羅志文

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山供電局，廣東佛山528000）

0 引言

在變電站無(wú)人值班工作中，廠(chǎng)站端自動(dòng)化系統(tǒng)需將變電站中的信號(hào)進(jìn)行采集測(cè)量并送給遠(yuǎn)方的監(jiān)控中心進(jìn)行監(jiān)視，其中變壓器油溫是一個(gè)重要的測(cè)量數(shù)值。在110 kV智慧變等變電站，監(jiān)控中心監(jiān)視到主變油溫在24 h內(nèi)出現(xiàn)劇烈跳變，多次沖破85℃的報(bào)警線(xiàn)，甚至達(dá)到131.24℃（運(yùn)行規(guī)程規(guī)定，105℃需立即降負(fù)荷），而實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)油溫并未超過(guò)50℃。

由于廠(chǎng)站端自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)油溫信息采集不準(zhǔn)確，造成錯(cuò)誤的越限信息，對(duì)監(jiān)控中心工作造成了嚴(yán)重干擾。為了準(zhǔn)確反映設(shè)備運(yùn)行狀況，避免產(chǎn)生錯(cuò)誤信息，必須盡快改善110 kV智慧變等變電站的廠(chǎng)站端自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)油溫信息的采集精度。

本文提出了一種新的變壓器測(cè)溫電路饋通端子，通過(guò)用精密度好的電阻器替換現(xiàn)有碳膜電阻，可以解決主變溫度采集準(zhǔn)確度的問(wèn)題，準(zhǔn)確反映設(shè)備運(yùn)行狀況，避免產(chǎn)生錯(cuò)誤信息；而且改造成本較低，效果較好，且效率高，系統(tǒng)改動(dòng)少，影響廠(chǎng)站端自動(dòng)化系統(tǒng)安全運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)低。

1 現(xiàn)狀分析

1.1 技術(shù)背景

在變電站的廠(chǎng)站端自動(dòng)化系統(tǒng)中，溫度變送器將變壓器油溫度的測(cè)溫?zé)犭娮栊盘?hào)轉(zhuǎn)換后，輸出一個(gè)與被測(cè)溫度成線(xiàn)性關(guān)系的4～20 mA的直流信號(hào)。該直流信號(hào)在帶有采樣電阻RL的饋通端子上形成直流電壓信號(hào)，再接到系統(tǒng)測(cè)控單元部分，實(shí)現(xiàn)溫度信號(hào)的采集。如圖1所示，溫度t的變化會(huì)引起Rt的變化，經(jīng)溫度變送器轉(zhuǎn)換后輸出直流電流I0，在RL上形成U0，接入測(cè)控的直流采集模塊。

圖1 變壓器溫度測(cè)量原理

現(xiàn)有饋通端子如圖2所示，采用的采樣電阻為碳膜電阻，碳膜電阻通過(guò)改變碳膜厚度和長(zhǎng)度，可以得到不同的阻值。

110 kV智慧變的廠(chǎng)站端自動(dòng)化系統(tǒng)采用許繼電氣FCK-801A/2型號(hào)裝置。廠(chǎng)家提供的直流采集測(cè)量精度為0.5%，精度較低。將廠(chǎng)家提供的測(cè)溫電路進(jìn)行溫度—數(shù)字量輸入輸出試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)與理想溫度—數(shù)字量輸入輸出曲線(xiàn)線(xiàn)性相差較大，如圖3所示。該廠(chǎng)家提供的測(cè)溫電路輸入輸出曲線(xiàn)特性不合格，需要整改。

圖2 現(xiàn)有測(cè)溫電路饋通端子內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖3 溫度—數(shù)字量輸入輸出曲線(xiàn)對(duì)比圖（改造前）

1.2 現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)

現(xiàn)有的測(cè)溫電路饋通端子采用碳膜電阻，通過(guò)改變碳膜厚度和長(zhǎng)度可以得到不同的阻值，容易制成高阻值的電阻，成本較低，但電性能和穩(wěn)定性較差，隨著碳膜的磨蝕，容易造成電阻值精度下降，影響電力二次測(cè)溫回路的采集精度，這就是造成采集線(xiàn)性差的主要原因。

2 技術(shù)方案

2.1 改善方案設(shè)計(jì)及可行性分析

2.1.1 方案一：將主變測(cè)控屏柜更換為不同廠(chǎng)家的產(chǎn)品

該廠(chǎng)家提供的測(cè)溫電路存在缺陷，更換廠(chǎng)家產(chǎn)品是最直接的方法。但更換主變測(cè)控屏柜需安排主變停電，影響了電網(wǎng)的正常運(yùn)行，而且項(xiàng)目成本高，工期長(zhǎng)，需要對(duì)整個(gè)主變間隔重新驗(yàn)收，不建議采用。

2.1.2 方案二：對(duì)廠(chǎng)家的主變測(cè)溫電路進(jìn)行改造

對(duì)主變測(cè)溫電路進(jìn)行改造，可以通過(guò)用精密度好的電阻器替換廠(chǎng)家提供的精密度較差的碳膜電阻，解決110 kV智慧站主變溫度采集準(zhǔn)確度的問(wèn)題，成本較低，效果較好，且效率高，系統(tǒng)改動(dòng)少，影響廠(chǎng)站端自動(dòng)化系統(tǒng)安全運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)小。故本文采用方案二進(jìn)行改善。

2.2 饋通端子的改進(jìn)

