趙鐵英，賀永剛

（1.河南理工大學(xué)電氣工程與自動化學(xué)院，河南焦作 454000；2.華潤電力焦作有限公司，河南焦作 454001）

變壓器測溫偏差過大的原因分析及處理

趙鐵英1，賀永剛2

（1.河南理工大學(xué)電氣工程與自動化學(xué)院，河南焦作 454000；2.華潤電力焦作有限公司，河南焦作 454001）

變壓器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，運(yùn)行中需要對其運(yùn)行溫度進(jìn)行不間斷監(jiān)測。針對變壓器上多個測溫裝置顯示的溫度偏差過大的情況，以某發(fā)電廠主變壓器為例，對目前變壓器常用的3種測溫裝置進(jìn)行測溫對比試驗(yàn)，指出測溫誤差產(chǎn)生的原因?yàn)闄C(jī)械式溫度表動作不靈敏，并提出了相應(yīng)的安裝調(diào)整措施。

變壓器；測溫裝置；熱電阻；溫度表

0 引言

變壓器是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備，擔(dān)負(fù)著電能的輸送和變換任務(wù)，其運(yùn)行狀態(tài)直接影響電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量。變壓器運(yùn)行過程中會產(chǎn)生一定的損耗，引起變壓器發(fā)熱、溫度升高，增加變壓器的老化速度，縮短使用壽命，需要對運(yùn)行中的變壓器進(jìn)行溫度監(jiān)測，防止變壓器因溫度過高而損壞。

變壓器上一般安裝有多個測溫裝置，同時對變壓器繞組溫度、油溫進(jìn)行監(jiān)測［1-2］，實(shí)際生產(chǎn)中不可避免地會出現(xiàn)幾個測溫裝置顯示的溫度不同、偏差過大的情況，運(yùn)行人員無法確定哪個裝置顯示的溫度可以真實(shí)反映變壓器實(shí)時運(yùn)行狀況，給巡視檢查帶來了一定的困難。本文以某發(fā)電廠主變壓器（以下簡稱主變）為例，分析變壓器溫度檢測中溫度顯示偏差過大的原因。

1 出現(xiàn)的問題

該發(fā)電廠主變?yōu)镾PF-750000/220型220 kV油浸式變壓器，額定容量為750 000 kV·A，額定電壓（高壓側(cè)/低壓側(cè)）為242/22 kV，已投入運(yùn)行半年。根據(jù)DL/T 572—2010《電力變壓器運(yùn)行規(guī)程》要求［1］，該變壓器安裝有指針式溫度計(jì)、帶溫度補(bǔ)償?shù)腜T100熱電阻，用以測量油面、繞組等處的溫度。變壓器測溫裝置安裝位置如圖1所示。

2015年7 月底至8月初這段時間里，維護(hù)工人點(diǎn)檢時多次發(fā)現(xiàn)＃1主變溫度儀表就地顯示與集控室顯示有偏差，工人在生產(chǎn)早報中將問題上報。8月11日，技術(shù)人員進(jìn)行了測量比對，當(dāng)天氣溫較高，所以變壓器繞組溫度、油溫等均較高。

圖1 變壓器測溫裝置安裝位置

溫度比對測試時間為10：00：00，對應(yīng)機(jī)組負(fù)荷為600MW，環(huán)境溫度估計(jì)為35～37℃，溫度測試對比見表1。

表1 變壓器溫度測試對比 ℃

（1）溫度表。溫度表安裝在變壓器器身上，測溫包裝在變壓器繞組內(nèi)部及變壓器油面處，直接讀取溫度表的讀數(shù)并記錄。

（2）PT100熱電阻。在變壓器繞組內(nèi)部及變壓器油面處安裝有PT100熱電阻，由引線將信號送入溫度變送器，利用萬用表測量溫度變送器輸入端對應(yīng)的熱電阻阻值，并與PT100電阻-溫度表進(jìn)行比對，得出對應(yīng)的溫度值。測量結(jié)果顯示PT100熱電阻兩端阻值及對應(yīng)溫度值分別為：繞組，123.7 Ω→61℃；油面，120.9Ω→54℃。

（3）分散控制系統(tǒng)（DCS）集控室顯示溫度。通過與集控室人員聯(lián)系，詢問當(dāng)時集控室電腦顯示溫度值。

2 原因分析

由表1可以看出。

（1）PT100熱電阻和DCS顯示的溫度偏差不大，誤差均小于5℃，在允許的誤差范圍內(nèi)［1］，說明經(jīng)變送器送入DCS的溫度信號誤差不大，變送器系數(shù)設(shè)置合適。但是二者之間仍然有一定的誤差，產(chǎn)生的原因與PT100、變送器回路結(jié)構(gòu)有關(guān)：熱電阻溫度補(bǔ)償電阻阻值偏差過大、熱電阻本身電阻溫度變化滯后及線性度差等原因，可能導(dǎo)致溫度測量過程中出現(xiàn)誤差；溫度變送器回路受到干擾后，也會導(dǎo)致送入DCS的信號發(fā)生變化，造成DCS顯示誤差；變送器內(nèi)部信號處理電路、A/D轉(zhuǎn)換精度等均會導(dǎo)致信號傳輸過程中產(chǎn)生誤差［3-4］。

