摘要：目前，油温表和绕组温度表作为主变压器的重要保护装置得到广泛应用。基于此，文章以广泛应用于东莞供电局220kV及以下变电站的AKM型温度表为例，阐述了其工作原理及其实际应用情况，并结合天气等客观原因对温度表的重要性作了说明，最后就温度表的常见缺陷及其原因和改进方法及今后的发展方向方面进行了分析和探讨。由于绕组温度表和油温表的机构和原理大致相同，区别在于前者在后者油温的基础上施加一个由负荷电流变化引起的附加温升，故文章着重讲述绕组温度表。
研究目的：为变压器的正确使用和妥善维护提供一定的指导作用。
研究方法：1举例法。以广泛使用的AKM系列温度表为例阐述温度表工作原理，分析和探讨常见缺陷及其原因、改进方法及今后的发展方向；2侧重法。由于绕组温度表和油温表机构和原理大致相同，区别在于前者在后者油温的基础上施加一个由负荷电流变化引起的附加温升，故文章着重讲述绕组温度表。
研究结果：归纳出温度表三种常见缺陷；分析缺陷原因多为硬件损坏，少数为二次回路出现故障；提出五种改进措施。
研究结论：温度表需要悉心专业的维护才能保证主变安全运行。
关键词：变压器；绕组温度表；缺陷
引言
对变压器而言，温度每上升6℃寿命就降低一半，也就是说变压器油温度和绕组温度对绝缘材料的温度和老化起决定性作用，当温度超过绝缘耐受温度时，可能会导致变压器不能正常工作[1]。因此，正确测量变压器油温及绕组温度显得尤为重要。据统计，目前有95%以上的进口变压器配用了温度表；90%以上的出口变压器配用了温度表。因此，为了保证变压器和运行设备的安全，提高变压器的使用寿命，变压器以温度表信号作为预警信号，是我国变压器运行保护正在发展的一个趋势。基于此，作者结合自身的工作经验，以东莞供电局220kV及以下变电站的AKM型温度表（重点对绕组温度表）为例，对主变压器温度表的重要性，工作原理，具体应用，常见缺陷及其原因和改进方法及今后的发展方向等方面进行了分析和探讨。希望通过本文，能对主变压器温度表今后的实际应用有一定的指导作用。
1 AKM型绕组温度表概述及其工作原理
1.1 绕组温度表概述
绕组温度表是一种适用热模拟测量技术测量电力变压器绕组最热点温度的专用控制仪表，主要由电热元件，温度变送器，变流器，弹性元件，传感导管，感温部件组成。所谓热模拟测量技术，就是根据《油浸式电力变压器负载导则》（GB/T15164-94）计算热点温升，在易测量的变压器顶层油温T0基础上，再施加一个变压器负荷电流变化的附加温升△T，由此二者之和T—T0＋△T即可模拟变压器最热点温度，是一种经济实用的间接测量方法。
为了满足使用需要，绕组温度表必须具有温度显示，报警，冷却器控制和事故跳闸等多项功能，同时能将变压器绕组温度表信号远传至控制中心，通过XMT数显仪或计算机系统，实现同步显示，控制变压器绕组温度。另外，仪表在控制油温时必须是长寿命的，无故障及重负荷的，安装在室外变压器上能抵抗各种恶劣天气，才能确保变压器正常运作。
1.2 AKM绕组温度表技术数据
开关：2-5个微动开关，每个开关均配有各自的温度盘用于设置触电动作温度值；
环境温度：-40℃- +70℃；
开关容量：AC.250V 15A，DC.220V 0.3A；
测量范围：0-150℃；-20-130℃等；
开关动作范围：0-150℃；-20-130℃等；
测量精度：±3℃；
开关精度：4℃；
开关回程差：10-14℃.
