（国网上海电力检修公司 201204）
摘要：主要介绍了目前上海220kV及以上变电站内主变本体温度测量系统及远方测温系统，同时介绍了主变油面温度计及绕组温度计的设计原理，分析了主变测温系统的误差原因并结合现场实际情况提出了具体处理措施。
关键词：油面温度计；绕组温度计；变压器；远方测温
1、前言：
在输配电电网中，变电站变压器油温是其安全运行的重要指标之一，变压器测温系统便是专门用于变压器油温的监视，反映绕组的工作情况，并可高温报警、自动投切冷却器及高温跳闸，其温度测量的准确性及温度表开关接点的正确动作率直接影响到变压器的安全稳定运行，因此必须给予足够的重视。
2、主变本体测温系统
一般情况下，220kV 及以上变压器本体配有三套油温计，两套油面温度计和一套绕组温度计。
2.1油面温度计原理
油面温度计主要由弹性元件、毛细管和感温包三部分通过焊接组成一个密封系统，油面温度计便是利用这密封系统内部所充的感温介质受温度变化而产生的压力变化通过毛细管传至表内的弹性元件，使弹性波纹管端部产生角位移来带动指针指示被测温度值，并驱动微动开关来控制相关辅助接点的一套设备。
2.2绕组温度计原理
绕组温度计在线测量方法按照不同原理可分为三种：直接测量法、间接测量法和热模拟测量法。目前，普遍运用的绕组温度计是基于热模拟测量法的原理进行设计的。
基于热模拟测量法原理设计的绕组温度表是在一个油面温度计的基础上，配备一套电流互感器和一台电流匹配器以及一个电热元件来组成的。
绕组温度表弹性元件的位移量是由变压器顶层油温和变压器负荷电流共同决定的，其工作原理是在油面温度计读数的基础上，当变压器带上负荷后，通过CT输出的与负荷成正比的电流，经电流匹配器调整后流经电热元件，使电热元件发热。其所产生的热量使弹性元件的位移量增大。
3、远方测温系统
远方测温系统由温度计本体（指针表和铂电阻）和电子模块（变送器或温显仪）两个部分组合而成。由图3可见，双支铂电阻可分别向变送器和温显仪同时提供独立的Pt100信号。感温包通过毛细管向指针表弹性元件提供温度变化信号。
目前，我公司大部分变电站内已不再使用温显仪作为远方测温系统，而是采用变送器与站内自动化系统的结合来完成对变压器现场温度的监控。由图4可见，感温包内的Pt100电阻向变送器输出Pt100信号，由变送器将信号线性变换成4mA~20mA的电流信号或0~5V的电压信号输出给相应的自动化测控单元，并由自动化系统内部处理最终将主变实时温度以遥测量数据反映在自动化一次接线图上。
该远方测温系统有以下三方面特点：
1）Pt100信号（远方温度显示）和4mA~20mA信号（计算机后台）以及指针温度示值（变压器本体）的信号传输全部符合独立通道原则，即这三种信号在传输过程中不存在相互依赖，任一种信号故障的产生和消除均与其他测量回路无关。
2）机械指针表（包括Pt100铂电阻元件）已具备五年零故障水平，而电子部分可以在不停电条件下维护。
3）指针表与温度变送器和温显仪均为相同量程，不但可以同步输出0.1mA/摄氏度的标准转换信号，而且电子部分备品可以实现互换通用。
4、主变测温系统误差分析
国网公司变压器运行规范规定：现场指针温度计示值、控制室温度显示值及计算机监控系统温度数据三者间最大偏差大于5℃时，视为变压器温度数据异常。而导致温度数据异常的因素多种多样，现对于引起温度数据异常的原因进行归纳和分析。
4.1静态误差
所谓静态误差是指在正常工作条件下，拥有多台多种温度表构成的测温系统中仪表与仪表之间所存在的测量结果不一致现象。静态误差由仪表的基本误差，各个仪表在不同环境温度下允许范围的附加误差，以及因信号传输电缆长度不等和接触电阻造成传输误差等组成。
4.2传导误差
220kV 及以上大型电力变压器都有配有绕组温度表，根据变压器绕组温度表的工作原理可知，绕组温度表的温包应该安装在变压器油温较高的部位（如B 相套管引出线附近）。实际情况是大型变压器两端油温存在温差，这就有可能造成变压器在没带负荷时出现油温表示值高于绕组温度示值的情况。传导误差是指由于温包安装孔内空气绝热作用造成温包与远传铂电阻测量值的不一致现象。
4.3环境温度误差
环境温度对于本体与远方测温系统的示值显示也会有很大的影响，由于本体的指针式温度表与感温包之间是由细长的毛细管所连接，长期曝露于室外环境中，因此室外环境温度会造成温度表示值与实际温度的误差，在极端气温天气里尤为明显。
5、处理措施及改进建议
根据多年来对变压器测温系统的检修经验，提出以下处理措施及改进建议：
1）现场对变压器测温系统进行综合检定时，可将恒温槽恒定在某个温度点如（50 ±0.1℃），从油箱顶部取出感温包放入恒温槽，在恒温槽稳定后读取温度表及数显仪和计算机温度显示值，然后通过“多点调零”可以减少各仪表间的静态误差。因此新购绕组温度表、油温表和温度变送器及远方温显仪时均要求附设调零机构。
2）大多数国产温度表用于远方测温的铂电阻都安装在温包内靠安装螺纹处，要保证测温准确，温包安装前应在安装孔内注满变压器油，然后慢慢插入温包并拧紧M27 ×2 安装接头，调整好温包的插入深度（尽可能选最大的插入深度）并拧紧螺丝，保证温包被油完全浸没。标准恒温槽的插入深度应≥150 mm，确保现场检验温度表时温包有足够的插入深度，以减小温度表的传导误差和响应时间常数。
3）国内某些品牌温度计采用某种特殊材质的微孔毛细管，对于环境温度变化特别不敏感，因此可在设备选型时便将环境温度误差纳入考虑。
4）加强新购温度表的首检，防止不合格的产品投入使用，在变压器开展预防性试验时对测温系统进行周检。
5）加强对新投运的变压器非电量保护的整组验收试验，消除基建施工遗留缺陷。
6、结语：
用于测量变压器顶层油温和绕组温度的温度表是变压器非电量保护装置中较直观且使用频率较高的仪表，主变温度准确可靠对分析、判断主变状态、性能提供依据，减少变压器测温系统的误差率对变电站安全运行有着直接的影响。通过对温度表实施上述改进措施，可以提高主变温度测量的准确性、可靠性以及主变非电量保护的正确动作率，从而在根本上消除因为测温系统的故障造成大型电力变压器计划外停电检修。
参考文献：
[1] 应勇，变压器绕组热点温度在线测量方法的研究.东北电力技术，2002，（9）.
[2] 王琦，绕组温度计电热元件温升误差的修正[J].计量技术，2003，（1）：18.
[3] 俞立凡，变压器绕组温度计异常的原因及改进建议，变压器组件，2007年11月第11期
作者简介：
叶铮：生于1983.6.2，男，国网上海电力检修公司，变电检修中心设备专职，工程师。
论文作者:叶铮
论文发表刊物:《电力设备》2016年第18期
论文发表时间:2016/12/2
标签：测温论文; 变压器论文; 绕组论文; 温度表论文; 温度计论文; 误差论文; 温度论文; 《电力设备》2016年第18期论文;