本文中心主旨：guojia電力投資公司分宜發(fā)電有限責任公司地處江西西部，是國產(chǎn)大型循環(huán)流化床示范基地。本著(zhù)提高大型變壓器運行的穩定性和可靠性出發(fā)，對本廠(chǎng) 330 MW 機組的大型變壓器溫度監控系統進(jìn)行測量技術(shù)改進(jìn)，使用數字智能型溫度控制儀替換機械式觸點(diǎn)溫控儀，用鎧裝熱電阻感溫元件代替熱脹冷縮式感溫元件，使變壓器溫度監控系統更加的準確、穩定、可靠，更適合安全生產(chǎn)、長(cháng)周期生產(chǎn)的需要。

變壓器是發(fā)電廠(chǎng)的主要設備之一，分宜發(fā)電廠(chǎng)#9 機組有主要的大型變壓器 3 臺，分別為高廠(chǎng)變、啟備變、高主變。變壓器的使用壽命取決于它的溫度[1]，變壓器運行時(shí)，其繞組和鐵芯的電能損耗都將轉化為熱能，而繞組溫度對絕緣材料老化起著(zhù)決定性作用，為了有效地監視變壓器溫度，防止變壓器絕緣老化，延長(cháng)變壓器的運行壽命，必須采用先金可靠的監控手段。

1 設備概況

1.1 設備及系統概況

    分宜發(fā)電廠(chǎng) #9 機組主變是魯能辰明山東電力設備廠(chǎng)生產(chǎn)的型號為 SFFZ10-45000/200 型電力變壓器；額定容量為 45000/28000-28000 kVA；額定電壓(230 ±8) ×1.25% /6.3-6.3 kV； 冷 卻 方 式 為 ONAN/ONAF； 絕 緣 水 平 為 h.v 線(xiàn) 路 端 子 LI/AC 950/395kV、h.v 中性點(diǎn)端子 LI/AC 480/200 kV、l.v 線(xiàn)路端子 LI/AC 75/35 kV。使用 4 組溫度變送器分別為油面溫度變送器 （BWY1 和 BWY2）、繞組溫度變送器 （BWR1 和 BWR2），其中油面溫度變送器型號為BWY-804B （TH）、繞組溫度變送器型號為 BWR-04J [2]。

1.2 主要結構及工作原理

1.2.1 油面溫度變送器

    BWY-804B(TH)溫度指示控制器主要由彈性元件 （波紋管）、毛細管和溫包組成，主要結構如圖 1所示。這 3 部分構成的密封系統內充滿(mǎn)感溫液體，當被測溫度變化時(shí)，溫包內的感溫液體的體積隨之變化。這個(gè)體積增量通過(guò)毛細管傳遞到儀表內彈性元件 （波紋管），使之產(chǎn)生 1 個(gè)相對應的位移。這個(gè)位移經(jīng)機構放大后便可以指示被測溫度，并驅動(dòng)微動(dòng)開(kāi)關(guān)，輸出信號以驅動(dòng)冷卻系統，達到控制變壓器溫升的目的。BWY-804B(TH)型溫度指示控制器，可以給計算機提供 4～20 mA 標準電流信號或 0～5V 標準電壓信號。

    溫度指示控制器的主要工作參數：在環(huán)境溫度-40～55 ℃，相對濕度＜95%，測量范圍 0～150 ℃的工況下能夠達到準確度 2.0 級；4 組可調開(kāi)關(guān)，各組開(kāi)關(guān)在 0～150 ℃范圍內可自由設定，開(kāi)關(guān)動(dòng)作誤差±4 ℃，開(kāi)關(guān)切換差為(6±2)℃，開(kāi)關(guān)額定功率其中AC 為 250 V、5 A，DC 為 250 V、0.3 A （電阻負載）。在戶(hù)外，溫度指示控制器的防水、防塵性能達到 GB 4208-82 中 IP55 的規定，配備 XMT-2 數字溫度顯示調節儀，可輸出 4～20 mA 標準電流信號或0～5 V 標準電壓信號供給計算機，它的主要接線(xiàn)如圖 2 所示。

