提高主变油温测量远传精度的措施

龙燕,袁文,钟著辉,唐海军

(国网湖南省电力公司常德供电分公司，湖南常德415000)

提高主变油温测量远传精度的措施

龙燕,袁文,钟著辉,唐海军

(国网湖南省电力公司常德供电分公司，湖南常德415000)

Countermeasures of im proving remote transm itting measure precision ofmain transformer oil tem perature

针对110 kV主变压器远方测温误差较大的现状，探索出一套行之有效的方法与措施，能及时查明产生误差的原因并加以处理，可有效提高测温测量精度，有利于主变压器安全运行。

变压器；远方测温；精度；方法；措施

随着科技的发展,自动化水平的提高,目前电力系统变电站大都完成了综合自动化改造,实现了无人值班。变压器作为变电站内主设备,对其运行状态监视是日常运行的重要工作,其中变压器油温是一项能实时反映其负荷水平和安全状况的重要参数。油温作为一项非电量参数,与电量参数电压、电流量相比,其采集技术难度更大,变换环节多,由于技术规范不统一、设备参数不一致等原因,其采样准确性、显示正确率一直较低。

在长期的运行过程中,发现多数变压器远方与就地两端测温误差较大,而按电力系统有关运行规程要求两端测温度值相差不应超过3℃ ,因而,部分温度测量不能满足运行要求,且没有快速有效的办法消除这种误差。文中提出一种行之有效的方法,能快速解决此类问题,大大提高运行变压器远方测温的精度。

1 主变油温测量远传原理

1.1 测温回路

变电站主变压器远方温度测量系统由感温元件、通道电缆、二次显示仪表或温度变送器、模拟量采集装置组成〔1〕。变压器顶层油面温度的远方测量,一般通过分别安装于变压器顶部两端的2只探头作为感温元件采集,1只与温度指示控制器一体装于现场变压器侧面,另1只输出Pt100热电阻信号引入控制室,通过数显温控仪同步显示,并将热电阻信号转换成直流标准信号 (0～5 V,4～20 mA)输出,经智能化装置采集得到数字量显示在后台机,再传送至远方监控中心。

1.2 测温元件

常用的温度指示控制器采用复合传感器技术,仪表温包推动弹性元件的同时,能同步输出Pt100热电阻信号,由表盘接线盒引出；而热电阻探头直接输出阻值随温度变化的电阻信号,由顶部接线柱引出。Pt100的阻值与温度变化关系为:当Pt100温度为0℃时,它的阻值为100Ω,在100℃时它的阻值约为138.5Ω,它的阻值随着温度上升而增长。

2 误差原因分析

2011年4月,对所辖的乾明、永丰等31个 110 kV变电站内主变远方就地温度值进行统计分析,数据如图1,误差大于3℃的测点有21%。

就地温度指示控制器是从计量部门领取的经校验合格的标准表计,且安装接线简单,出错的可能性小,因此一般以此为基准值进行比较判断。

远方测温回路电缆一般敷设较长,经过的变换环节多,且设备多样,有不同的输出档位,施工工艺和运行环境有影响；现场的测控装置长期存在漏检等,使得测量误差大。

除此之外,针对原先远方测温取自独立测温探头的情况,因与就地温度表取自不同的热电阻,且安装于变压器顶部不同的2点,受热照射、变压器油温分布不匀及探头与油面接触状况不同等因素影响,测温值也会稍有不同,这也会造成远方测温误差较大。

针对远方、就地测温误差较大的情况,原有的解决方法是通过代换法,即将可能发生故障的元件替换为经校验的设备来逐步排除故障。这不仅对远方测温缺陷判断定位不准,还容易造成过修、返修,且需要库存足够的备品,采用该方法还会因更换设备而花费大量的时间,不够经济。

3 改进措施

3.1 回路改造

就地温度控制器除现场指示温度、输出控制接点外,还配有一组热电阻输出,一般为Pt100,经计量专业试验室内校准。对于取自独立温度探头的情况,只需更改接线,将原接线移至温度控制器内热电阻输出端子即可。这样,远方测得的温度与就地指示值取源于同一点,反映同一个点的温度值,大大缩小了误差。按此方法实施改造后,大大提高了测温精度,缩小了就地—远方温度指示误差,改造前后测温对比见表1。

目前,新安装的变压器远方测温回路已全部按照此种方法改造,取消了独立的测温探头,远方测温精度都控制在了允许范围以内。

3.2 回路校验

测温原理是基于热电阻 (温度传感器)在不同温度下对应不同电阻值,通过变送器采集后,转换为电量输出,供测控装置采集测量。由于温度与电阻呈线性变化,且有标准的温度—电阻对照表可查,因此可以采用标准电阻代入的方式在现场进行检验。依照此方法,能在不改变现场环境、不外加热源的情况下模拟多个温度点,进行采样精度的校验。对于变送器输出之后的回路,则可以对照电流/电压—温度曲线,利用专业的测控装置校验仪输入电流/电压模拟信号进行校验。该方法还可现场进行变送器的校验工作,不需要专门送检,大大节省了人工及费用。

远方测温回路如图2所示。需购置1台便携式标准电阻箱,分别在图中1,2,3点代入,根据测量值显示,即可判断出故障区域,仔细查找一般能排查出故障点。若还不能明确故障点,则在节点4用微机校验仪按要求输入0～5 V或4～25mA的模拟量,以校验测控装置是否正常。同时,通过对比变送器输入端3和输出端4,还可以现场校验温度变送器合格与否。

4 效果检验

按文中所述方法对测温回路进行校验后,主变压器的远方测温准确度显著提升 (大都在2℃以内),合格率有了大幅度提升,如图3所示。

因各个输入点加量值都连续可调,可以全面检查各温度区域的采样情况。特别是监控机显示的温度值是通过将采集得到的直流量经过特定数学公式换算后得到的,应用该方法,还能验证该换算公式是否正确。

通过现场实施应用,查出了很多比较隐蔽、平时难以发现的问题。比如:蒿子港变后台机温度计算方式为1个过零点的线性函数,而现场的温度变送器输出4～20mA,更换为0～5 V输出的变送器后,问题立即得以解决,且对多点校验,测温误差均在1℃以内。

按上述方法加强对测温回路的整改和检验,可快速判定测温回路故障点,减少重复无用功,提高检修效率,遥测数据更为精确,消除隐患,提高了主变压器安全运行水平。

5 结束语

文中所述主变温度误差大的处理方法操作简单,条理清晰,而且资金投入少,完全可以结合到日常检修中,确保检修质量,提高主变压器测温数据准确性。

〔1〕赵岩,赵克境,刘向利.变压器远方测温系统的技术改进〔J〕.黑龙江电力,2006,28(3):226-227,230.

TM41

B

1008-0198(2014)01-0030-03

龙燕(1970),女,汉族,助理工程师,主要从事变电站设备仪表检验工作。

10.3969/j.issn.1008-0198.2014.01.009

2012-11-19 改回日期:2013-04-28