500 kV變電站主變溫度控制器缺陷原因分析及解決措施

段文勝 蘭建華 錢 力

(國網(wǎng)冀北電力有限公司檢修分公司，北京 102488)

500 kV變電站主變溫度控制器缺陷原因分析及解決措施

段文勝 蘭建華 錢 力

(國網(wǎng)冀北電力有限公司檢修分公司，北京 102488)

對后臺與主變本體監(jiān)控溫度測量不一致的原因進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和分析，并提出了相應(yīng)的解決措施。

500 kV變電站；主變；溫度控制器；缺陷

0 引言

500 kV變電站變壓器、高抗油溫和繞組溫度測量為變壓器安全運(yùn)行和數(shù)據(jù)分析提供了可靠的依據(jù)。國網(wǎng)冀北電力有限公司檢修分公司負(fù)責(zé)維護(hù)的20所500 kV變電站要求主變和高抗本體溫控器的就地顯示與主控室顯示偏差小于3 ℃，以保證對主變溫度的正確監(jiān)控。但在高溫的夏天和寒冷的冬天，主變、高抗油溫和繞組溫度測量系統(tǒng)普遍存在就地與控制室顯示偏差大的現(xiàn)象。特別是張家口的沽源變電站和承德的御道口變電站冬季溫度約-30 ℃，偏差更大，為運(yùn)行維護(hù)帶來了較大困難。下面將對500 kV變電站主變溫度控制器缺陷原因及解決措施進(jìn)行分析。

1 后臺與主變本體監(jiān)控溫度測量不一致的原因分析

經(jīng)過對沽源、御道口、姜家營、安定、承德、天馬等變電站的變壓器溫度測量就地和遠(yuǎn)傳顯示不一致原因的統(tǒng)計(jì)、現(xiàn)場試驗(yàn)、缺陷處理，以及對溫差變化較大地區(qū)不同溫差對溫控器影響的統(tǒng)一分析，有以下幾個方面值得關(guān)注：

1.1 測溫回路的綜合誤差

主變、高抗溫度測量回路由溫控器、測溫變送器、二次電纜、測溫顯示器組成，是4部分誤差疊加值，疊加后顯示數(shù)據(jù)與現(xiàn)場數(shù)據(jù)要求不超過3 ℃。但是500 kV變電站采用小室布置，主變、小室、主控室分別在3個地點(diǎn)，二次傳輸信號的誤差疊加影響較明顯，再加上溫控器和顯示器的基本誤差，合成誤差超過3 ℃的可能性較大，特別是在沽源、御道口這兩所變電站，冬天里白天和夜晚的溫差較大，夜晚溫度最低可達(dá)-30 ℃，已經(jīng)臨近測溫回路中各元件工作時的最低環(huán)境溫度，各測溫元件顯示誤差較大。

1.2 壓力式溫控器溫度響應(yīng)速度不同

500 kV變電站主變和高抗都是分相安裝，三相主變的日照和通風(fēng)效果完全不同(夏天和冬天較為明顯)，當(dāng)變壓器油溫上升和下降時，感溫探頭周圍油溫變化較快，而壓力式溫度計(jì)的機(jī)械指示隨周圍油溫變化響應(yīng)慢，特別是主變的溫控器毛細(xì)管較長時(500 kV主變大多超過10 m)，就造成各相本體測量顯示溫度與遠(yuǎn)傳顯示溫度不一致，姜家營3號主變溫控器毛細(xì)管達(dá)到13 m。只有當(dāng)變壓器油溫長期平衡后，二者的測量溫度才能達(dá)到同步，夏季時這種現(xiàn)象更明顯。