 

1.2.2 繞組溫度變送器

    BWY-04J （TH） 變壓器繞組溫度計主要由測量溫包、指示儀表和變流器 3 部分組成，主要結構示意圖如圖 3 所示，溫包裝在變壓器油箱頂部，溫包內密封的感溫液體，通過(guò)毛細管和指示儀表內的測量元件 （波紋管） 相接，當變壓器頂層油溫變化時(shí)，感溫液體的體積也隨之改變，這個(gè)體積變化量通過(guò)毛細管的傳遞，促使指示儀表內的測量元件產(chǎn)生相

    應的位移，當變壓器空載時(shí)，這個(gè)位移經(jīng)機械傳動(dòng)、推動(dòng)儀表指針偏轉，儀表指針指示變壓器油的溫度。BWY-04J （TH） 變壓器繞組溫度計裝有同步滑動(dòng)電阻和變送器，同時(shí)配備二次儀表 （帶穩壓電源），可輸出 4～20 MA 標準電流信號，輸入計算機，實(shí)現微機化管理。溫度計裝有 4 個(gè)控制開(kāi)關(guān)，根據需要可分別用于冷卻器 （散熱器） 控制，報警信號和事故跳閘。

    溫度指示控制器的主要參數：在環(huán)境溫度-40～55 ℃下，防護性能達到 GB 4208—1993 的要求；在50～120 Hz 振、0.2 mm 振幅下可正常工作。測量范為可達 0～150 ℃，指示精度 2.0 級。感溫處溫包尺寸 Φ 14 mm×120 mm，可延長(cháng)毛細管長(cháng)度#長(cháng) （從表頭到溫包距離） L =5 m。使用螺紋 M 27 mm×2mm 固定在支架上。4 個(gè)機械式開(kāi)關(guān)在 0～150 ℃范圍內可調，誤差在±4 ℃以?xún)�，切換差不超過(guò) （6±2） ℃。 接點(diǎn)容量在 AC 下為 220 V、5 A，響應時(shí)間常數＜30 s，它的主要接線(xiàn)如圖 4 所示。

2 使用中存在的主要問(wèn)題

    運行中的發(fā)現變壓器繞組溫度現場(chǎng)指針指示與遠方溫度顯示儀 （指針式遠方測溫表、數顯表、計算機顯示） 的溫度不一致的情況[3]，尤其是溫度越高，誤差會(huì )越大，特別是在 70 ℃以上高溫測量時(shí)，就地與遠方溫差高達 5 ℃以上。事后原因分析為溫度變送器指針機構卡澀。#9 機組變壓器長(cháng)期工作在惡劣環(huán)境中，加上變壓器本體散發(fā)的熱量,就地表頭傳動(dòng)機構、彈性元件松動(dòng)等，造成指針指示溫度與實(shí)際溫度指示不一致。

    就地實(shí)際動(dòng)作的溫度值與設定值不符。事后原因分析是溫控儀就地顯示表盤(pán)的精度不高，造成設定值偏差大，機械式觸點(diǎn)把誤差進(jìn)一步擴大�，F場(chǎng)實(shí)測 #9 機組主變溫控儀在正常運行情況下動(dòng)作誤差達到±1.5 ℃。

    新安裝后不久的溫控儀溫度顯示無(wú)變化[4]。在現場(chǎng)認真查找原因，發(fā)現是溫包或毛細管出現損壞。溫包感溫后轉化為壓力信號經(jīng)毛細管傳輸[5]，如果在溫包或者毛細管上出現毛孔就不能將信號傳導控制柜中，毛細管也不能有彎曲過(guò)大或者擠壓踩扁現象，也會(huì )影響溫包里的感溫介質(zhì)的膨脹傳到控制柜。

