變壓器溫度表回路原理及故障分析

陳 媛（國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司郴州供電分公司，湖南郴州423000）

變壓器溫度表回路原理及故障分析

陳 媛（國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司郴州供電分公司，湖南郴州423000）

變壓器的使用壽命取決于它的繞組溫度。繞組溫度對(duì)絕緣材料老化起著決定性的作用。為了能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)變壓器繞組溫度，確保變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行，分析變壓器繞組溫度及其工作原理，探討在實(shí)際工作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)場(chǎng)表盤(pán)、現(xiàn)場(chǎng)顯示溫度與后臺(tái)、調(diào)控主站顯示不一致等常見(jiàn)故障，結(jié)合本人實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)變壓器溫度計(jì)常見(jiàn)故障原因進(jìn)行分析并給出具體處理方法。

變壓器；溫度表

1 溫度表回路原理

1.1 溫度表回路原理

就地油溫表通過(guò)溫包探測(cè)到油溫，傳感給自身機(jī)械指示和輸出溫度信號(hào)；就地繞溫表通過(guò)油溫結(jié)合變壓器二次繞組電流綜合得到繞組溫度，同樣傳感給自身機(jī)械指示和輸出溫度信號(hào)。溫度表輸入信號(hào)到溫度變送器、數(shù)顯表、并聯(lián)電阻轉(zhuǎn)換或直接輸入到測(cè)控裝置。

見(jiàn)的幾種變壓器溫度電學(xué)信號(hào)傳輸方式有以下幾種：

（1）

圖1

（2）（見(jiàn)圖2）

（3）（見(jiàn)圖3）

（4）（見(jiàn)圖4）

（5）（見(jiàn)圖5）

從以上幾種傳輸方式可以看出，溫度表輸出信號(hào) （銅電阻、鉑電阻、直流有源電流信號(hào)、直流無(wú)源電流信號(hào)）通過(guò)中間裝置（變送器、并聯(lián)電阻、數(shù)顯表）轉(zhuǎn)換成測(cè)控裝置可以接收的信號(hào)（銅電阻、鉑電阻、直流有源電流、直流電壓）。如溫度表輸出信號(hào)與測(cè)控裝置接收信號(hào)一致，則無(wú)需中間轉(zhuǎn)換裝置。

1.2 輸出信號(hào)與對(duì)應(yīng)溫度計(jì)算關(guān)系

圖2

圖3

圖4

圖5

變壓器溫度儀表遠(yuǎn)傳信號(hào)由熱電阻、4～20mA兩種類(lèi)型，其中熱電阻又主要分為Pt100和Cu50兩種，4～20mA信號(hào)也分為有源輸出和無(wú)源輸出兩種?，F(xiàn)場(chǎng)檢查是應(yīng)注意加以區(qū)別，三線，100Ω以上為鉑電阻，100Ω以下為銅電阻；兩線，可以直接測(cè)量到的電流為有源電流，經(jīng)過(guò)了24V穩(wěn)壓電源的為無(wú)源電流。

在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行溫度缺陷分析的時(shí)候一定要掌握測(cè)量的電阻值和對(duì)應(yīng)溫度之間的計(jì)算關(guān)系，以便于確認(rèn)表計(jì)的指示和出處信號(hào)之間是否對(duì)應(yīng)，以及監(jiān)控系統(tǒng)的溫度顯示是否和加入的標(biāo)準(zhǔn)溫度信號(hào)一致。下面介紹一般的計(jì)算方法：

Pt100信號(hào)計(jì)算：

一般來(lái)講0℃的時(shí)候，將電阻制造成100Ω，當(dāng)溫度升高到100℃時(shí)電阻就會(huì)變?yōu)?38.51Ω，基本上溫度每變化1℃，電阻就會(huì)變化0.3851Ω，校驗(yàn)測(cè)量?jī)x表或測(cè)控裝置通道時(shí)這樣計(jì)算基本滿(mǎn)足要求。通過(guò)查分度表可以看到50℃時(shí)對(duì)應(yīng)電阻為119.4Ω，150℃時(shí)對(duì)應(yīng)電阻為157.33Ω。

Cu50信號(hào)計(jì)算：

一般來(lái)講0℃的時(shí)候，將電阻制造成50Ω，當(dāng)溫度升高到100℃時(shí)電阻就會(huì)變?yōu)?1.41Ω，基本上溫度每變化1℃，電阻就會(huì)變化0.2141Ω，校驗(yàn)測(cè)量?jī)x表或測(cè)控裝置通道時(shí)這樣計(jì)算基本滿(mǎn)足要求。通過(guò)查分度表可以看到50℃時(shí)對(duì)應(yīng)電阻為60.704Ω，150℃時(shí)對(duì)應(yīng)電阻為82.134Ω。

熱電阻值對(duì)應(yīng)溫度的計(jì)算：

在控制室利用萬(wàn)用表測(cè)量熱電阻時(shí)，是包含了線路電阻的，可以通過(guò)測(cè)量3根（R1、R2、R3）信號(hào)中的兩根，可以得到包含線路電阻的電阻值和線路電阻值，可以計(jì)算實(shí)際熱電阻值，比如測(cè)量到含線路電阻的熱電阻值為115Ω（以Pt100為例），線路電阻測(cè)量為3Ω，則實(shí)際熱電阻值為112Ω，則計(jì)算的溫度為：