本文提出了一種新的變壓器測(cè)溫電路饋通端子，通過(guò)用精密度好的電阻器替換現(xiàn)有碳膜電阻，可以解決主變溫度采集準(zhǔn)確度的問(wèn)題，準(zhǔn)確反映設(shè)備運(yùn)行狀況，避免產(chǎn)生錯(cuò)誤信息。其基本方案為：

（1）提供一種用于變壓器測(cè)溫電路的端子，其中包括接線(xiàn)端口、高精密饋通電橋、導(dǎo)軌鎖夾、保護(hù)外殼。

（2）如（1）所述的高精密饋通電橋，采用RX70-E型精密線(xiàn)繞電阻器進(jìn)行電壓采集。

（3）如（1）所述接線(xiàn)端口，通過(guò)兩個(gè)端子點(diǎn)（連接兩端各一個(gè)）進(jìn)行電勢(shì)分配。

（4）如（1）所述導(dǎo)軌鎖夾，用于將電路饋通端子固定在DIN導(dǎo)軌。

（5）如（1）所述保護(hù)外殼，用于電路饋通端子間進(jìn)行隔離。

3 具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本文所述變壓器測(cè)溫電路饋通端子改進(jìn)測(cè)溫回路的功效作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

如圖4所示，該變壓器測(cè)溫電路高精度饋通端子包括：1.饋通電橋；2.RX70-E型精密線(xiàn)繞電阻器；3.回路電纜接線(xiàn)處；4.二導(dǎo)軌鎖夾；5.保護(hù)外殼。

圖4 變壓器測(cè)溫電路高精度饋通端子

溫度變送器將主變油溫的測(cè)溫?zé)犭娮栊盘?hào)轉(zhuǎn)換后，輸出一個(gè)與被測(cè)溫度成線(xiàn)性關(guān)系的4～20 mA的直流信號(hào)，通過(guò)3.回路電纜接線(xiàn)處，連接變壓器測(cè)溫電路高精度饋通端子。該直流信號(hào)流過(guò)1.饋通電橋，經(jīng)過(guò)采樣電阻2.RX70-E型精密線(xiàn)繞電阻器形成直流電壓信號(hào)，再經(jīng)過(guò)3.回路電纜接線(xiàn)處接到系統(tǒng)測(cè)控單元部分，實(shí)現(xiàn)溫度信號(hào)的采集。

本實(shí)用新型的采集精確度為±0.01%，相比碳膜電阻具有絕緣、耐潮性能好，高穩(wěn)定、高可靠、高精度、低溫漂的特點(diǎn)。測(cè)溫電路進(jìn)行溫度—數(shù)字量輸入輸出試驗(yàn)，與理想溫度—數(shù)字量輸入輸出曲線(xiàn)線(xiàn)性相差很少。

4 現(xiàn)場(chǎng)改善成效

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)測(cè)試后，對(duì)110 kV智慧變主變壓器油測(cè)溫電路進(jìn)行改造，并對(duì)改造影響進(jìn)行長(zhǎng)期觀察。為了使觀察結(jié)論更加科學(xué)可信，取改造前2016年夏季110 kV智慧站#1主變油溫24 h變化曲線(xiàn)，與改造后2017年夏季110 kV智慧站#1主變油溫24 h變化曲線(xiàn)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。

如圖5所示，對(duì)比后發(fā)現(xiàn)：改造后的油溫變化曲線(xiàn)（110 kV智慧站#1主變油溫1 2017-08-17）相比改造前（110 kV智慧站#1主變油溫1 2016-07-23）更加平滑，溫度劇烈跳變、多次越過(guò)溫度報(bào)警限值的現(xiàn)象消失，符合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的主變溫度實(shí)際，能準(zhǔn)確反映設(shè)備運(yùn)行狀況，有利于監(jiān)控中心的監(jiān)控工作，現(xiàn)場(chǎng)改善效果良好。

圖5 110 kV智慧站#1主變油溫24 h變化曲線(xiàn)（改善前后對(duì)比）

5 結(jié)語(yǔ)

本文所述的主變測(cè)溫電路改造，用精密度好的電阻器替換現(xiàn)有饋通端子中精密度較差的碳膜電阻，可以有效改善變壓器溫度采集準(zhǔn)確度的問(wèn)題，成本較低，效果較好，且效率高，系統(tǒng)改動(dòng)少，影響廠(chǎng)站端自動(dòng)化系統(tǒng)安全運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)小。相比現(xiàn)有測(cè)溫回路端子，本文改進(jìn)后的端子采集的油溫變化曲線(xiàn)更加平滑，溫度劇烈跳變、多次越過(guò)溫度報(bào)警限值的現(xiàn)象消失，符合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的主變溫度實(shí)際，能準(zhǔn)確反映設(shè)備運(yùn)行狀況，更利于電網(wǎng)的監(jiān)控工作。

本文的方案對(duì)原來(lái)的主變測(cè)溫回路改動(dòng)較小，而精密度改進(jìn)效果優(yōu)秀，無(wú)需對(duì)主變安排停電，整改周期短，不影響電網(wǎng)的運(yùn)行；充分利用站內(nèi)原有的自動(dòng)化測(cè)控裝置，不需要更換廠(chǎng)家，免去立項(xiàng)、招投標(biāo)、安排停電等工作，項(xiàng)目實(shí)施的可行性高，實(shí)施后維護(hù)方便；實(shí)施后，可以將采集準(zhǔn)確度由原來(lái)的0.5%提高到0.01%，保證對(duì)主變油溫的監(jiān)控能正常實(shí)現(xiàn)，對(duì)變電站油溫采集改善方案的制定有參考意義。