1.3 工作電源混用

在房山500 kV、太平500 kV變電站中溫控器和變送器的工作電源、檢修電源或加熱電源混用，使運(yùn)行過程中運(yùn)行人員拉開加熱電源或檢修時檢修人員拉開檢修電源使溫控器和變送器失去工作電源而造成的故障，有可能導(dǎo)致溫控器啟停風(fēng)冷系統(tǒng)停止運(yùn)行，造成主變溫度上升較快，壓力式溫控器反應(yīng)時間較長，導(dǎo)致溫度不一致。在房山站、昌平站、順義站溫控器的定值調(diào)整中有風(fēng)冷全停跳閘回路，工作電源的混用還有可能造成特大事故發(fā)生。

1.4 監(jiān)控后臺設(shè)置參數(shù)與主變本體溫控器量限不一致

監(jiān)控后臺設(shè)置參數(shù)和遠(yuǎn)傳變送器與主變本體溫控器量限不一致造成顯示偏差較大。500 kV變電站主變油面溫控器和繞組溫控器的量限范圍有0～100 ℃、0～120 ℃、0～150 ℃、-20～120 ℃、-20～140 ℃、0～160 ℃等多個，變送器和監(jiān)控后臺的系數(shù)比的計(jì)算必須與相應(yīng)表計(jì)對應(yīng)，如果配置不一致將導(dǎo)致測溫回路中各個儀表之間的溫度顯示值不一致，造成遠(yuǎn)傳監(jiān)控后臺顯示值偏差較大，在處理缺陷時比較容易造成更換后的溫控器與現(xiàn)有的變送器不匹配，導(dǎo)致監(jiān)控后臺設(shè)置參數(shù)不一致，從而使顯示溫度偏差較大。

1.5 溫度控制器溫包插入深度影響

溫度控制器主要由溫包、毛細(xì)管和指示儀表3部分組成。溫包、毛細(xì)管及彈簧管內(nèi)充滿了感溫液體介質(zhì)，多數(shù)廠家的溫度控制器溫包長度通常為100～200 mm，溫包要求全部插入變壓器油溫中完全感受油溫，溫包內(nèi)的感溫元件才能測量準(zhǔn)確。變壓器的溫度計(jì)座保護(hù)套管的深度一般只有130 mm，如果溫包中的感溫探頭不能完全插入變壓器油內(nèi)，這時溫度控制器的測量值就會受到周圍環(huán)境溫度及溫度變化的影響。

1.6 盲管內(nèi)的油介質(zhì)影響

長期運(yùn)行的變壓器和高抗上盲管內(nèi)的油介質(zhì)長期運(yùn)行，油面無法沒過溫控器探頭內(nèi)的感溫元件，或者盲管內(nèi)沒有變壓器油，都將造成上傳溫度偏差較大。在運(yùn)行時間較長的主變和高抗盲管內(nèi)容易積水，不僅不能準(zhǔn)確地測量溫度，還有可能在冬季結(jié)冰，導(dǎo)致盲管破裂。

2 解決措施

2.1 加強(qiáng)對現(xiàn)場溫控器的檢驗(yàn)

500 kV變電站主變和高抗運(yùn)行時間較長，停電機(jī)會較少，但溫控器現(xiàn)場運(yùn)行環(huán)境較差，按照檢定規(guī)程的檢定要求應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)室進(jìn)行定期檢定，根據(jù)多年的檢定經(jīng)驗(yàn)，采用進(jìn)口的現(xiàn)場檢定恒溫爐能夠滿足檢定要求并及時判斷溫控器的缺陷。現(xiàn)場根據(jù)溫控器安裝位置在安全距離滿足要求的情況下，可定期進(jìn)行溫控器帶電檢測和缺陷核驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了對溫控器的可控，在溫控器誤差較大時進(jìn)行更換，及時發(fā)現(xiàn)缺陷及時處理。