（112-100）÷0.3851=12÷0.3851=31.16℃

比較熱電阻值計(jì)算出來(lái)的溫度和就地表計(jì)指示，可以分析出兩者之間的偏差，確定表計(jì)指示和輸出信號(hào)之間是否對(duì)應(yīng)。

4～20mA信號(hào)對(duì)應(yīng)溫度的計(jì)算方法如下：

在控制室利用萬(wàn)用表測(cè)量4～20mA信號(hào)值，查看就地表計(jì)量程（比如為0～150℃），假如測(cè)量的信號(hào)為10mA，則信號(hào)代表的溫度為：

信號(hào)凈值÷信號(hào)量程×表計(jì)量程=（10-4）÷（20-4）×150=6÷ 16×150=56.25℃

比較4～20mA信號(hào)計(jì)算出來(lái)的溫度和就地表計(jì)指示，可以分析出兩者之間的偏差，確定表計(jì)指示和輸出信號(hào)之間是否對(duì)應(yīng)。

無(wú)源的溫度變送器可以參考有源的計(jì)算方法。

0～5V信號(hào)對(duì)應(yīng)溫度的計(jì)算方法如下：

在控制室利用萬(wàn)用表測(cè)量0～5V信號(hào)值，查看就地表計(jì)量程（比如為0～150℃），假如測(cè)量的信號(hào)為2V，則信號(hào)代表的溫度為：

信號(hào)凈值÷信號(hào)量程×表計(jì)量程=（2-0）÷（5-0）×150=2÷5× 150=60℃

2 現(xiàn)場(chǎng)溫度缺陷分析處理

（1）首先應(yīng)檢查溫度表、變送器（數(shù)顯表）、測(cè)控裝置設(shè)置三者量程是否一致。

油溫表量程范圍為0～150℃，變送器輸入為PT100，0～150℃，數(shù)顯表輸入范圍亦為0～150℃。三者均可以匹配。如有發(fā)現(xiàn)不匹配情況則溫度顯示成線性縮小或者放大關(guān)系。

（2）縮小故障范圍

溫度量程匹配沒(méi)有問(wèn)題之后，接下來(lái)就應(yīng)該縮小故障范圍，在測(cè)控屏（公用屏）對(duì)溫度遠(yuǎn)傳信號(hào)進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，準(zhǔn)確判斷故障范圍。

首先應(yīng)確認(rèn)溫度遠(yuǎn)傳信號(hào)類(lèi)型，以便準(zhǔn)備測(cè)量。

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際舉例：

輸入：PT100，0～100℃；輸出：電流4～20mA

輸入：無(wú)源電流4～20mA；輸出：電流4～20mA

輸入：PT100，0～150℃；輸出：0～5V

輸入：無(wú)源電流4～20mA；串接穩(wěn)壓電源，輸出：電流4～20mA

確認(rèn)溫度遠(yuǎn)傳類(lèi)型后，如果溫度表遠(yuǎn)傳信號(hào)與場(chǎng)地指示不一致，可以判定溫度表遠(yuǎn)傳出現(xiàn)故障，再進(jìn)行進(jìn)一步檢查。

如果溫度表遠(yuǎn)傳信號(hào)與場(chǎng)地指示一致，可以判斷遠(yuǎn)傳無(wú)誤，則應(yīng)對(duì)變送器至后臺(tái)段回路進(jìn)行檢查。

（3）溫度表故障檢查

如果溫度遠(yuǎn)傳信號(hào)存在問(wèn)題，應(yīng)繼續(xù)逐級(jí)檢查信號(hào)輸出是否正常，溫度表輸入至本體端子箱，本體端子箱至測(cè)控屏端子。

圖6

如果溫度表自身輸出不正確，則應(yīng)考慮結(jié)合停電更換溫度表，如果是回路問(wèn)題，則可以通過(guò)對(duì)線，換線等方式消缺。

（4）變送器、數(shù)顯表、測(cè)控、后臺(tái)檢查

如果溫度遠(yuǎn)傳信號(hào)無(wú)誤，則應(yīng)檢查變送器至后臺(tái)段回路。變送器、數(shù)顯表輸出檢查；測(cè)控及后臺(tái)檢查。

檢查測(cè)控及后臺(tái)是否正常，需要注意的是測(cè)控裝置有關(guān)于溫度測(cè)量的設(shè)置，具體設(shè)置請(qǐng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況查看說(shuō)明書(shū)。

溫度回路可以類(lèi)比交流電流回路，如交流電流回路有多級(jí)TA，從一次電流變送為二次電流，再?gòu)亩坞娏髯兯蜑槿坞娏?，最后再進(jìn)入保護(hù)裝置交流采樣插件。溫度信號(hào)則是從電阻性轉(zhuǎn)換為電流型，或者從電阻型轉(zhuǎn)換為電壓型，再進(jìn)入測(cè)控裝置采樣插件。所以?xún)烧吲挪楣收系脑硪不疽恢?，即逐段分析逐段排查?/p>

TM407

A

2095-2066（2016）36-0028-02

2016-11-18

陳 媛（1984-），女，工程師，本科，主要從事繼電保護(hù)工作。