梅玉芳
（国网四川省电力公司检修公司）
摘要:本文在变电站测温系统工作原理的基础上，浅析500kV变电站测温系统可能发生的异常现象，并进行原因分析，给出相应的解决方案。
关键词: 测温系统、工作原理、异常现象、解决方案
前言
测温系统在整个变压器及电抗器安全正常运行中起着重要的作用，现对500kV变电站测温系统工作原理进行逐一介绍，并总结出实际工作中容易出现的故障及相应的处理措施。
一、变电站测温系统简介
1、500kV变电站测温系统结构
变电站测温系统是由本体温包、毛细管、温度表、温度变送器、通道电缆、远方温度测试仪、信号采集转换模块、信息传输装置(远动机)、通信装置、光缆、变电站后台机等组成，如图1所示。
2、变压器或电抗器本体测温及远方测温工作原理
主变及电抗器上层油温的本体测量通过压力式温度计来完成。压力式温度计是目前使用范围最广、性能最全面的一种机械式测温仪表。压力式温度计的原理是基于密闭测温系统内蒸发液体的饱和蒸气压力和温度之间的变化关系，而进行温度测量的。当温包感受到温度变化时，密闭系统内饱和蒸气产生相应的压力，引起弹性元件曲率的变化，使其自由端产生位移，再由齿轮放大机构把位移变为指示值，这种温度计具有温包体积小，反应速度快、灵敏度高、读数直观等特点，几乎集合了玻璃棒温度计、双金属温度计、气体压力温度计的所有优点，它可以制造成防震、防腐型，并且可以实现远传触点信号、热电阻信号、 0-10mA或4-20mA信号等。
而绕组温度的本体测量的工作原理是：绕组温度表主要是在一个油温表的基础上，配备一台电流匹配器和一个电热元件。当温度变化时，温包内感温介质的体积随之相应变化，此变化量通过毛细管传递到表内弹性元件，使之产生位移，此时的这个位移量经机构放大后指示变压器顶层油温温度。同时通过变压器电流互感器取出的与负荷成正比的电流经匹配器调整后流经嵌装在波纹管内的电热元件，产生的热量使弹性元件再产生一个位移增量。因此，在变压器带上负荷后，弹性元件的位移量是由变压器的顶层油温和变压器的负荷电流两者所共同决定，变压器绕组温度计指示的温度是变压器顶层油温与线圈对油的温升之和。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Ip。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⊿t，根据⊿t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Is值，计算Is/Ip，然后根据Ip和Is/Ip的值，查变流器技术参数表，得出应选的档位与电热元件接线的位置。
绕组温度计必须具备因为电热元件断路而引发TA（电流互感器）开路的保护措施。
变压器或电抗器远方温度监测数据的获得是利用了导电物体电阻率随本体温度变化而变化的温度电阻效应来实现的。但现在500kV及以上的变电站的温度远程测温大多是由本体温度变送器将现场温度信号线性地转换为电流信号（4-20mA） 传到主控室后台的，传至后台的电流信号再通过A/D转换模块转换为数字信号显示在计算机上。本体温度计的温度变送器内附在温度表内或测控屏后。而有的测温系统则将4～20 mA输出的温度变送器和24 V DC电源模块集成在一起安装于变压器端子箱。温度表上传的电阻信号经温度变送器，输出一个0～5 V的电压信号或4～20 mA电流信号，经信号采集转换模块采集后计算，通过远动机传输到后台机。从而实现R-U转换。
还有少部分是将温度表上传的电阻信号经温度变送器，输出一个0～5 V的电压信号或4～20 mA电流信号，直接通过电缆传送到远传温度数显表，远传数显表一般安装在控制室或保护室屏上。
3、Pt100铂电阻原理
现在温控器大多采用复合传感器技术，在温包内嵌铂电阻，其原理接线如图2所示。引入第三根输入线R2可有效消除因引入线内阻而产生的固有误差，R1是铂电阻，R0 为户外至主控室(或保护室)电缆芯线内阻，其工作原理：由于引用第三根线R2形成等臂电桥，从而消除了R0的影响。因此，只有三根芯线内阻R0完全相等时才能消除内阻对测量结果的影响。
二、500kV变电站测温系统几种常见的故障及异常现象分析和处理措施。
1、后台显示与本体温度计指示不一致；
原因之一：本体温度表的铂电阻输出，会产生接触电阻，若芯线内阻R0不相同，就可能产生误差。其间环节多，导致接触电阻不一致，加之运行时间长，紧固螺丝锈蚀，产生更大接触电阻,使得远传显示值偏大。
预防及处理措施：分段测量R1、R2、R3之间的阻值，找出接触电阻突然增大的原因，并逐一排除；更换已锈蚀的端子和螺丝，紧固螺丝，减小接触电阻。
原因之二：温包安装工艺差，未按温控器安装工序、标准要求安装，导致测量误差。
预防及处理措施：温包安装前应在安装孔内注满变压器油，然后慢慢插人温包并拧紧接头，调整好温包的插入深度(尽可能选最大的插入深度)并拧紧螺丝。保证温包被油完全浸没。
2、后台显示值为负值、0值或最大，导致无法正常监测温度；
原因之一：整定值错误或设置系数错误，导致数据采集系统软件无法正常运行，从而出现不测量现象。
预防及处理措施：重新正确整定定值或转换系数。
原因之二：铂电阻损坏或接线错误，造成测量铂电阻值无数据或超出范围；引入到室内的数据采集系统的二次线R1、R2、R3相互接反，导致测量数据显示为负值、0值或最大。
预防及处理措施：注意正确接线。铂电阻接线需要专门的延长线，不然会引入电阻，导致显示不准。
原因之三：带温度变送器的本体温度表的交流220V或直流24ssV工作电源失电，则会造成后台显示为负值。
处理措施：恢复温度表或温度变送器的工作电源。原因之四：本体温度表的输出值出现异常，造成后台测量数据显示为负值、0值或最大。温度数显仪表损坏，一般显示是乱码、不显示。
处理措施：更换合格的本体温度表或远传数显表。
3、本体温度表本身温度指示异常；
原因之一：温度表感温元件异常；温度表温包密封不好；温度表内部机械结构弹性系数发生变化；
处理措施：如果是压力式温度计显示不准确，可以卸下它的指针，调整到正确的指示刻度之后再安装指针。如果误差不线性，调整指针后仍不能满足每个刻度点的误差要求，则需更换合格温度表。
原因之二：由于指针弯曲或表计表面刻度盘变形，导致指针接触到仪表表面，产生摩擦而导致显示不准确或卡滞现象。
处理措施：用镊子慢慢矫正指针并处理指针的松紧度，解决指针卡滞现象。
四、管理措施
根据以上分析及对变压器测温系统的日常检修维护实践，有针对地提出以下管理方案：
1、加强多部门的协调工作。
2、加强温度表的首检工作。
3、加强变电站测温系统回路的清理及日常维护工作。
结束语
在500kV变电站运行中，“四遥”信息对点工作繁琐而重要。通过上述阐述的测温系统异常现象及原因分析，并提出了相应的解决方案，进一步确保变压器及电抗器测温系统正常运行，为监控站和调度提供真实可靠的现场运行信息。
参考文献
[1]杨庆柏.热工过程控制仪表，北京：中国电力出版社。1998.
[2]唐明辉.等.热工自动控制仪表，北京：水利电力出版社.1990.
[3]林海、罗志坤等人.油浸式变压器测温装置现场校准规范.国家电网公司.2010.
论文作者:梅玉芳
论文发表刊物:《电力设备》2016年第11期
论文发表时间:2016/8/23
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