1.3 AKM绕组温度表工作原理
AKM-WTI35系列绕组温度表是专为油浸式电力变压器而设计的[2]，采用“热模拟”方法来间接地测量变压器绕组热点温度，即绕组温度T1为变压器顶层油温T2与变压器铜油温差△T之和，T1= T2+△T。
绕组温度表主要由弹性元件、毛细管、温包和微动开关组成。绕组温度是变压器顶层油温使温包内感温介质受热膨胀通过毛细管弹性波纹管产生对应的角位移量，再叠加仪表内发热元件产生的角位仪移量，从而指示变压器绕组温度。发热元件是通过匹配器及变压器CT二次侧负载情况变化而补偿不同的铜油温差，具体工作原理图如下[3]。
图1 AKM35绕组温度表工作原理图
1——主变压器CT；
2——匹配器AKM44677；
3——发热元件；
Ip——来自主变压器CT二次侧电流；
Is——相应铜油温差△T所需的电流。
温度表经常与热电阻配合使用，实现对主变温度的复合监控，即温度表通过直流标准信号（0-5V或4-20mA）将温度输送到主控室监控电脑的同时，Pt100热电阻信号也通过XMT数显温控仪将温度显示到主控室。
2 主变温度表的重要性
主变压器是输变电系统中的主要设备，而油温和绕组温度是其运行监测过程的重要参数。对变压器而言，变压器油温度和绕组温度对绝缘材料的温度和老化起决定性作用，当温度超过绝缘耐受温度时，可能会导致变压器不能正常工作。因此，为了保障主变压器安全可靠地运行，准确测量变压器的油温和绕组温度，正确认识主变压器温度表的重要性，具有十分重要的意义。
在长期的工作经验中发现，AKM绕组温度表因具有寿命长，运行可靠，不受外界环境温度影响的优点。经统计，东莞供电局220kV及以上变电站全部已装配油温表和绕组温度表，占90%的110kV变电站已装配油温表和绕组温度表，且满足以下配置要求：220kV及以上变压器至少配用2个油温表及1个绕组温度表，110kV变压器至少配用1个油温表及1个绕组温度表，必要时在主变压器顶部装配热电阻，实现对主变温度的复合对比监控。但个别的早期变电站因条件限制只配用了单只的油温表或绕组温度表，目前正在逐步完善配置。可见，将温度表作为预警信号，是我国变压器运行保护正在发展的一个趋势。
3 AKM型温度表在主变压器上的具体应用
按照配置要求，主变压器的两只油温表的感温探头应安装在顶部两侧，分别测量主变两侧顶层油温；绕组温度表的探头靠近其中一只油温表的探头安装，必要时另外加装热电阻，实现温度的相互参照，实现对整台变压器温度的全方位复合监控。
温度表的控制作用一般包括以下几个方面：
3.1启动风扇
我局220kV及以上变电站的主变压器的散热系统一般包括风扇，个别110kV变压器也有配置。AKM型温度表可在主变温度达到设定温度时，接通风扇工作回路，启动风扇，适当给主变降温。
3.2后台发信
我局大部分变电站已实现无人值班，在主变温度异常时，AKM型温度表能迅速准确地发出“××主变油面温度高” “××主变油面温度过高”“××主变绕组温度高”等报警信号，以致在集控中心远方监控的巡检人员及时采取应急措施。
3.3控制主变跳闸
根据运行要求，部分变电站（如220kV步田站）的变压器本体保护已投入温度表控制跳闸的回路压板，使得主变在温度达到设定温度时，冷却器全停后串油温过高跳闸。该设置能更好更快地切断异常运行的变压器，避免电网故障范围进一步扩大，但同时对温度表的可靠性和准确性提出了更严格的要求。
4 温度表的常见缺陷、原因和改进方法
4.1常见缺陷
结合多年处理主变压器温度表工作经验，结合历年统计的情况，温度表的常见缺陷如下：
①主变本体温度表温度显示正常，主控室后台监控电脑无显示，或相差过大；
②主变本体温度表温度显示正常，主控室远方测温表无显示，或相差过大；
③主变本体温度表显示不正常。
4.2原因分析
1、造成缺陷①的原因可能有：
㈠表内强弱电布线混乱。500kV东莞站#4主变C相油温表曾因强弱电混布，没有满足150mm的间距要求，加之导线挤压变形，导致传输信号受干扰，现场温度表显示49℃，后台监控电脑显示66℃，且非常不稳定，时有变动。
㈡用于提供温度变换器DC.24V工作电源的AKM48450直流电源损坏。其一旦损坏，后台监控电脑将无温度显示。
㈢匹配器内电阻的调节旋钮因主变长期振动导致阻值改变，或者电阻因从而影响温度传输。
㈣温度表内0-5V或4-20mA传输模块损坏，导致温度显示相差过大。
㈤对于用热电阻传输温度到后台监控电脑的情况，需考虑热电阻在主变上是否腐蚀或生锈。
㈥温度远传不准。造成温度远传不准的原因可能是变送器本身误差大，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。
㈦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。
2、造成缺陷②的原因可能有：
㈠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。
㈡远方测温表损坏。
3、造成缺陷③的原因一般为物理机构损坏，可能有：
㈠表内各机构损坏均可导致温度显示不正常，比如探头、温包、毛细管、弹性元件等损坏。
㈡温度表指针卡针。
㈢毛细管与温包结合处进水。
4.3改进方法
1、实施。主动和继保班沟通、使变送器安装前校验，且安装正确无误，把远传在投运时就解决好，避免投运后出现错误，把温度远传指示不准确扼杀在萌芽中。
2、校验。新温度表在安装前切实做好试验，在根源上杜绝温度表本身误差大现象。特别是做好绕组温度表和匹配器的匹配试验；对于内部含匹配器的新型温度表，要对其电流输出进行鉴定，减少中间环节，保证后台监控电脑显示的正确性。
3、验收。验收新站或者综自改造，认真做好验收工作，仔细检查温度表接线与端子箱二次接线有否错误；强弱电分离，保证最小间距分隔报警信号导线与温度传输信号导线，避免信号干扰。
4、针对毛细管与温包结合处进水，可以采取：用防漏胶封堵；加装热缩套；用塑料带缠绑；加装防雨罩等等。
5 结论
近几年，各个供电局都采用温度表来控制主变跳闸的趋势。由此可见，温度表的正确使用和妥善维护无疑是主变安全运行的有力保证。
参考文献：
［1］张新慈，浅谈主变压器绕组温度表
［2］陈思捷，MESSKO系列温度表计在电力变压器的使用
［3］《AKM绕组温度指示控制器使用说明书》
论文作者:黄志威
论文发表刊物:《河南电力》2018年13期
论文发表时间:2018/12/26
标签：温度表论文; 绕组论文; 变压器论文; 温度论文; 缺陷论文; 变电站论文; 热电阻论文; 《河南电力》2018年13期论文;