论文部分内容阅读
摘要：遥测监视变压器的准确温度，是确保变压器运行安全的重要预警手段，实际运行中后台监测温度常常出现各种异常现象，本文针对某变电站出现的后台监控温度异常情况，分析了缺陷原因和温度遥测原理。
关键词：温度；测温回路；温度变送器
引言
作为电力系统运行的主设备变压器（简称：主变）是否安全稳定运行至关重要，监测主变温度是衡量其实时工况、安全运行的重要手段，也是实现综合自动化变电站无人值守的重要条件之一。随着变电站综自改造，实际运行中后台监测温度常常出现各种异常现象，温度计室内、外指示不一致的情况时有发生，严重影响调度、运行值班人员对变压器的运行状况的正确判断，不利于变压器安全运行。
1 缺陷表象
2017年1月17日，某变电站主变本体温度表指针指示油温1为28度，油温2为29度，而后台监控温度显示油温1为28.5度，油温2显示为负142度，显示异常。
2 缺陷分析处理过程
2.1 测温系统结构
该变电站测温系统按对温度的采集和输出方式的不同可分为两部分，一部分由本体温包、毛细管、温度表等组成，本体温包内液体由于热胀冷缩途经毛细管产生不同压力驱动指针转动，此部分实现在表盘显示所测温度，并使表内各继电器接点在相应的温度值下接通或断开；另一部分由铂电阻、温度变送器、测控装置、后台机等组成，本体温包内的铂电阻将不同温度下对应的电阻值传输到温度变送器转换成4～20mA小电流经测控装置传送至远动机，然后在后台监控机上显示出来。
2.2 缺陷分析
由于该变电站主变两块温度表指针指示基本一致且不为零度，指示值与以往该台主变压器在同样负载和温度下的值基本一致，故判断此部分测温系统功能正常。因此只需从铂电阻至后台机的传输过程之间逐级检查即可找出缺陷部位，进而进行进一步的处理。这一部分的简单结构图如下：
由于缺陷表象为后台监控电脑温度显示异常，检修人员决定从监控系统往测温源头逐级进行故障排查。后台监控系统已正常运行很长时间，且监控数据只有油温2显示异常，基本可以排除测控装置及远动系统故障的可能。根据上图，逐级往前检查温度变送器的输出，测量得温度变送器输出为0.1mA，不在输出范围4～20mA内，再往前检查温度变送器的输入电阻，测得Rab约为111Ω，换算成对应的温度值为28度，与其对应的指针指示值基本一致，而Rac间的电阻值约为50MΩ，基本为开路，Rbc间的电阻值也约为50MΩ。接线端子b与c正常情况是在本体温度表内部短接在一起的，Rbc应该接近于零，而正常时Rac间的阻值应该是与Rbc间的基本一致。再逐级往测量源方向检查，测量得主变本体端子箱输入端输出端测量值与变送器输入端电阻一致。检修人员打开温度表查看内部接线是否正确，经检查发现，本体油温表内铂电阻PT100输出端为两线制输出，在此处测量PT100的输出电阻值RXY与实际温度对应关系正常。PT100输出端X下方接一根导线x，导线y和导线z共同接入PT100输出端Y上，形成三线制输出，检查发现导线z由于与导线y共同接入一个接线端子，而接线端子孔较小，只得接得略靠外侧，目测该导线已有松动脱落迹象。检修人员将导线y和导线z重新接入端子后PT100输出端Y短接，后台温度显示恢复正常。
3 缺陷原因分析
造成后台显示异常的原因是由于铂电阻输出端有一根导线脱落，導致温度变送器的输入端测量值采集异常。温度变送器的输入是采用三线式接法，主要是为了消除引线线路电阻带来的测量误差。PT100温度传感器，温度为0℃时电阻值为100Ω，由于其电阻值小，灵敏度高，而温度变送器与主变温度表间距离较远，所以引线的阻值不能忽略不计，用两线制直接测量PT100阻值时会附带上引线线路电阻，因此温度变送器内部测量铂电阻输入量的电路一般是不平衡电桥，其测量原理图如下。
如图2，PT100引出的三根导线截面积和长度均相同（即r1=r2=r3），铂电阻（Rpt100）作为电桥的一个桥臂电阻，将导线一根（r1）接到电桥的电源端，其余两根（r2、r3）分别接到铂电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，这样两桥臂都引入了相同阻值的引线电阻，电桥处于平衡状态，引线线电阻的大小由于相互抵消，对测量结果没有影响。当R1×（Rx+r2+r3）=R2×（Rpt100+r2+r1）时，电桥平衡，U=0。而当导线y未接入时，相当于r2为无穷大，U一端开路，电桥无法形成平衡；当导线z未接入时，相当于r3为无穷大，而由于R2不为零，电桥还是无法形成平衡，故温度变送器输出异常，后台温度显示异常。
4 结语
常见的造成温度远传不准的主要原因有变送器本身误差大，变送器在使用中烧毁，变送器投运时没有调试、安装不正确、不匹配，投运时未安装变送器，相关二次回路异常，二次回路安装时接线错误或检修后恢复接线时疏忽将线接错等等。在实际的缺陷处理工作中，还得从缺陷表现出的现象出发，逐级排查可能造成这一现象的每一种可能性，再进行深层次的分析，从而探究最好的解决方案。
参考文献：
[1]吕红军，孙乾义，张科欣. 综合自动化变电站变压器测温系统的研究[J]. 电子设计工程，2009，17（7）：62-64.
[2]刘祖惠.变压器温度监测方法及常见故障浅析[J]. 四川电力技术，2011，32（1）：68-70.
