已經校驗，用于指示腔體內部變壓器油實際溫度，變壓器盤型溫度表安裝在密閉腔體側壁，就地校驗裝置與溫度表相連，測試溫度表的準確性。

圖3 主變壓器溫度表就地校驗裝置測試示意

溫度從室溫（25℃）開始上升，每5℃為一個節(jié)點，同時記錄標準溫度指示器、盤型溫度表和就地校驗裝置的數值，每個節(jié)點測試10次，計算平均值，對比就地校驗裝置和盤型溫度表的誤差。表1和圖4為測試結果，由表1可知，就地校驗裝置和盤型溫度表的平均溫度誤差為±0.14℃，精度誤差±0.2%。圖4中，兩條曲線基本重合，說明就地校驗裝置可以準確反映主變壓器盤型溫度表的溫度值，該校驗裝置具有良好的有效性。

表1 測試結果

圖4 測試結果

3 現場應用

迄今為止，主變壓器盤型溫度表就地校驗裝置已成功應用在青島前灣1號變、北宅2號變、蔚藍海岸2號變、四流南路站1號變等30臺主變壓器安裝作業(yè)，成功發(fā)現主變壓器測溫裝置現場顯示的溫度數值與遠端的控制室接收并顯示的溫度信號不符的問題16起，節(jié)省開支36萬元，有效地保證了設備施工的順利進行。

由此可見，主變壓器盤型溫度表就地校驗裝置研制成功后，有效減少了變壓器的非正常停電次數，提高了供電可靠性，可以直觀的判斷由溫度表表頭、傳輸及顯示回路的故障位置，有效地保證了變壓器的溫度顯示及冷風控制，使變壓器可以保持在健康的溫度下運行。

4 結語

提出主變壓器測溫裝置就地檢驗方法，設計就地校驗裝置，經測試，該裝置校驗平均誤差僅為±0.14℃，平均精度誤差為±0.2%，可直接確認故障部分，能夠避免對整個測溫裝置進行全線排查的繁雜工序和作業(yè)流程，有效提高了主變壓器測溫裝置檢修效率。

［1］田宇.《油浸式變壓器測溫裝置現場校準規(guī)范》規(guī)程解讀［J］.四川電力技術，2012，35（6）：76-79.

［2］王恩，陳鄭.綜合自動化站變壓器溫度測量誤差分析［J］.云南電力技術，2007（5）：21-24.

［3］陳福瓊.變壓器測溫裝置應用中的誤差及消除［J］.大科技，2013（9）：131-132.

［4］童在林，袁志文，葉利.一種有效減小變壓器測溫裝置兩表偏差值的校準方法［J］.華東電力，2010（6）：38-41.

［5］徐開顏.一例主變測溫裝置誤差分析處理及建議［J］.變壓器，2010（9）：64-65.

On-site Checking Techniques of the Main Transformer Thermometer

ZHENG Qiang，LIU Ning，WEI Zhen，GUO Jingtian，LI Chen
（State Grid Qingdao Power Supply Company，Qingdao 266061，China）

In order to help workers find the reason of temperature measurement error between the scene and the distance，a kind of thermometer test method is taken out.An on-site inspection device is designed to connect with the thermometer on main transformer.Through test，the average error of the method is only±0.14℃，and the accuracy error is only±0.2%.The device has been effectively used on the scene.Using this method can not only avoid the heavy work to check the whole signal cable，but also increase the efficiency of maintaining thermometers for transformers.

main transformer；thermometer；on-site inspection

TM41

B

1007－9904（2016）12－0039－03

2016-06-09

鄭強（1970），男，高級技師，從事變壓器檢修維護工作。