变压器绕组温度计常见故障分析

张慧军,赵 清

(山西省电力公司超(特)高压输变电分公司,山西太原 030006)

变压器绕组温度计常见故障分析

张慧军,赵 清

(山西省电力公司超(特)高压输变电分公司,山西太原 030006)

为能够实时准确地监测变压器绕组温度,确保变压器的安全稳定运行,分析了变压器绕组温度计及其内部主要部件的工作原理,探讨了在实际工作过程中发现的现场表盘显示、现场显示温度和后台显示不一致、绕阻温度计变送器烧损等常见故障,并给出具体处理方法。

绕组;温度计;故障处理

0 引言

变压器的安全稳定运行是电网连续可靠运行的必备条件,变压器的安全运行的使用寿命,取决于变压器绕组和变压器油是否安全可靠。绕组温度、油面温度超过绝缘耐受温度使变压器内部绝缘破坏,是导致变压器不能正常工作的主要原因,由此可见对变压器的运行温度的监测及其报警控制尤为关键。所以了解变压器油面、绕组温度计的工作原理及常见故障处理方法对变压器的日常维护有着重要的作用。下面就常用的大连金州仪器仪表厂生产的BWR-04J(TH)变压器绕组温度计为例来分析其各主要部件的工作原理及常见故障处理方法。

1 BWR-04J(TH)变压器绕组温度计用途

BWR-04J(TH)变压器绕组温度计是变压器专用仪表。该仪表采用附加温升的原理而设计,变压器绕组温度计、BL-E型变流器、温度变送器(含DFY-24 V稳压电源)等合为一体,输出4～20 mA电流信号供计算机系统及二次仪表使用,便于变电站后台监测。

2 工作原理

BWR-04J(TH)变压器绕组温度计,主要由弹性元件、传感导管、感温部件、电热元件、温度变送器、BL-E变流器组成。BWR-04J(TH)变压器绕组温度计的工作原理是,由插入在变压器顶层的温包所感应的油温度,与变压器的电流互感器二次额定输出电流经BL-E型变流器变换后向温度计输入对应的电流I s在电热元件上产生的热量叠加后,通过感温部件的体积变化使弹性元件产生位移,因此在变压器加载后,弹性元件的位移是由变压器顶层油温和变压器加载电流所决定,这样,温度计指示的温度是变压器顶层油温与绕组对油的温升之和,反映了被测变压器线圈的最热部位温度。当被测温度变化时,弹性元件产生的位移经机构放大后便可指示被测温度,并驱动微动开关,输出开、关控制信号以驱动冷却系统,达到控制变压器温升的目的。通过嵌装在一次仪表内的变送器,可输出与量程呈线性的4～20 mA的标准电流值远距离传输到控制中心计算机系统,实现微机化管理。

3 主要技术性能及参数

工作电源:AC 220 V。

输出信号:DC(4～20)mA电流值。

工作条件:环境温度-40～+55℃、相对湿度≤95%。

测量范围:0～150℃。

准确度:1.5级 (检测点允许的最大误差绝对值为2.25℃)。

开关性能:4组可调开关,各组开关均能在全量程内任意设定。

毛细管长度:6m。

4 BL-E变流器

变流器是使电源系统的电压、频率、相数和其他电量或特性发生变化的电器设备,包括整流器、逆变器、交流变流器和直流变流器。BL-E型变流器就是其中的一种。

4.1 BL-E变流器的用途

BL-E型变流器是BWR-04J(TH)变压器绕组温度计的重要组成部分,它的主要作用就是将变压器电流互感器的二次输出电流通过变流转换为温度计电热元件的输入电流。

4.2 BL-E变流器的挡位选用

变压器绕组温度计所匹配的变流器的选用需按变压器电流互感器二次额定电流来决定的。根据变压器的额定电流和电流互感器的变比,计算出电流互感器的输出电流 I p。查阅变压器的使用说明书得出变压器绕组对油平均温升值Δt,根据Δt的值由绕组温度计温升特性曲线 (或表格)查出与其对应的温度计电热元件的输入电流 I s值,计算 I s/I p,然后根据I p和I s/I p的值,查变流器技术参数表,得出应选的挡位与电热元件的接线位置。

5 温度变送器

5.1 变送器

工业上普遍需要测量各类非电物理量,例如温度、压力、速度、角度等,都需要转换成模拟量电信号才能传输到几百米外的控制室或显示设备上。这种将物理量转换成电信号的设备称为变送器。工业上最广泛采用的是用4～20 mA电流来传输模拟量,因为采用电流信号的原因是不容易受干扰。上限取20 mA是因为防爆的要求,20 mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯;下限没有取0m A的原因是为了能检测断线,正常工作时不会低于4mA,当传输线因故障断路,环路电流降为0。