[3]罗骥.变压器测温系统的缺陷管理[J].四川电力技术，2008，32（2）：11-13.
关键词：温度；测温回路；温度变送器
引言
作为电力系统运行的主设备变压器（简称：主变）是否安全稳定运行至关重要，监测主变温度是衡量其实时工况、安全运行的重要手段，也是实现综合自动化变电站无人值守的重要条件之一。随着变电站综自改造，实际运行中后台监测温度常常出现各种异常现象，温度计室内、外指示不一致的情况时有发生，严重影响调度、运行值班人员对变压器的运行状况的正确判断，不利于变压器安全运行。
1 缺陷表象
2017年1月17日，某变电站主变本体温度表指针指示油温1为28度，油温2为29度，而后台监控温度显示油温1为28.5度，油温2显示为负142度，显示异常。
2 缺陷分析处理过程
2.1 测温系统结构
该变电站测温系统按对温度的采集和输出方式的不同可分为两部分，一部分由本体温包、毛细管、温度表等组成，本体温包内液体由于热胀冷缩途经毛细管产生不同压力驱动指针转动，此部分实现在表盘显示所测温度，并使表内各继电器接点在相应的温度值下接通或断开；另一部分由铂电阻、温度变送器、测控装置、后台机等组成，本体温包内的铂电阻将不同温度下对应的电阻值传输到温度变送器转换成4～20mA小电流经测控装置传送至远动机，然后在后台监控机上显示出来。
2.2 缺陷分析
由于该变电站主变两块温度表指针指示基本一致且不为零度，指示值与以往该台主变压器在同样负载和温度下的值基本一致，故判断此部分测温系统功能正常。因此只需从铂电阻至后台机的传输过程之间逐级检查即可找出缺陷部位，进而进行进一步的处理。这一部分的简单结构图如下：
由于缺陷表象为后台监控电脑温度显示异常，检修人员决定从监控系统往测温源头逐级进行故障排查。后台监控系统已正常运行很长时间，且监控数据只有油温2显示异常，基本可以排除测控装置及远动系统故障的可能。根据上图，逐级往前检查温度变送器的输出，测量得温度变送器输出为0.1mA，不在输出范围4～20mA内，再往前检查温度变送器的输入电阻，测得Rab约为111Ω，换算成对应的温度值为28度，与其对应的指针指示值基本一致，而Rac间的电阻值约为50MΩ，基本为开路，Rbc间的电阻值也约为50MΩ。接线端子b与c正常情况是在本体温度表内部短接在一起的，Rbc应该接近于零，而正常时Rac间的阻值应该是与Rbc间的基本一致。再逐级往测量源方向检查，测量得主变本体端子箱输入端输出端测量值与变送器输入端电阻一致。检修人员打开温度表查看内部接线是否正确，经检查发现，本体油温表内铂电阻PT100输出端为两线制输出，在此处测量PT100的输出电阻值RXY与实际温度对应关系正常。PT100输出端X下方接一根导线x，导线y和导线z共同接入PT100输出端Y上，形成三线制输出，检查发现导线z由于与导线y共同接入一个接线端子，而接线端子孔较小，只得接得略靠外侧，目测该导线已有松动脱落迹象。检修人员将导线y和导线z重新接入端子后PT100输出端Y短接，后台温度显示恢复正常。
3 缺陷原因分析
造成后台显示异常的原因是由于铂电阻输出端有一根导线脱落，導致温度变送器的输入端测量值采集异常。温度变送器的输入是采用三线式接法，主要是为了消除引线线路电阻带来的测量误差。PT100温度传感器，温度为0℃时电阻值为100Ω，由于其电阻值小，灵敏度高，而温度变送器与主变温度表间距离较远，所以引线的阻值不能忽略不计，用两线制直接测量PT100阻值时会附带上引线线路电阻，因此温度变送器内部测量铂电阻输入量的电路一般是不平衡电桥，其测量原理图如下。
如图2，PT100引出的三根导线截面积和长度均相同（即r1=r2=r3），铂电阻（Rpt100）作为电桥的一个桥臂电阻，将导线一根（r1）接到电桥的电源端，其余两根（r2、r3）分别接到铂电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，这样两桥臂都引入了相同阻值的引线电阻，电桥处于平衡状态，引线线电阻的大小由于相互抵消，对测量结果没有影响。当R1×（Rx+r2+r3）=R2×（Rpt100+r2+r1）时，电桥平衡，U=0。而当导线y未接入时，相当于r2为无穷大，U一端开路，电桥无法形成平衡；当导线z未接入时，相当于r3为无穷大，而由于R2不为零，电桥还是无法形成平衡，故温度变送器输出异常，后台温度显示异常。
4 结语
常见的造成温度远传不准的主要原因有变送器本身误差大，变送器在使用中烧毁，变送器投运时没有调试、安装不正确、不匹配，投运时未安装变送器，相关二次回路异常，二次回路安装时接线错误或检修后恢复接线时疏忽将线接错等等。在实际的缺陷处理工作中，还得从缺陷表现出的现象出发，逐级排查可能造成这一现象的每一种可能性，再进行深层次的分析，从而探究最好的解决方案。
参考文献：
[1]吕红军，孙乾义，张科欣. 综合自动化变电站变压器测温系统的研究[J]. 电子设计工程，2009，17（7）：62-64.
[2]刘祖惠.变压器温度监测方法及常见故障浅析[J]. 四川电力技术，2011，32（1）：68-70.
[3]罗骥.变压器测温系统的缺陷管理[J].四川电力技术，2008，32（2）：11-13.