電力變壓器是電力系統的主要設備，對其運行狀態(tài)的監控直接影響電網(wǎng)供電質(zhì)量，變壓器狀態(tài)的監控必須依靠各種監測信號的變換和傳送（即：變送器），變送器遠傳信號的穩定性和可靠性對電力狀態(tài)監測起著(zhù)至關(guān)重要的作用，尤其在無(wú)人值守電站當中，更是完全依靠各種變送器監測和傳送狀態(tài)信息。溫度變送器是傳輸主變溫度信號必不可少的配件，其傳輸的準確性將直接影響后臺對變壓器狀態(tài)的判定。由此可見(jiàn)，提高溫度變送器測量的準確性以及傳輸信號的可靠性十分必要。

 

1 事故案例

        2016 年 8 月 15 日，運行人員發(fā)現 220kV松柏變電站 #2 主變 A 相繞組溫度信號異常，主控顯示為 -37.5℃，本體繞組溫度指示為43℃ , 對比其它項繞組和油面溫度，本體繞組溫度表指示正常。

 

2 原因分析

2.1 變壓器溫控器的遠傳信號介紹：

        目前市面上變壓器溫控器常用的遠傳信號主要有以下幾種：Pt100 電阻信號、（0-5）V 或（1-5）V 等直流電壓信號、（0-20）mA或（4-20）mA 等直流電流信號。Pt100 電阻信號傳輸距離越長(cháng)誤差越大，雖然采用三線(xiàn)制傳輸，有補償線(xiàn)，但是因傳輸導線(xiàn)的材質(zhì)直徑等因素影響，無(wú)法保證每根導線(xiàn)的阻值覺(jué)對一樣，所以隨著(zhù)距離增長(cháng)，阻值偏差也會(huì )逐漸增大。按測量范圍為（0-150）℃的儀表計算，對應的 Pt100 阻值范圍為（100-157.33）Ω，如果 3 根傳輸導線(xiàn)間的阻值相差1Ω，將對后臺溫度值產(chǎn)生（2-3）℃的影響。

 

        （0-5）V 或（1-5）V 等直流電壓信號在傳輸過(guò)程中會(huì )因導線(xiàn)電阻產(chǎn)生壓降，傳輸距離越遠，導線(xiàn)越長(cháng)，線(xiàn)損越高，對后臺溫度影響越大。

 

        （0-20）mA 或（4-20）mA 等直流電流信號是應用相對較廣泛的一種傳輸方式，因輸出、傳輸、接收回路是串聯(lián)方式，串聯(lián)電路中電流相同，所以不受傳輸導線(xiàn)電阻影響。

 

2.2 確認現場(chǎng)主變A相繞組溫控器輸出方式

        經(jīng)查看儀表接線(xiàn)圖，確認 A 相繞組溫控器輸出為（4-20）mA 方式。

 

2.3 測量繞組溫控器輸出電流

        打開(kāi)傳輸回路，將直流電流表串接至回路中，經(jīng)測量發(fā)現，A 相繞組溫度遠傳信號實(shí)測為 0mA。為防止傳輸線(xiàn)路開(kāi)路對測量結果的影響，將本體繞組溫控器表蓋打開(kāi)，按接線(xiàn)圖拆下傳輸導線(xiàn)，直接用直流電流表測內部溫度變送器輸出，仍為 0mA。

 

2.4 判斷故障原因

        經(jīng)測量可以確認為繞組溫控器內置溫度變送器故障，無(wú)輸出。

 

3 故障處理

3.1 溫度變送器更換

        針對故障溫度變送器，地衣時(shí)間聯(lián)系生產(chǎn)廠(chǎng)家，進(jìn)行更換，更換后通電測試，信號輸出正常，傳輸至后臺，顯示正確。

 

