如何減小變壓器測溫裝置兩表差

李波 李宇飛

【摘要】油浸式變壓器在運行過程中會出現(xiàn)油溫升高的現(xiàn)象，測溫裝置可以警示運行人員及早發(fā)現(xiàn)，及時排除故障，減小就地指針溫度計指示值和遠方顯示值的差值對保障變壓器安全穩(wěn)定運行至關(guān)重要。

【關(guān)鍵詞】變壓器；兩表差；誤差

前言

在日常運行維護工作中，常常會出現(xiàn)指針溫度計與遠方顯示裝置數(shù)值不一致的現(xiàn)象，存在較大偏差，容易給運行人員造成誤判斷。隨著變電站自動化改造，變電所“無人值守”或“少人值守”方式的推廣，變壓器測溫裝置的準確可靠，減小就地指針溫度計指示值和遠方顯示值的差值尤為重要。

1、測溫裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理

油浸式變壓器測溫系統(tǒng)由就地指針溫度計和遠方顯示裝置所組成，指針溫度計用于就地示值讀數(shù)，遠方顯示裝置僅用于對指針指示值的遠方讀數(shù)，下面分別對這兩部分的結(jié)構(gòu)原理進行論述：

1.1就地指針溫度計

就地指針溫度計為壓力式溫度計，是根據(jù)液體的膨脹定律設(shè)計的。主要由感溫元件（溫包）、壓力遠傳管道（毛細管）和彈性元件三大部分組成，在這三個部分組成的密閉系統(tǒng)中，填充一定量的感溫介質(zhì)，這種感溫介質(zhì)的受熱溫度和它的飽和蒸汽壓力之間，存在著規(guī)律的對應(yīng)關(guān)系。一定質(zhì)量的液體，在體積不變的條件下，其壓力和溫度之間的關(guān)系為（1-1）：

顯示器多為數(shù)顯溫度調(diào)節(jié)儀，其工作原理為當采用熱電阻為傳感器時，熱電阻隨溫度變化，其電阻值變化量經(jīng)橋路變化成直流信號，再由非線性電路校正后放大經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換、計數(shù)、顯示，實現(xiàn)溫度的測量，工作原理圖見圖二。

圖二中Rt為測溫熱電阻，通常選用Pt100鉑熱電阻或Cu50銅熱電阻（我局選用Pt100鉑熱電阻），它們的溫度與電阻值分度關(guān)系是非線性的，因此，必須經(jīng)非線性校正，即經(jīng)線性化處理和A/D轉(zhuǎn)換后，才能完成數(shù)字式溫度測量。

工業(yè)熱電阻經(jīng)電纜（三芯）與數(shù)顯溫度調(diào)節(jié)儀連接，就構(gòu)成遠方測溫裝置，其接線圖見上圖三。

2、問題存在的原因

2.1指針溫度計、工業(yè)熱電阻和數(shù)顯溫度調(diào)節(jié)儀在檢定合格的情況下自身存在誤差，尤其是指針溫度計精度等級低（多為1.5級及以下），存在接點動作誤差和切換差。

2.2由于安裝工藝原因，熱電阻保護管腐蝕、進水或存在其他雜質(zhì)，電阻值增大，測量不準確；指針溫度計溫包等安裝位置不當，毛細管不平整等產(chǎn)生的測量誤差。

2.3接線回路存在誤差，電纜芯線阻值不同；電纜線與接線端子接觸不良，存在接觸電阻；均會造成測量不準確。

2.4指針溫度計的溫包與遠方顯示裝置的熱電阻安裝的位置不同，會產(chǎn)生測量值的不同。

2.5測溫裝置量程選擇不正確，產(chǎn)生的讀數(shù)誤差。

2.6環(huán)境溫度的影響，盛夏陽光直射條件下指針溫度計表殼內(nèi)溫度會高達60℃，嚴冬時節(jié)溫度會在低至-30℃條件下運行，這種由于環(huán)境溫度的變化引起的誤差，致使兩表偏差較大。

