鄭強(qiáng)，劉寧，魏振，郭凈天，李晨

（國網(wǎng)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(yàn)技術(shù)

鄭強(qiáng)，劉寧，魏振，郭凈天，李晨

（國網(wǎng)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(duì)現(xiàn)場和遠(yuǎn)方溫度指示誤差過大問題進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確地分析判斷，提出一種主變壓器測(cè)溫裝置就地校驗(yàn)方法，設(shè)計(jì)就地校驗(yàn)裝置，通過接口電路實(shí)現(xiàn)與溫度表裝置的良好對(duì)接，實(shí)現(xiàn)表計(jì)就地檢驗(yàn)。通過測(cè)試，該方法校驗(yàn)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(duì)信號(hào)傳輸電纜等設(shè)備全線排查的繁雜工序和作業(yè)流程，同時(shí)有效提高了主變壓器測(cè)溫裝置故障的檢修效率。

主變壓器；溫度表；就地校驗(yàn)

0 引言

溫度是變電站主變壓器的主要監(jiān)測(cè)參數(shù)之一，通過分析變壓器溫度變化，有利于運(yùn)維人員實(shí)時(shí)掌握變壓器運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常問題。近幾年，隨著變電站綜合自動(dòng)化改造工作的持續(xù)推進(jìn)，已實(shí)現(xiàn)主變壓器運(yùn)行溫度的遠(yuǎn)程監(jiān)控，但主變壓器測(cè)溫裝置現(xiàn)場顯示的溫度數(shù)值與遠(yuǎn)端控制室接收顯示的溫度信號(hào)不符的情況時(shí)有發(fā)生［1］，嚴(yán)重影響了調(diào)度、運(yùn)行值班人員對(duì)主變壓器運(yùn)行狀況的準(zhǔn)確判斷，且偏差超標(biāo)時(shí)將會(huì)直接影響非電量保護(hù)正確動(dòng)作的執(zhí)行，造成主變壓器非計(jì)劃停電，影響主變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

現(xiàn)階段，當(dāng)出現(xiàn)主變壓器儀表溫度與遠(yuǎn)程測(cè)控溫度不符情況時(shí)，由于沒有主變壓器測(cè)溫裝置現(xiàn)場檢驗(yàn)儀器，無法判斷是表計(jì)本身問題，還是信號(hào)傳輸問題。為清查問題原因，現(xiàn)場檢修作業(yè)人員除對(duì)溫度表進(jìn)行檢查外，還要全面排查信號(hào)傳輸電纜等設(shè)備，才能最終確定故障點(diǎn)并進(jìn)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(yuǎn)程測(cè)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(shí)解決，給檢修工作造成極大被動(dòng)。同時(shí)，人力物力浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，影響工作效率，已不滿足現(xiàn)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(xiàn)場校驗(yàn)方法，通過自主研發(fā)的校驗(yàn)裝置對(duì)溫度表進(jìn)行現(xiàn)場檢測(cè)，排查表計(jì)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(yàn)方法

主變壓器測(cè)溫儀表內(nèi)部測(cè)溫傳感器為Pt100熱電阻，是溫度信號(hào)的主要來源，可利用主變壓器測(cè)溫裝置表計(jì)的Pt100熱電阻接線端子［3］，采用就地校驗(yàn)裝置完成熱電阻信號(hào)的配接轉(zhuǎn)換，將測(cè)試溫度與主變壓器盤型測(cè)溫裝置表計(jì)機(jī)械指示溫度進(jìn)行對(duì)比，實(shí)現(xiàn)對(duì)盤型測(cè)溫裝置表計(jì)的溫度指示狀態(tài)是否準(zhǔn)確的判斷。該方法中，最主要的部分為溫度表就地校驗(yàn)裝置。

主變壓器測(cè)溫裝置就地校驗(yàn)裝置主要由接口電路、測(cè)量橋路、處理電路3個(gè)工作模塊組成，其功能模塊如圖1所示。

圖1 主變壓器測(cè)溫裝置就地校驗(yàn)儀功能模塊

圖1中，接口電路通過表筆探頭與待檢驗(yàn)測(cè)溫裝置表計(jì)的熱電阻的接線端子耦接；測(cè)量橋路通過接口電路獲取測(cè)溫裝置表計(jì)的熱電阻信號(hào)；處理電路根據(jù)熱電阻信號(hào)得到測(cè)溫裝置表計(jì)所測(cè)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(yīng)進(jìn)行溫度測(cè)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(cè)量橋路通過接口電路就能獲取熱電阻信號(hào)。熱電阻與需要測(cè)量溫度的測(cè)量處相接觸或相鄰近，因此熱電阻的熱電阻信號(hào)能夠反映出測(cè)量處的溫度變化，處理電路根據(jù)測(cè)量橋路所獲得熱電阻信號(hào)進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換從而反映測(cè)溫裝置表計(jì)所測(cè)量處的溫度值。接口電路和測(cè)量橋路的電路連接如圖2所示。

圖2 接口電路和測(cè)量橋路電路連接原理

待檢驗(yàn)測(cè)溫裝置表計(jì)的熱電阻接線端子為3個(gè)，且其中1個(gè)熱電阻接線端子與熱電阻的一端耦接，另2個(gè)熱電阻接線端子與熱電阻的另一端耦接［4］。

