《油浸式變壓器測溫裝置現場校準規范》規程解讀

田 宇

(成都電業局修試所，四川成都 610000)

1 問題的提出

(1)DL/T 572－2010《電力變壓器運行規程》中明確規定:變壓器投運后，現場溫度計指示的溫度、控制室溫度顯示裝置、監控系統的溫度三者基本保持一致，誤差一般不超過5℃。

(2)基于就地安裝的壓力式溫控器與遠方溫度顯示裝置(監控測溫系統)是兩個獨立的檢測系統，分別按照JJG 310《壓力式溫度計檢定規程》(以下簡稱規程)和JJF 1183《溫度變送器校準規范》檢測，兩臺檢測合格裝置，亦可能存在3℃ ～4℃的系統誤差。兩套裝置在工作原理、使用環境、元件受環境溫度影響的附加誤差各不相同，更使得兩表一致性問題突出，往往超標。

(3)現場溫控裝置實際工作范圍，正常運行條件下，幾乎沒有可能工作在指示器刻度的上限(終點)和下限(起始點)刻度點位置。

為此，催生了實驗室(按規程)首檢合格后現場安裝運行的溫控裝置在工作范圍內進行現場再校準的技術要求，并出臺了Q/GDW 440－2010《油浸式變壓器測溫裝置現場校準規范》(以下簡稱規范)。

2 關于現場校準

2.1 校準點的選擇

參照油浸式變壓器A級絕緣耐溫上限為105℃的技術參數，同時力求避開刻度上、下限，原則上在工作溫度范圍內取三點。中心刻度一般取工作溫度范圍的中值點，再增加中心點上下對應兩點作為現場校準點(詳見《規范》中表4)。

2.2 現場校準的主從關系

“指針溫度計可用于就地示值讀取，溫度控制和非電量保護，其遠方顯示裝置僅用于對指針示值的遠方讀數”。《規范》準確地點明了兩者關系和位置。兩者就是主從關系，遠方顯示的地位就是就地示值的“跟隨器”，充當就是就地溫控器的遠方讀數器而已。為此，在指針表、變送(顯示)器、監控系統中交流采樣測量裝置(測溫直流通道)、后臺機溫度數據標度系數的聯合調試中，關鍵是先校準指針表的校準點，再調試遠方測溫系統與指針表示值的一致性。

2.3 兩表偏差應不大于±0.5℃的校準難關

(1)精準讀數與分辨率

一般指針表最小刻度間隔為2℃，倘要滿足≦0.5℃指標，勢必要求精準細分到1/4最小間隔以下，而人工讀數分度、視差、觀察條件的局限都將影響示值讀數的準確性。

(2)非線性影響

溫度變送器、指針式表計、監控系統測量環節，在不同的三點溫度刻度上，均存在一定的非線性因素。若遠方測溫系統系Pt100經溫度變送器至交流采樣測量裝置，首先Pt100的Pt－t曲線自身就呈現上凸特性的非線性特征，變送器、交流采樣(模擬)直流通道也存在一定程度的非線性放大問題。

(3)多數早已投運的遠方測溫系統都進行相應的技術改造還不太現實，倘能在如下環節進行改進，還是比較有可操作性的。分別利用變送器、交流采樣測控裝置的零點和滿度調整，還可利用監控系統后臺機的測溫YC點標度系數和偏移值修正的“組合奏”來滿足三點校準的準確度要求。

(4)關于高度差造成的靜態柱的影響

《規程》規定:“檢定時，表頭和溫包之高度差應不大于1 m”。實驗室檢驗時，通常是表頭高于溫包近1 m左右，而實際現場安裝運行條件，大多是溫包高于表頭2～4 m，其溫包內的液體介質將產生靜態柱差，若現場檢驗(校準)時，圖方便將恒溫槽置于地面，傳感器溫包取下后放入溫槽，此時靜態柱差將出現最大值(校準位置與運行位置完全相反，其影響量出現最大差值)。欲滿足調合“兩表差”要求，這一個環節亦是不能忽略的。