3 主要改進(jìn)措施

    針對壓力式溫度計常見(jiàn)的故障：儀表無(wú)指示、跳針、指示值偏大或偏小、指示值突然下降等，和現場(chǎng)實(shí)際使用缺陷和故障情況，對 #9 機組主變變壓器溫度變送器進(jìn)行了改進(jìn)。

    壓力式溫度計的一些固有的缺點(diǎn)限制了在壓力式溫度計改進(jìn)的潛力，換成 Pt100 作為感溫元件，同時(shí)采用智能溫度計控制和遠傳。金屬鉑的電阻隨溫度變化而變化，并且具有很好的重現性和溫度性，利用鉑的物理特性制成的傳感器具有精度高，溫度性好，使用范圍廣，是中低溫區 （-200～650 ℃）#常用的一種溫度檢測器。采用 Pt100 作為感溫元件能夠有效的避免溫包感溫的一些缺陷。比如溫包易出現磨損損壞，傳壓毛細管受熱也會(huì )膨脹增加誤差，而且毛細管不能太大彎曲現象都能有效改善，改進(jìn)后使用的數顯溫度計操作面板如圖 5 所示。

    數顯溫度計面板的主要參數：在環(huán)境溫度-10～55 ℃和濕度 10%～90%RH 下測量準確度±0.2%FS；采用輸入信號熱電阻 Pt100，經(jīng)過(guò)測量變換后經(jīng)RS485 與集控室通訊；耐壓強度輸入 / 輸出 / 電源 /通訊≥1 000 V/min，絕緣阻抗輸入 / 輸出 / 電源 / 通訊≥100 MΩ，它的主要接線(xiàn)如圖 6 所示。

    為了減少環(huán)境的電磁干擾，采用鎧裝的熱電阻測量元件。提高了傳感器的抗干擾能力、可靠性和性?xún)r(jià)比。在控制部分中，使用了控制芯片后能夠很好的控制溫度報警的回差。智能控制器面板指示和按鍵說(shuō)明表如表 1 所示。

    沒(méi)有設置報警回差值時(shí)，當測量溫度在報警點(diǎn)（溫度 T） 附近波動(dòng)時(shí)，t2-t1 和 t3-t2 的值都會(huì )很小，儀表不斷進(jìn)入和退出報警狀態(tài)這樣輸出觸點(diǎn)就會(huì )經(jīng)常跳動(dòng)，產(chǎn)生頻繁報警，導致外部聯(lián)鎖的冷卻風(fēng)機產(chǎn)生故障[4]如圖 7 所示報警輸出狀態(tài)。設置了回差值后，回差值等于 T1-T2。在 t2 處將不會(huì )引起外部聯(lián)鎖的冷卻風(fēng)機動(dòng)作，能夠消除控制儀頻繁報警引起的觸點(diǎn)頻繁跳動(dòng)。輸出報警狀態(tài)如圖 8 所示。

4 結語(yǔ)

    一體化數顯溫度變送器是變壓器非電量保護裝置中較直觀(guān)且使用頻率較高的儀表。溫度測量的準確、可靠能夠對變壓器的運行狀態(tài)提供分析、判斷依據。通過(guò)對溫度變送器實(shí)施上述換型技改措施，從而保證變壓器安全穩定運行，有效避免了可能發(fā)生的設備損壞事故。變壓器在運行中油的溫度升高，特別是接近設定上限值時(shí)，一定要引起警覺(jué)，準備采取措施，把變壓器的溫度控制在規定的值之內。必須要控制變壓器的油溫不要超出上限值，這樣可以使絕緣材料不容易老化，經(jīng)久耐用，從而延長(cháng)電力變壓器的使用壽命。溫度的變化對變壓器產(chǎn)生的影響很大，故溫度的監測對變壓器的安全穩定運行具有重要的影響。分宜電廠(chǎng)自變壓器溫度變送器技改以來(lái)，繞組及油面溫度計運行良好，未發(fā)生誤報警現象，對變壓器的穩定運行起到了重要作用。