王長(zhǎng)春，洪元瑞，馮茗俊，童在林，張 喆，郁 健

(1.國(guó)網(wǎng)上海市電力公司特高壓直流中心，上海 201100；2.國(guó)網(wǎng)華東分部，上海 200122；3.國(guó)網(wǎng)上海市電力科學(xué)研究院，上海 200437；4.國(guó)網(wǎng)上海市電力公司檢修公司，上海 201100；5.上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究院，上海 200235)

上海某換流站14臺(tái)換流變壓器投運(yùn)后,在巡檢中發(fā)現(xiàn)部分測(cè)溫裝置就地示值與遠(yuǎn)方顯示值之間偏差超過(guò)8 K，再次巡視發(fā)現(xiàn)其兩表偏差又從8 K下降到3 K。針對(duì)兩表偏差隨環(huán)境溫度變化而發(fā)生波動(dòng)的現(xiàn)象，站方對(duì)同品牌備品開(kāi)展分析試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 測(cè)溫裝置環(huán)境影響量試驗(yàn)結(jié)果 ℃

由表1試驗(yàn)數(shù)據(jù)可見(jiàn)，分別在20℃，-25℃及65℃三種環(huán)境溫度下，模擬環(huán)境溫度變化，開(kāi)展測(cè)溫裝置就地示值與遠(yuǎn)方顯示值的誤差測(cè)試。得出結(jié)論為：此表在20℃環(huán)境條件下示值誤差滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，在-25℃和65℃環(huán)境條件下示值誤差超出標(biāo)準(zhǔn)要求(檢驗(yàn)結(jié)論為不合格)，因此該型號(hào)測(cè)溫裝置兩表偏差缺陷主要源自環(huán)境溫度變化影響。

1 兩表偏差缺陷原因分析

測(cè)溫裝置是由指針溫度計(jì)和遠(yuǎn)傳信號(hào)裝置兩部分組成(見(jiàn)圖1)。指針溫度計(jì)(如圖1左側(cè)所示)由傳感器溫包、毛細(xì)管和彈性元件三個(gè)部分焊接而成，遠(yuǎn)方信號(hào)裝置(如圖1右側(cè)所示)由傳感器測(cè)溫元件、溫度變送器及遠(yuǎn)方數(shù)字顯示器三個(gè)部分構(gòu)成；指針溫度計(jì)示值與遠(yuǎn)傳信號(hào)數(shù)據(jù)之間偏差稱(chēng)為兩表偏差，變壓器測(cè)溫裝置的兩表偏差主要源自系統(tǒng)誤差和環(huán)境影響量誤差兩個(gè)分量。

圖1 測(cè)溫裝置結(jié)構(gòu)示意圖

(1)系統(tǒng)誤差對(duì)兩表偏差的影響。以準(zhǔn)確度等級(jí)為1.5級(jí)、量程為160 ℃的測(cè)溫裝置為例，其指針溫度計(jì)最大允許誤差為±2.4℃，其遠(yuǎn)方信號(hào)裝置最大允許誤差也為±2.4℃，因此在實(shí)驗(yàn)室條件下這兩種溫度儀表在同一個(gè)測(cè)量點(diǎn)的示值偏差最大可能相差4.8 K。

(2)環(huán)境溫度對(duì)兩表偏差的影響。根據(jù)DL/T 1400—2015《油浸式變壓器測(cè)溫裝置現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)規(guī)范》中環(huán)境溫度影響鑒定方法(見(jiàn)圖2)，在環(huán)境溫度為20℃時(shí)將指針溫度計(jì)溫包插入100℃恒溫槽，穩(wěn)定10 min后記錄指針溫度計(jì)示值C1；再將指針溫度計(jì)毛細(xì)管放入65 ℃恒溫水槽中；穩(wěn)定10 min后記錄指針溫度計(jì)示值C2，C2、C1差值反映在環(huán)境溫度從20℃變化為65℃時(shí)，該測(cè)溫裝置存在的固有附加誤差。