以上多種原因形成的綜合誤差，使指針溫度計與遠方顯示裝置數(shù)值得偏差嚴重。DL/T572《電力變壓器運行規(guī)程》中要求“兩表偏差≤5℃”，為了滿足這項考核指標，需要采取有效措施解決兩表偏差嚴重的問題。

3、采取的措施

3.1采用現(xiàn)場校準的方式。由于實驗室與現(xiàn)場使用條件不一致，在實驗室檢定合格的測溫裝置不表示此裝置在現(xiàn)場使用狀況合格，只有通過現(xiàn)場校準，才能有效消除兩表偏差。

3.2對三線制熱電阻，由于使用時被測電阻不包括內(nèi)引線電阻，因此在測定電阻值時，須采用兩次測量方法，以消除引線電阻的影響。

3.3正確安裝測溫裝置各部分，消除由于安裝工藝原因造成的誤差：

3.3.1指針溫度計的溫包與遠方顯示裝置的熱電阻安放位置艙內(nèi)注油，消除空氣介質(zhì)隔絕，確保溫度同變壓器本體溫度一致；

3.3.2溫包與熱電阻安裝應(yīng)全部浸入被測介質(zhì)中，以減小導(dǎo)熱誤差；

3.3.3指針溫度計毛細管的敷設(shè)應(yīng)盡量減少彎曲，如需彎曲安裝時的彎曲半徑不應(yīng)小于50毫米，且每隔300毫米就有相應(yīng)的固定，避免毛細管折損、漏氣和壓力傳輸不暢引起的誤差；

3.3.4指針溫度計的溫包與遠方顯示裝置的熱電阻安裝時必須平整，均勻緊固螺絲，并應(yīng)做好密封；

3.3.5測溫裝置安裝應(yīng)在干燥天氣條件下快速進行，以防潮濕空氣進入儀表內(nèi)部。

3.4電纜按規(guī)定型號配用（截面一般不小于1.0平方毫米），接線柱與電纜接觸完好，減小接觸電阻。

3.5適當選擇測溫裝置量程：

3.5.1根據(jù)油浸變壓器A級絕緣耐溫上限為105℃的要求，當變壓器運行最高環(huán)境溫度為40℃時，變壓器油頂層最大溫升為55℃，變壓器繞組最熱點溫升不大于78℃的技術(shù)指標，采用油溫計測量范圍為-20℃～140℃、繞組溫度計測量范圍為0℃～160℃比較合適。有三點好處：4mA～20mA模塊對應(yīng)160℃測量范圍，其對應(yīng)最小分辨率為0.mA/℃；統(tǒng)一160℃測量范圍有利于降低遠方測溫裝置備品采購成本；提升指針溫度計校準質(zhì)量。

3.5.2指針溫度計工作區(qū)域應(yīng)選擇在量程的1/2～3/4處，有利于機械儀表延長使用壽命，減少指針溫度計故障率的發(fā)生。

小結(jié)

測溫裝置的讀數(shù)準確，可以為分析、判斷變壓器狀態(tài)、性能提供依據(jù)，直接關(guān)系到變壓器的安全穩(wěn)定運行，其周期檢驗及檢修同與其連接的主要設(shè)備大修日期一致。所以，在高壓設(shè)備狀態(tài)檢修的背景下，測溫裝置完好可靠程度十分重要。

參考文獻

[1]安裝使用說明書.杭州溫度表廠

[2]黃力仁.溫度表.中國電力出版社，1993年

[3]Q/GDW 4401-2010，油浸式變壓器測溫裝置現(xiàn)場校準規(guī)范.國家電網(wǎng)公司，2010年

作者簡介

李 波：女，1971年7月28日生，黑河電業(yè)局，工程師。

李宇飛：男，1969年7月24日生，黑河電業(yè)局，工程師。