3.2 故障信息采集

        在接下來(lái)的時(shí)間里，陸續又有壽溪橋變電站等現場(chǎng)出現輸出信號缺失或不準確等類(lèi)似缺陷，我們將更換下來(lái)的故障溫度變送器進(jìn)行收集，并委托國內知名溫控器生產(chǎn)廠(chǎng)家大連眾和光電科技有限公司進(jìn)行測試分析。測試結果是溫控器內部電子元器件燒毀，推測原因可能是由于雷擊、電壓突變、電磁干擾等引起。當電壓突變時(shí)，電路中沒(méi)有可靠的保護，勢必造成芯片等元器件電壓波動(dòng)，會(huì )對個(gè)別器件造成性能損傷，造成輸出不正確，當超過(guò)其承受范圍時(shí)，便對器件造成永久性燒毀。經(jīng)詢(xún)問(wèn)現場(chǎng)管理人員，現場(chǎng)確實(shí)存在檢修情況，檢修時(shí)對供電電源停送電造成電壓沖擊。

 

3.3 總結

        內置溫度變送器屬于電子產(chǎn)品，對現場(chǎng)電源和干擾等運行環(huán)境要求較高，變送器生產(chǎn)廠(chǎng)家對現場(chǎng)運行狀況把握不足，往往出現在實(shí)驗室如何檢驗都合格，在現場(chǎng)運行一段時(shí)間就出問(wèn)題的情況，正是因為變送器內部電路缺乏電壓沖擊保護，無(wú)法滿(mǎn)足現場(chǎng)實(shí)際工況條件要求，勢必會(huì )造成溫度變送器的損壞。

 

4 預防建議措施

        （1）在溫度變送器內部增加電源波動(dòng)保護，對易損元件增加隔離保護，增加雷擊或干擾等帶來(lái)的沖擊保護。

        （2）在今后的現場(chǎng)檢修試驗中，盡量先斷開(kāi)變送器等易損電子產(chǎn)品的電源和信號線(xiàn)路，防止沖擊影響。

        （3）各廠(chǎng)家生產(chǎn)的溫控器接線(xiàn)各不相同，要求在安裝、更換、檢修儀表過(guò)程中嚴格按照生產(chǎn)廠(chǎng)家接線(xiàn)圖接線(xiàn)，防止誤接線(xiàn)造成變送器損毀。

 

5 整改方案

        （1）委托大連眾和光電科技有限公司設計隔離溫度變送器，電源部分增加隔離電源模塊，將輸入電源與內部元器件完全隔離；輸出采用光電隔離電路，使內部元器件與輸出傳輸電路完全隔離，從而加強對內部元器件的保護，提高了變送器運行的可靠性。

        （2）新型溫度變送器在不改變原來(lái)安裝尺寸的前提下，內部采用 4 層線(xiàn)路板，外殼采用不銹鋼金屬外殼，有效地解決了現場(chǎng)電磁干擾對溫度變送器造成的影響。

        （3）輸出端增加放電保護，當傳輸線(xiàn)路收到雷擊或電壓沖擊時(shí)，自動(dòng)對地放電，保護內部器件不受損壞。

 

6 方案驗證

        （1）對新型溫度變送器進(jìn)行電源過(guò)壓測試，額定電壓為 AC220V, 當測試電壓達到265V 時(shí)，電路啟動(dòng)過(guò)壓保護，溫度變送器自動(dòng)斷電，測試電壓達到 400V 后持續 1 分鐘，重新下降至額定電壓，溫度變送器正常運行。

        （2）對新型溫度變送器輸出線(xiàn)路進(jìn)行反復放電測試，放電測試結束后重新對溫度變送器進(jìn)行檢測，各項功能正常。

        （3）以 220kV 松柏變電站作為試點(diǎn)，將新型溫度變送器更換至 #2 主變 A 相繞組溫度計中，可穩定可靠運行。

 

7 結束語(yǔ)

        主變溫控器現場(chǎng)后臺顯示異常的情況較多，本文分析了一起典型的主變繞組溫控器后臺顯示異常案例，詳細地分析了造成主變繞組溫控器后臺顯示異常的機理，找到了根本原因，并提出了處理方案和運維建議，并設計一款適合現場(chǎng)惡劣工況條件的溫度變送器，經(jīng)測試運行，有效解決了溫度變送器故障率高的問(wèn)題，對從業(yè)人員在主變溫控器試驗維護方面提供了很有價(jià)值的參考，對提高主變壓器運維水平、延長(cháng)溫控器及主變壓器的使用壽命有著(zhù)重要的意義。