2.2 加強(qiáng)對老舊不合理溫控器回路的改造

在20所變電站中，房山、順義、安定、昌平變電站的主變運(yùn)行時間較早，基本上是20世紀(jì)90年代安裝的，回路比較老，對主變的測溫影響較大。我們根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況，將原來的Pt100信號(三線)上傳變送器(或測控裝置)回路改為進(jìn)口MR溫控器，輸出采用DC 4～20 mA電流信號上傳測控裝置，并對回路電纜進(jìn)行更換，供監(jiān)控后臺使用，保證儀表就地與遠(yuǎn)方精度在±3 ℃。經(jīng)過精心施工先后完成姜家營站3號主變，安定站1、2號主變，昌平站1、2、3號主變，順義站1、2號主變，房山站3、4號主變，萬全站3號主變涉及6所變電站11臺500 kV主變的改造工作，改造后的溫度測量滿足了現(xiàn)場運(yùn)行的需要。

2.3 減小測溫回路的系統(tǒng)誤差

選用準(zhǔn)確度高的溫度控制器、溫度數(shù)顯表、溫度變送器、測控裝置，以提高變壓器溫度測量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。主變溫度控制器選用準(zhǔn)確度高于1.5級的進(jìn)口溫控器，溫度數(shù)顯表準(zhǔn)確度高于0.5級、溫度變送器準(zhǔn)確度高于0.2級、測控裝置準(zhǔn)確度高于0.2級。對小室布置的500 kV變電站，由于距離較遠(yuǎn)，因此其間的導(dǎo)線電阻影響就會很大，優(yōu)先選用4～20 mA上傳方式。

2.4 加強(qiáng)設(shè)計(jì)審核和基建驗(yàn)收

在新站前期設(shè)計(jì)中要求所有溫控器采用進(jìn)口產(chǎn)品。特別是500 kV主變本體安裝的溫控器應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)廠家運(yùn)行時間較長、缺陷較少的設(shè)備。測溫回路中的溫度控制器、溫度數(shù)顯表、溫度變送器必須現(xiàn)場進(jìn)行驗(yàn)收，在投運(yùn)前期必須進(jìn)行遠(yuǎn)傳溫度整體試驗(yàn)，繞組溫控器必須按主變不同廠家不同型號的銅油溫差進(jìn)行升溫試驗(yàn)，保證主變?nèi)鄿夭钤?0 ℃時的一致性，溫度測量就地和遠(yuǎn)傳顯示小于3 ℃。

對溫度控制器溫包插入深度進(jìn)行檢查，保證盲管內(nèi)注入適量變壓器油，并有很好的密封性；對安裝于室外的測溫元件應(yīng)安裝防雨罩，沽源和御道口的溫控器應(yīng)安裝在主變本體端子箱中，本體端子箱中應(yīng)有加熱裝置。

2.5 加強(qiáng)運(yùn)行溫控器的現(xiàn)場巡視和維護(hù)

在500 kV變電站中對安全距離滿足要求的變壓器和高抗上的溫控器可加強(qiáng)帶電巡視工作，特別是在夏季和冬季運(yùn)行環(huán)境較為惡劣的天氣中，帶電巡視能夠及時發(fā)現(xiàn)缺陷和隱患。現(xiàn)在500 kV變電站都采用無人值守方式，變電站沒有運(yùn)行人員，主變和高抗溫控器指示溫度直接反映設(shè)備的運(yùn)行狀況，并上傳集控中心，提前發(fā)現(xiàn)隱患能夠控制事故的擴(kuò)大化。現(xiàn)場巡視減少了檢修成本，降低了工人的勞動強(qiáng)度，也提高了工作效率。

3 結(jié)語

本文結(jié)合500 kV變電站主變溫控器發(fā)生缺陷的共性進(jìn)行了總結(jié)，并通過采用新技術(shù)對溫控器進(jìn)行現(xiàn)場檢驗(yàn)和改造，保證了溫控器運(yùn)行狀態(tài)，缺陷發(fā)生率大為下降，特別是解決了主變在冬季和夏季溫差較大時缺陷發(fā)生率高的特點(diǎn)，降低了員工的工作強(qiáng)度，為500 kV變壓器的可靠運(yùn)行提供了有力保障。

2014-09-12

段文勝(1970—)，男，湖南郴州人，工程師，研究方向：電力系統(tǒng)。