3 校準后的兩表偏差

《規范》要求“校準后的指針溫度計，在校準點兩表偏差應不大于±0.5℃”。據引用國內外相關標準一致規定，準確度1.5級、測量范圍160℃的溫度計在環境溫度變化±40℃時，最大允許誤差為 ±3.2℃。重復性誤差不超過 ±1.2℃。(重復性誤差指，從同一方向對同一輸入值進行(至少三次)的多次連續測量所獲得的隨機誤差，它是壓力式溫度計不可克服的最小誤差)。即使檢定合格的溫度計其上述兩項誤差相加后與遠方測溫系統的“兩表偏差”故有的最大偏差可達4.4℃，而DC/T 572《電力變壓器運行規程》規定本體和遠方測溫系統示值限值為±5℃，所以，在扣除兩套(不同工作原理)測溫系統固有的系統誤差4.4℃后，僅乘0.6℃空間。為此，提出了現場校準后，兩表偏差不應大于±0.5℃的指標。可否理解為，這個不超過±0.5℃的兩表偏差，是針對現場校準時的調試準確度要求，而運行中的隨機溫度檢查(因其影響量甚多)還是應按《變壓器運規》的不超過±5℃為準。

4 關于環境溫度變化量影響

基于環境溫度變化影響量的質量保證，應屬于制造廠家設計、選材、生產環節質量控制及特性試驗項目，運用中的現場幾乎是不可能改變其結構性特征，所以在《規范》中并未將其列入校準項目。

通過《規范》編寫專家組組織對當前系統內采用的國內外油浸溫控器主要型號進行的較細致、嚴謹的附加溫升項目及影響量(附加誤差)測試，為今后選型、技術改造、校準提供了重要的參考數據。

另外有一個設想，之所以現有表內(溫度補償用波紋管、波登管)不能完全補償環境溫度影響，其毛細管長度差異，溫包毛細管處戶外環境與補償用毛細管處于表內環境等溫度環境條件差異而造成附加誤差較大。倘若從溫包處開始設計為雙毛細管相似于補償用毛細管延伸(補償用毛細管另一側不焊入溫包內)，使壓力式溫控器主轉矩傳導毛細管與補償用毛細管的長度、工作環境條件(即受環境溫度影響的外在條件)完全相同，則補償將更加徹底，環境溫度(即使溫度毛細管處于變壓器頂部行線槽內)帶來的附加溫升誤差將成數量級減小。

5 接點動作誤差

《規范》要求“指針式溫度計的上行程接點動作誤差應不超過±2.4℃”。顯然是按準確度1.5級、測量范圍160℃表計來考慮的。此處有以下三點值得注意。

表1 主要采用廠家型號基礎數據表

(1)《規程》接點設定誤差規定應不超過±3.6℃，而《規范》要求之差限值±2.4℃，即此規程要求更嚴，將出現首檢按《規程》“接點動作誤差”合格而運行后現場按《規范》校準時，相同數值都被判超標不合格的狀況。

(2)《規程》中“接點設定點誤差”，系指上切換值和下切換值的平均值(即切換中值)與接點設定值的差值。《規范》中“接點動作誤差”系指接點上行程動作值與溫度計接點設定值之間的差值，兩者之間有較大的實質區別，從運用角度，顯然《規范》考核接點上行程瞬間示值比《規程》中取上、下行程動作平均值更貼近接點輸出實取上行程動作值的實際運行情況(運用于油泵，風機啟動后降溫后返回者除外)。