主變壓器測(cè)溫裝置表計(jì)自身帶有3個(gè)熱電阻接線端子，其中1個(gè)熱電阻接線端子與熱電阻的一端耦接，另2個(gè)熱電阻接線端子與熱電阻的另一端耦接。因此就地校驗(yàn)裝置的接口電路包括3個(gè)表筆探頭P1、P2和P3，表筆探頭P1的插頭端通過與其對(duì)應(yīng)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(duì)應(yīng)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(dǎo)線端接地?，F(xiàn)場檢驗(yàn)時(shí)，接口電路的3個(gè)表筆探頭P1、P2和P3分別插入對(duì)應(yīng)的熱電阻接線端子中，此時(shí)，測(cè)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(jīng)電阻R1、表筆探頭P1、第一個(gè)熱電阻接線端子、熱電阻、第二個(gè)熱電阻接線端子以及表筆探頭P3后接地；另一條為電流經(jīng)電阻R2、可調(diào)電阻VR的有效電阻部分、表筆探頭P2、第三個(gè)熱電阻接線端子、第二個(gè)熱電阻接線端子以及表筆探頭P3后接地。

測(cè)量橋路包括電阻R1、R2以及可調(diào)電阻VR，電阻R1的一端與表筆探頭P1的導(dǎo)線端耦接，可調(diào)電阻VR的一個(gè)固定端與表筆探頭P2的導(dǎo)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(diào)電阻VR的另一個(gè)固定端以及可調(diào)電阻VR的滑動(dòng)端相接后作為測(cè)量橋路的第一輸出端，電阻R1與表筆探頭P1的導(dǎo)線端耦接的一端作為測(cè)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(hào)。

當(dāng)測(cè)量處溫度不變時(shí)，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(dāng)測(cè)量處溫度變化時(shí)，熱電阻阻值也會(huì)隨溫度的變化而變化，此時(shí)第一輸出端與第二輸出端間的電壓也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，測(cè)量橋路通過接口電路以及熱電阻接線端子就會(huì)從測(cè)溫裝置表計(jì)內(nèi)的熱電阻上采集隨溫度變化的熱電阻信號(hào)。通過測(cè)量橋路的連接，還能克服導(dǎo)線電阻引起的測(cè)量誤差［5］，從而使得采集的熱電阻信號(hào)更為準(zhǔn)確。經(jīng)過處理電路的A/D轉(zhuǎn)換獲取Pt100熱電阻處的絕緣油溫度值。然后將該溫度值與現(xiàn)場測(cè)溫表計(jì)指示數(shù)值對(duì)比校驗(yàn)，可以確定和區(qū)分測(cè)溫表計(jì)發(fā)生故障還是溫度信號(hào)傳輸電纜存在故障。

2 主變壓器溫度表就地校驗(yàn)裝置測(cè)試

為驗(yàn)證主變壓器溫度表就地校驗(yàn)裝置有效性，設(shè)計(jì)如圖3所示的測(cè)試平臺(tái)。密閉腔體為金屬材料制成，內(nèi)部充滿變壓器油，由加熱器負(fù)責(zé)變壓器油的加熱，標(biāo)準(zhǔn)溫度指示器已經(jīng)校驗(yàn)，用于指示腔體內(nèi)部變壓器油實(shí)際溫度，變壓器盤型溫度表安裝在密閉腔體側(cè)壁，就地校驗(yàn)裝置與溫度表相連，測(cè)試溫度表的準(zhǔn)確性。

圖3 主變壓器溫度表就地校驗(yàn)裝置測(cè)試示意

溫度從室溫（25℃）開始上升，每5℃為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，同時(shí)記錄標(biāo)準(zhǔn)溫度指示器、盤型溫度表和就地校驗(yàn)裝置的數(shù)值，每個(gè)節(jié)點(diǎn)測(cè)試10次，計(jì)算平均值，對(duì)比就地校驗(yàn)裝置和盤型溫度表的誤差。表1和圖4為測(cè)試結(jié)果，由表1可知，就地校驗(yàn)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(yàn)裝置可以準(zhǔn)確反映主變壓器盤型溫度表的溫度值，該校驗(yàn)裝置具有良好的有效性。

表1 測(cè)試結(jié)果

圖4 測(cè)試結(jié)果

3 現(xiàn)場應(yīng)用

迄今為止，主變壓器盤型溫度表就地校驗(yàn)裝置已成功應(yīng)用在青島前灣1號(hào)變、北宅2號(hào)變、蔚藍(lán)海岸2號(hào)變、四流南路站1號(hào)變等30臺(tái)主變壓器安裝作業(yè)，成功發(fā)現(xiàn)主變壓器測(cè)溫裝置現(xiàn)場顯示的溫度數(shù)值與遠(yuǎn)端的控制室接收并顯示的溫度信號(hào)不符的問題16起，節(jié)省開支36萬元，有效地保證了設(shè)備施工的順利進(jìn)行。

由此可見，主變壓器盤型溫度表就地校驗(yàn)裝置研制成功后，有效減少了變壓器的非正常停電次數(shù)，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(fēng)控制，使變壓器可以保持在健康的溫度下運(yùn)行。

4 結(jié)語

提出主變壓器測(cè)溫裝置就地檢驗(yàn)方法，設(shè)計(jì)就地校驗(yàn)裝置，經(jīng)測(cè)試，該裝置校驗(yàn)平均誤差僅為±0.14℃，平均精度誤差為±0.2%，可直接確認(rèn)故障部分，能夠避免對(duì)整個(gè)測(cè)溫裝置進(jìn)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(cè)溫裝置檢修效率。

［1］田宇.《油浸式變壓器測(cè)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.

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

［3］陳福瓊.變壓器測(cè)溫裝置應(yīng)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(cè)溫裝置兩表偏差值的校準(zhǔn)方法［J］.華東電力，2010（6）：38-41.

［5］徐開顏.一例主變測(cè)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(qiáng)（1970），男，高級(jí)技師，從事變壓器檢修維護(hù)工作。