5.2 变压器绕组温度计温度变送器的工作原理

变压器绕组温度计上嵌装的温度变送器就是用来将现场温度信号线性地转换为电流信号传到主控室后台的。传至后台的电流信号再通过A/D转换(模/数转换)模块转换为数字信号显示在计算机上。

温度变送器的工作电源是AC 220 V,其实是在变送器内部有一个小型的变压器和整流器 (即DFY-24 V稳压电源),将AC 220 V转换为DC 24 V作为变送器内部集成电路的工作电源 (正常工作电源范围为DC 17～30 V),所以AC 220 V工作电压的稳定成为了变送器正常工作的关键。日常所见到的变送器内部烧损,可能就是过电压所造成的。

6 常见故障及其处理方法

6.1 现场表盘显示故障

变压器绕组温度计现场表盘显示一般不会出现故障,如若显示不正常,则有两种可能:第一,变压器绕组温度计的弹性元件、传感导管或感应部件出现了问题;第二,变压器电流互感器二次电流没有正常接入BL-E变流器也会使表盘显示出现故障。针对上述两种情况,应首先检查二次电流接线处是否紧固,判断BL-E变流器挡位选用是否正确,确认接线处已紧固且挡位选用正确,然后用万用表测量BL-E型变流器两侧电流值是否与所选BL-E变流器挡位确定的电流值一致。若不一致则说明变流器已损坏,若一致则说明其弹性元件、传感导管或感应部件出现了问题,此时就应该更换表计。

6.2 现场显示温度和后台显示不一致且相差甚大

现场显示温度正常,后台显示与现场显示相差甚大,利用万用表直流电流挡测变送器的输出电流,显示为0,说明变送器没有正常输出电流。发现这种问题以后,首先应该检查变送器的接线是否紧固,接入的工作电源是否正常(正常为AC 220 V),若工作电源正常且接线都已紧固,仍未解决问题,此时可以认为变送器已坏,对其进行更换便可解决问题。

6.3 绕组温度计变送器烧损

变送器工作电压的稳定是变送器正常工作的关键,过电压会造成变送器烧损,当发现变送器外部有烧损痕迹时,更换变送器是可以恢复正常,但是经常性的过电压烧损变送器,对其进行更换显然不是最为理想的解决方法,而且影响变压器绕组温度的实时监控。

在实际工作中发现,将原有的绕组温度计变送器内置稳压电源更换为外置的智能稳压电源,可以使变送器内部集成电路工作电压保持在正常范围内,进而改善变送器的稳定性。

6.4 温度表外壳密封不严导致表内接点短路

温度表外壳密封圈老化导致其密封不严,使雨水进入表内,导致表内接点短路,异常报警、后台温度显示异常或表内部分电子元件烧坏等,此时应首先更换外壳密封圈然后在表外加装防雨帽,防止雨水进入。

7 结束语

了解变压器绕组温度计的工作原理对其日常维护工作有着非常重要的作用,为处理在实际工作过程中出现的故障提供了理论保障。在变压器绕组温度计的日常维护过程中发现,智能稳压器的应用确实能改善温度变送器的稳定性,但是成本太高。为了节约成本,在以后实际工作中,对于温度变送器内部稳定性还需深入研究。

Analysis of Common Fault of Transformer Winding Thermometer

ZHANG Hui-jun,ZHAO Qing
(Ex tra(u ltra)high Voltage Transm ission and Transformation branth Co.,of SEPC,Taiyuan,Shanxi 030006,China)

It is analyzed o f the transformer w inding thermometer and internal w orking p rincip le of themain components,in order to accuratelymonitor the transformer w inding temperature in real-time and ensure the safety and stable operation of transformer.Common faults are discussed for the inconsistent display between on-site indicators and backstage,burnout of winding thermometer transm itter and detailed solution is p roposed.

winding;thermometer;w orking princip le;fault solution

TM 403.9

B

1671-0320(2010)01-0018-02

2009-11-18,

2009-12-16

张慧军 (1971-),男,北京房山人,1994年毕业于太原电力高等专科学校发配电专业,工程师,从事变电一次设备检修工作;

赵 清 (1984-),男,山西朔州人,2008年毕业于长沙理工大学自动化专业,从事变电一次设备检修工作。