提高主變油溫測量遠傳精度的措施

龍燕,袁文,鐘著輝,唐海軍

(國網湖南省電力公司常德供電分公司，湖南常德415000)

提高主變油溫測量遠傳精度的措施

龍燕,袁文,鐘著輝,唐海軍

(國網湖南省電力公司常德供電分公司，湖南常德415000)

Countermeasures of im proving remote transm itting measure precision ofmain transformer oil tem perature

針對110 kV主變壓器遠方測溫誤差較大的現狀，探索出一套行之有效的方法與措施，能及時查明產生誤差的原因并加以處理，可有效提高測溫測量精度，有利于主變壓器安全運行。

變壓器；遠方測溫；精度；方法；措施

隨著科技的發展,自動化水平的提高,目前電力系統變電站大都完成了綜合自動化改造,實現了無人值班。變壓器作為變電站內主設備,對其運行狀態監視是日常運行的重要工作,其中變壓器油溫是一項能實時反映其負荷水平和安全狀況的重要參數。油溫作為一項非電量參數,與電量參數電壓、電流量相比,其采集技術難度更大,變換環節多,由于技術規范不統一、設備參數不一致等原因,其采樣準確性、顯示正確率一直較低。

在長期的運行過程中,發現多數變壓器遠方與就地兩端測溫誤差較大,而按電力系統有關運行規程要求兩端測溫度值相差不應超過3℃ ,因而,部分溫度測量不能滿足運行要求,且沒有快速有效的辦法消除這種誤差。文中提出一種行之有效的方法,能快速解決此類問題,大大提高運行變壓器遠方測溫的精度。

1 主變油溫測量遠傳原理

1.1 測溫回路

變電站主變壓器遠方溫度測量系統由感溫元件、通道電纜、二次顯示儀表或溫度變送器、模擬量采集裝置組成〔1〕。變壓器頂層油面溫度的遠方測量,一般通過分別安裝于變壓器頂部兩端的2只探頭作為感溫元件采集,1只與溫度指示控制器一體裝于現場變壓器側面,另1只輸出Pt100熱電阻信號引入控制室,通過數顯溫控儀同步顯示,并將熱電阻信號轉換成直流標準信號 (0～5 V,4～20 mA)輸出,經智能化裝置采集得到數字量顯示在后臺機,再傳送至遠方監控中心。

1.2 測溫元件

常用的溫度指示控制器采用復合傳感器技術,儀表溫包推動彈性元件的同時,能同步輸出Pt100熱電阻信號,由表盤接線盒引出；而熱電阻探頭直接輸出阻值隨溫度變化的電阻信號,由頂部接線柱引出。Pt100的阻值與溫度變化關系為:當Pt100溫度為0℃時,它的阻值為100Ω,在100℃時它的阻值約為138.5Ω,它的阻值隨著溫度上升而增長。

2 誤差原因分析

2011年4月,對所轄的乾明、永豐等31個 110 kV變電站內主變遠方就地溫度值進行統計分析,數據如圖1,誤差大于3℃的測點有21%。

就地溫度指示控制器是從計量部門領取的經校驗合格的標準表計,且安裝接線簡單,出錯的可能性小,因此一般以此為基準值進行比較判斷。

遠方測溫回路電纜一般敷設較長,經過的變換環節多,且設備多樣,有不同的輸出檔位,施工工藝和運行環境有影響；現場的測控裝置長期存在漏檢等,使得測量誤差大。

除此之外,針對原先遠方測溫取自獨立測溫探頭的情況,因與就地溫度表取自不同的熱電阻,且安裝于變壓器頂部不同的2點,受熱照射、變壓器油溫分布不勻及探頭與油面接觸狀況不同等因素影響,測溫值也會稍有不同,這也會造成遠方測溫誤差較大。

針對遠方、就地測溫誤差較大的情況,原有的解決方法是通過代換法,即將可能發生故障的元件替換為經校驗的設備來逐步排除故障。這不僅對遠方測溫缺陷判斷定位不準,還容易造成過修、返修,且需要庫存足夠的備品,采用該方法還會因更換設備而花費大量的時間,不夠經濟。

3 改進措施

3.1 回路改造

就地溫度控制器除現場指示溫度、輸出控制接點外,還配有一組熱電阻輸出,一般為Pt100,經計量專業試驗室內校準。對于取自獨立溫度探頭的情況,只需更改接線,將原接線移至溫度控制器內熱電阻輸出端子即可。這樣,遠方測得的溫度與就地指示值取源于同一點,反映同一個點的溫度值,大大縮小了誤差。按此方法實施改造后,大大提高了測溫精度,縮小了就地—遠方溫度指示誤差,改造前后測溫對比見表1。

目前,新安裝的變壓器遠方測溫回路已全部按照此種方法改造,取消了獨立的測溫探頭,遠方測溫精度都控制在了允許范圍以內。

3.2 回路校驗

測溫原理是基于熱電阻 (溫度傳感器)在不同溫度下對應不同電阻值,通過變送器采集后,轉換為電量輸出,供測控裝置采集測量。由于溫度與電阻呈線性變化,且有標準的溫度—電阻對照表可查,因此可以采用標準電阻代入的方式在現場進行檢驗。依照此方法,能在不改變現場環境、不外加熱源的情況下模擬多個溫度點,進行采樣精度的校驗。對于變送器輸出之后的回路,則可以對照電流/電壓—溫度曲線,利用專業的測控裝置校驗儀輸入電流/電壓模擬信號進行校驗。該方法還可現場進行變送器的校驗工作,不需要專門送檢,大大節省了人工及費用。

遠方測溫回路如圖2所示。需購置1臺便攜式標準電阻箱,分別在圖中1,2,3點代入,根據測量值顯示,即可判斷出故障區域,仔細查找一般能排查出故障點。若還不能明確故障點,則在節點4用微機校驗儀按要求輸入0～5 V或4～25mA的模擬量,以校驗測控裝置是否正常。同時,通過對比變送器輸入端3和輸出端4,還可以現場校驗溫度變送器合格與否。

4 效果檢驗

按文中所述方法對測溫回路進行校驗后,主變壓器的遠方測溫準確度顯著提升 (大都在2℃以內),合格率有了大幅度提升,如圖3所示。

因各個輸入點加量值都連續可調,可以全面檢查各溫度區域的采樣情況。特別是監控機顯示的溫度值是通過將采集得到的直流量經過特定數學公式換算后得到的,應用該方法,還能驗證該換算公式是否正確。

通過現場實施應用,查出了很多比較隱蔽、平時難以發現的問題。比如:蒿子港變后臺機溫度計算方式為1個過零點的線性函數,而現場的溫度變送器輸出4～20mA,更換為0～5 V輸出的變送器后,問題立即得以解決,且對多點校驗,測溫誤差均在1℃以內。

按上述方法加強對測溫回路的整改和檢驗,可快速判定測溫回路故障點,減少重復無用功,提高檢修效率,遙測數據更為精確,消除隱患,提高了主變壓器安全運行水平。

5 結束語

文中所述主變溫度誤差大的處理方法操作簡單,條理清晰,而且資金投入少,完全可以結合到日常檢修中,確保檢修質量,提高主變壓器測溫數據準確性。

〔1〕趙巖,趙克境,劉向利.變壓器遠方測溫系統的技術改進〔J〕.黑龍江電力,2006,28(3):226-227,230.

TM41

B

1008-0198(2014)01-0030-03

龍燕(1970),女,漢族,助理工程師,主要從事變電站設備儀表檢驗工作。

10.3969/j.issn.1008-0198.2014.01.009

2012-11-19 改回日期:2013-04-28