圖2 兩表偏差快速鑒定示意圖

2 國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的差異與分析

目前國(guó)內(nèi)外與油浸式變壓器測(cè)溫裝置相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)主要有：IEC 60076-22-1，T/SMA 001—2017《油浸式電力變壓器測(cè)溫裝置全壽命質(zhì)量管控規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“T/SMA 001—2017”)，JB/T 8450—2016《變壓器用繞組溫控器》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“JB/T 8450—2016”)，JB/T 6302—2016《變壓器用油面溫控器》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“JB/T 6302—2016”)，DL/T 1400—2015《油浸式變壓器測(cè)溫裝置現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“DL/T 1400—2015”)這些標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于準(zhǔn)確度等級(jí)有比較大的差異，前兩份標(biāo)準(zhǔn)要求測(cè)溫裝置滿足全天候準(zhǔn)確度要求(即測(cè)溫裝置在-25～65℃范圍內(nèi)最大允許誤差≤1.5%FS)，而后三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)要求測(cè)溫裝置在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件下滿足準(zhǔn)確度要求(即測(cè)溫裝置在20℃±5℃范圍內(nèi)最大允許誤差≤1.5%FS，而由于環(huán)境溫度影響量引入的誤差不計(jì)入)，基于兩種不同定義準(zhǔn)確度的測(cè)溫裝置在使用時(shí)最大允許誤差存在比較大差異，對(duì)其進(jìn)行分析。

國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的差異表如表2所示。

表2 國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的差異表

表2中IEC 60076-22-1、T/SMA 0001標(biāo)準(zhǔn)在環(huán)境溫度為(-25～40℃)時(shí)，指針溫度計(jì)最大允許誤差為±2.4℃，遠(yuǎn)方測(cè)溫裝置最大允許誤差為±2.4℃，同時(shí)要求在環(huán)境溫度變化為65 K時(shí)，指針溫度計(jì)最大允許誤差已包含環(huán)境溫度影響附加誤差，所以這兩種標(biāo)準(zhǔn)所要求測(cè)溫裝置最大兩表偏差為≤4.8 K。

JB/T 8450、JB/T 6302、DL/T 1400標(biāo)準(zhǔn)中以實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件(20 ℃± 5℃)定義指針溫度計(jì)準(zhǔn)確度，其最大允許誤差為±2.4℃，遠(yuǎn)方測(cè)溫裝置最大允許誤差為±2.4℃。在環(huán)境溫度影響試驗(yàn)中，DL/T 1400要求指針溫度計(jì)環(huán)境溫度影響變化量應(yīng)優(yōu)于0.05%FS/℃,因此環(huán)境溫度影響對(duì)指針溫度計(jì)附加的最大誤差為±3.6℃，各誤差分量疊加，指針溫度計(jì)最大允許誤差誤差為±6.0℃，因此指針溫度計(jì)與遠(yuǎn)方測(cè)溫裝置兩表偏差最大為±8.4 K。

IEC 60076-22-1、T/SMA 0001標(biāo)準(zhǔn)從根本上消除了變壓器測(cè)溫裝置由環(huán)境溫度變化影響引入的附誤差，其性能優(yōu)于JB/T 8450、JB/T 6302、DL/T 1400標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)范的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下準(zhǔn)確度的測(cè)溫裝置。

兩類(lèi)準(zhǔn)確度所對(duì)應(yīng)等級(jí)見(jiàn)表3。

表3 準(zhǔn)確度等級(jí)對(duì)照表

表3中，JB/T 8450、JB/T 6302、DL/T 1400標(biāo)準(zhǔn)下1.5級(jí)產(chǎn)品準(zhǔn)確度水平相當(dāng)于IEC 20110060076-22-1、T/SMA 0001標(biāo)準(zhǔn)下3.5級(jí)準(zhǔn)確度，因此選擇全天候準(zhǔn)確度要求的測(cè)溫裝置，可以真實(shí)反映測(cè)溫裝置的誤差情況與性能。

3 應(yīng)用驗(yàn)證

采用全天候準(zhǔn)確度等級(jí)測(cè)溫裝置，更新了該換流站全部實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)確度等級(jí)的測(cè)溫裝置，歷經(jīng)7年運(yùn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明兩表偏差缺陷率從60%下降至2%。

根據(jù)分析及應(yīng)用驗(yàn)證，選擇滿足全天候準(zhǔn)確度要求的測(cè)溫裝置，可以消除環(huán)境溫度影響引入測(cè)溫裝置的附加誤差，大幅度減少指針溫度計(jì)與遠(yuǎn)方測(cè)溫裝置之間的兩表偏差，因此使用全天候準(zhǔn)確度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)制造、驗(yàn)收、運(yùn)用液浸式變壓器測(cè)溫裝置是解決兩表偏差缺陷的有效方法。