(3)為避開微動開關接點在動作點附近出現反復彈跳，國內外一廠家專門設計了“寬范圍”接點切換差表計，詳見下表1。

如AKM廠表，接點切換差10℃ ～14℃，在實際運用中，拉開距離的接點切換差完全避開了溫度在動作值附近繞動時出現的接點彈跳(即頻繁地出現啟動、停運狀態)，同時，因其寬范圍的切換差性能，使同一組接點的下切換動作值又充當了風扇和油泵啟動后，變壓器運行溫度下降時需要的停機返回功能角色。此處還可節省兩組“返回”接點。顯然，與《規程》“切換差”越小越好的指標是背向的(但確又是非常實用的)。為此，在評判上還是不要一刀切為好，本身就是特殊功能者，理應按出廠技術指標為準。

6 關于接點功率

《規范》明確提出了“接點功率(阻性)負載不小于AC250 V/10 A”要求。從接受動作后，普遍要帶一個中間繼電器負載，返回后線圈還有反電勢沖擊，對接點容量有一定要求是很到位的。遺憾的是除AKM等少數廠家選用微動開關滿足要求外，多數廠家均≤5 A，而不滿足不小于10 A的《規范》要求。

7 關于跳閘輸出用一段閉鎖二段

按國網公司【2004】生產營(104號)《變壓器溫度保護指導意見》“油浸式變壓器的本體油溫度保護一段作用于信號，二段作用于跳閘，用一段輸出閉鎖二段輸出”。即用頂層油溫85℃溫高報警閉鎖115℃油溫過高跳閘。在原設計和技術改造中，普遍采用同一表內兩組接點串聯完成一段閉鎖二段功能，基于同一表內兩組接點在接近動作值時，其兩組微動開關也相繼進入行程接近動作導通臨界距離(即離動作行程距離很靠近)，倘表計受外力、振動因素作用下，極易出現誤動，從而起不到閉鎖，增加可靠性的初衷。《規范》附錄F中明確提出用兩側不同溫度計接點串聯(完成閉鎖)，此舉是十分必要的和符合現場運行實際的，可增加可變溫度保護動作的可靠性，減少誤動發生。與貫徹四川省公司135號文時，提出的改進閉鎖措施也是完全相同的。

8 關于繞組溫控器檢定時基礎油溫的選定

《規范》附錄D，繞組溫控器熱模擬試驗時，選擇基礎油溫為80℃，認為是較合理的，因在基于油浸式變壓器A級絕緣耐溫上限105℃極限下，實際選擇基礎溫度越高則附加溫差越低，得到的熱模擬試驗結果將更真實。

9 關于校準周期

《規范》要求結合Q/GDW 168－2008《輸變電設備狀態檢修試驗規程》開展溫控器現場校準工作，168號規程中要求對測溫裝置3年檢查一次，每6年校驗一次。即《規范》中校準周期一般不超過6年時限。在實際執行中，可參照3年進行一次接點、整體傳動、本體、遠方數值核對(并記錄)，6年進行一次現場再校準試驗。這樣，既可減少不必要的頻繁折騰，又保證準確、可靠性。

10 結語

變壓器投運后安裝的監控測溫系統在工作原理、使用環境、元件受環境溫度影響下，往往附加誤差超標。現場校準方法的正確運用不僅能使測溫裝置準確反映變壓器運行狀態的真實溫度，而且更能安全可靠地保障變壓器正常運行，校準規范既為現場檢驗(校準)工作的開展提供了更為科學的依據和更人性化的準繩，同時亦兼顧了測溫裝置現場實際運行中的諸多實際問題，適用性強。在當前電網不斷擴容的背景下，變壓器溫度監測更是提到了前所未有的高度，測溫裝置的重要性更是不言而喻。前面就油浸式變壓器測溫裝置現場校準規范以及方式進行了討論，對降低變壓器測溫裝置誤差以及如何提高儀表測試精確度有一定指導意義。

［1］JJG 310－2002，壓力式溫度計［S］.

［2］Q/GDW 168－2008，輸變電設備狀態檢修試驗規程［S］.

［3］DL/T 572－2010，電力變壓器運行規程［S］.

［4］變壓器用溫控器說明書(R).

［5］國網公司，(2004)生產營(104號)變壓器溫度保護指導意見(R).