变压器测温偏差过大的原因分析及处理

2016-04-18赵铁英贺永刚

综合智慧能源 2016年11期

关键词：热电阻变送器测温

赵铁英，贺永刚

（1.河南理工大学电气工程与自动化学院，河南焦作 454000；2.华润电力焦作有限公司，河南焦作 454001）

变压器测温偏差过大的原因分析及处理

赵铁英1，贺永刚2

（1.河南理工大学电气工程与自动化学院，河南焦作 454000；2.华润电力焦作有限公司，河南焦作 454001）

变压器是电力系统中的重要设备，运行中需要对其运行温度进行不间断监测。针对变压器上多个测温装置显示的温度偏差过大的情况，以某发电厂主变压器为例，对目前变压器常用的3种测温装置进行测温对比试验，指出测温误差产生的原因为机械式温度表动作不灵敏，并提出了相应的安装调整措施。

变压器；测温装置；热电阻；温度表

0 引言

变压器是电力系统的重要设备，担负着电能的输送和变换任务，其运行状态直接影响电力系统的供电质量。变压器运行过程中会产生一定的损耗，引起变压器发热、温度升高，增加变压器的老化速度，缩短使用寿命，需要对运行中的变压器进行温度监测，防止变压器因温度过高而损坏。

变压器上一般安装有多个测温装置，同时对变压器绕组温度、油温进行监测［1-2］，实际生产中不可避免地会出现几个测温装置显示的温度不同、偏差过大的情况，运行人员无法确定哪个装置显示的温度可以真实反映变压器实时运行状况，给巡视检查带来了一定的困难。本文以某发电厂主变压器（以下简称主变）为例，分析变压器温度检测中温度显示偏差过大的原因。

1 出现的问题

该发电厂主变为SPF-750000/220型220 kV油浸式变压器，额定容量为750 000 kV·A，额定电压（高压侧/低压侧）为242/22 kV，已投入运行半年。根据DL/T 572—2010《电力变压器运行规程》要求［1］，该变压器安装有指针式温度计、带温度补偿的PT100热电阻，用以测量油面、绕组等处的温度。变压器测温装置安装位置如图1所示。

2015年7 月底至8月初这段时间里，维护工人点检时多次发现＃1主变温度仪表就地显示与集控室显示有偏差，工人在生产早报中将问题上报。8月11日，技术人员进行了测量比对，当天气温较高，所以变压器绕组温度、油温等均较高。

图1 变压器测温装置安装位置

温度比对测试时间为10：00：00，对应机组负荷为600MW，环境温度估计为35～37℃，温度测试对比见表1。

表1 变压器温度测试对比 ℃

（1）温度表。温度表安装在变压器器身上，测温包装在变压器绕组内部及变压器油面处，直接读取温度表的读数并记录。

（2）PT100热电阻。在变压器绕组内部及变压器油面处安装有PT100热电阻，由引线将信号送入温度变送器，利用万用表测量温度变送器输入端对应的热电阻阻值，并与PT100电阻-温度表进行比对，得出对应的温度值。测量结果显示PT100热电阻两端阻值及对应温度值分别为：绕组，123.7 Ω→61℃；油面，120.9Ω→54℃。

（3）分散控制系统（DCS）集控室显示温度。通过与集控室人员联系，询问当时集控室电脑显示温度值。

2 原因分析

由表1可以看出。

（1）PT100热电阻和DCS显示的温度偏差不大，误差均小于5℃，在允许的误差范围内［1］，说明经变送器送入DCS的温度信号误差不大，变送器系数设置合适。但是二者之间仍然有一定的误差，产生的原因与PT100、变送器回路结构有关：热电阻温度补偿电阻阻值偏差过大、热电阻本身电阻温度变化滞后及线性度差等原因，可能导致温度测量过程中出现误差；温度变送器回路受到干扰后，也会导致送入DCS的信号发生变化，造成DCS显示误差；变送器内部信号处理电路、A/D转换精度等均会导致信号传输过程中产生误差［3-4］。

（2）温度表显示的温度与PT100热电阻和DCS之间有较大的误差，最大温度误差为10℃，已经不符合电力变压器运行规程的要求。误差原因是温度表的测温原理与PT100热电阻和DCS不同。

PT100热电阻和DCS测温都是将温度信号转化为电气信号，将非电气量转化为电气量进行测量。电气量在传输、显示、控制方面具有很多优势，信号传输方便、抗干扰能力强，只要设置合理的转换传输电路就能保证信号的准确性；缺点是不够直观，无法直接在现场看到实际测量的数据。

温度表选用的是指针式压力温度表，主要由指示仪表、毛细管及温包组成，这3部分形成一个密闭的测温系统，根据液体膨胀定律工作［4-7］。温包安装在温度表座内，内充有感温液体，当变压器油温变化时，感温液体在体积不变的情况下，压力发生变化，通过毛细管传递到指示仪表。弹性元件将压力变化转变成机械位移，通过机械放大后，带动仪表指针旋转，指示出被测点的温度。油面温度表的测量范围为-20～120℃，最大误差一般不大于2.4℃，感温液体压力和温度之间的关系可以表示为

式中：p1为温度t时液体的压力；p2为温度t0时液体的压力；a为液体的体膨胀系数；γ为液体的压缩系数。

由式（1）可以看出，当封闭系统的容积不变时，液体的压力与温度成一定的函数关系，液体温度变化越大，其压力变化也越大。通过机械装置来反映被测温度的变化时，由于机械装置的动作不灵敏，造成指针式温度表显示的温度偏差过大。

3 结论及建议

变压器选用不同的测温元件，造成了温度显示不同，给变压器的日常监控带来了一定的麻烦。现场测温对比表明，由于变压器温度表为机械式仪表，动作不灵敏，导致其测量误差过大。为了避免上述问题，应选择误差小且测量精度高的温度表，安装时要严防温度表进水、密封不严、锈蚀等现象出现，保证温度表按照要求正确安装；安装温度表时尽可能靠近PT100热电阻，减小误差产生的可能；对比PT100热电阻实测阻值调整温度变送器参数，保证DCS显示温度的准确性。

［1］电力变压器运行规程：DL/T 572—2010［S］.

［2］田宇.《油浸式变压器测温装置现场校准规范》规程解读［J］.四川电力技术，2012，35（6）：76-79.

［3］董青，李承耀，顾国平.变压器测温偏差异常的分析与解决［J］.供用电，2010，27（1）：61-63.

［4］赵丽敏，徐崇斌，王元明，等.浅析电力变压器用的三种测温装置［J］.山东工业技术，2014（14）：130-131.

［5］李波，李宇飞.如何减小变压器测温装置两表差［J］.决策与信息，2014（8）：169，171.

［6］卫才猛.主变压器测温缺陷的探讨［J］.变压器，2009，46（2）：59-61，66.

［7］席风沛，郑广轩.变压器温度计常见缺陷及故障处理［J］.变压器，2015，52（9）：41-42.

（本文责编：刘芳）

TM 41；TH 811

1674-1951（2016）11-0013-02

赵铁英（1977—），女，河南焦作人，讲师，工学博士，从事电力系统状态监控及故障限流技术的研究（E-mail：hnjzzty＠163.com）。

2016-06-29；