（2）溫度表顯示的溫度與PT100熱電阻和DCS之間有較大的誤差，最大溫度誤差為10℃，已經(jīng)不符合電力變壓器運(yùn)行規(guī)程的要求。誤差原因是溫度表的測溫原理與PT100熱電阻和DCS不同。

PT100熱電阻和DCS測溫都是將溫度信號轉(zhuǎn)化為電氣信號，將非電氣量轉(zhuǎn)化為電氣量進(jìn)行測量。電氣量在傳輸、顯示、控制方面具有很多優(yōu)勢，信號傳輸方便、抗干擾能力強(qiáng)，只要設(shè)置合理的轉(zhuǎn)換傳輸電路就能保證信號的準(zhǔn)確性；缺點(diǎn)是不夠直觀，無法直接在現(xiàn)場看到實(shí)際測量的數(shù)據(jù)。

溫度表選用的是指針式壓力溫度表，主要由指示儀表、毛細(xì)管及溫包組成，這3部分形成一個密閉的測溫系統(tǒng)，根據(jù)液體膨脹定律工作［4-7］。溫包安裝在溫度表座內(nèi)，內(nèi)充有感溫液體，當(dāng)變壓器油溫變化時，感溫液體在體積不變的情況下，壓力發(fā)生變化，通過毛細(xì)管傳遞到指示儀表。彈性元件將壓力變化轉(zhuǎn)變成機(jī)械位移，通過機(jī)械放大后，帶動儀表指針旋轉(zhuǎn)，指示出被測點(diǎn)的溫度。油面溫度表的測量范圍為-20～120℃，最大誤差一般不大于2.4℃，感溫液體壓力和溫度之間的關(guān)系可以表示為

式中：p1為溫度t時液體的壓力；p2為溫度t0時液體的壓力；a為液體的體膨脹系數(shù)；γ為液體的壓縮系數(shù)。

由式（1）可以看出，當(dāng)封閉系統(tǒng)的容積不變時，液體的壓力與溫度成一定的函數(shù)關(guān)系，液體溫度變化越大，其壓力變化也越大。通過機(jī)械裝置來反映被測溫度的變化時，由于機(jī)械裝置的動作不靈敏，造成指針式溫度表顯示的溫度偏差過大。

3 結(jié)論及建議

變壓器選用不同的測溫元件，造成了溫度顯示不同，給變壓器的日常監(jiān)控帶來了一定的麻煩?，F(xiàn)場測溫對比表明，由于變壓器溫度表為機(jī)械式儀表，動作不靈敏，導(dǎo)致其測量誤差過大。為了避免上述問題，應(yīng)選擇誤差小且測量精度高的溫度表，安裝時要嚴(yán)防溫度表進(jìn)水、密封不嚴(yán)、銹蝕等現(xiàn)象出現(xiàn)，保證溫度表按照要求正確安裝；安裝溫度表時盡可能靠近PT100熱電阻，減小誤差產(chǎn)生的可能；對比PT100熱電阻實(shí)測阻值調(diào)整溫度變送器參數(shù)，保證DCS顯示溫度的準(zhǔn)確性。

［1］電力變壓器運(yùn)行規(guī)程：DL/T 572—2010［S］.

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

［3］董青，李承耀，顧國平.變壓器測溫偏差異常的分析與解決［J］.供用電，2010，27（1）：61-63.

［4］趙麗敏，徐崇斌，王元明，等.淺析電力變壓器用的三種測溫裝置［J］.山東工業(yè)技術(shù)，2014（14）：130-131.

［5］李波，李宇飛.如何減小變壓器測溫裝置兩表差［J］.決策與信息，2014（8）：169，171.

［6］衛(wèi)才猛.主變壓器測溫缺陷的探討［J］.變壓器，2009，46（2）：59-61，66.

［7］席風(fēng)沛，鄭廣軒.變壓器溫度計(jì)常見缺陷及故障處理［J］.變壓器，2015，52（9）：41-42.

（本文責(zé)編：劉芳）

TM 41；TH 811

B

1674-1951（2016）11-0013-02

趙鐵英（1977—），女，河南焦作人，講師，工學(xué)博士，從事電力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控及故障限流技術(shù)的研究（E-mail：hnjzzty＠163.com）。

2016-06-29；

2016-10-13

河南理工大學(xué)博士基金（60807/008）；河南省高等學(xué)校重點(diǎn)科研項(xiàng)目（16A470010）