電力變壓器是電力系統(tǒng)的主要設(shè)備，對其運行狀態(tài)的監(jiān)控直接影響電網(wǎng)供電質(zhì)量，變壓器狀態(tài)的監(jiān)控必須依靠各種監(jiān)測信號的變換和傳送（即：變送器），變送器遠傳信號的穩(wěn)定性和可靠性對電力狀態(tài)監(jiān)測起著至關(guān)重要的作用，尤其在無人值守電站當(dāng)中，更是完全依靠各種變送器監(jiān)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?shù)臏?zhǔn)確性將直接影響后臺對變壓器狀態(tài)的判定。由此可見，提高溫度變送器測量的準(zhǔn)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(xiàn) 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誤差越大，雖然采用三線制傳輸，有補償線，但是因傳輸導(dǎo)線的材質(zhì)直徑等因素影響，無法保證每根導(dǎo)線的阻值絕對一樣，所以隨著距離增長，阻值偏差也會逐漸增大。按測量范圍為（0-150）℃的儀表計算，對應(yīng)的 Pt100 阻值范圍為（100-157.33）Ω，如果 3 根傳輸導(dǎo)線間的阻值相差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程中會因?qū)Ь�電阻產(chǎn)生壓降，傳輸距離越遠，導(dǎo)線越長，線損越高，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(yīng)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(dǎo)線電阻影響。

 

2.2 確認現(xiàn)場主變A相繞組溫控器輸出方式

        經(jīng)查看儀表接線圖，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

        打開傳輸回路，將直流電流表串接至回路中，經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)，A 相繞組溫度遠傳信號實測為 0mA。為防止傳輸線路開路對測量結(jié)果的影響，將本體繞組溫控器表蓋打開，按接線圖拆下傳輸導(dǎo)線，直接用直流電流表測內(nèi)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(nèi)置溫度變送器故障，無輸出。

 

3 故障處理

3.1 溫度變送器更換

        針對故障溫度變送器，第一時間聯(lián)系生產(chǎn)廠家，進行更換，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

        在接下來的時間里，陸續(xù)又有壽溪橋變電站等現(xiàn)場出現(xiàn)輸出信號缺失或不準(zhǔn)確等類似缺陷，我們將更換下來的故障溫度變送器進行收集，并委托國內(nèi)知名溫控器生產(chǎn)廠家大連眾和光電科技有限公司進行測試分析。測試結(jié)果是溫控器內(nèi)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(dāng)電壓突變時，電路中沒有可靠的保護，勢必造成芯片等元器件電壓波動，會對個別器件造成性能損傷，造成輸出不正確，當(dāng)超過其承受范圍時，便對器件造成永久性燒毀。經(jīng)詢問現(xiàn)場管理人員，現(xiàn)場確實存在檢修情況，檢修時對供電電源停送電造成電壓沖擊。

 

3.3 總結(jié)

        內(nèi)置溫度變送器屬于電子產(chǎn)品，對現(xiàn)場電源和干擾等運行環(huán)境要求較高，變送器生產(chǎn)廠家對現(xiàn)場運行狀況把握不足，往往出現(xiàn)在實驗室如何檢驗都合格，在現(xiàn)場運行一段時間就出問題的情況，正是因為變送器內(nèi)部電路缺乏電壓沖擊保護，無法滿足現(xiàn)場實際工況條件要求，勢必會造成溫度變送器的損壞。

 

4 預(yù)防建議措施

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

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

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

 

5 整改方案

        （1）委托大連眾和光電科技有限公司設(shè)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(nèi)部元器件完全隔離；輸出采用光電隔離電路，使內(nèi)部元器件與輸出傳輸電路完全隔離，從而加強對內(nèi)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安裝尺寸的前提下，內(nèi)部采用 4 層線路板，外殼采用不銹鋼金屬外殼，有效地解決了現(xiàn)場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(dāng)傳輸線路收到雷擊或電壓沖擊時，自動對地放電，保護內(nèi)部器件不受損壞。

 

6 方案驗證

        （1）對新型溫度變送器進行電源過壓測試，額定電壓為 AC220V, 當(dāng)測試電壓達到265V 時，電路啟動過壓保護，溫度變送器自動斷電，測試電壓達到 400V 后持續(xù) 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路進行反復(fù)放電測試，放電測試結(jié)束后重新對溫度變送器進行檢測，各項功能正常。

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

 

7 結(jié)束語

        主變溫控器現(xiàn)場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(shè)計一款適合現(xiàn)場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值的參考，對提高主變壓器運維水平、延長溫控器及主變壓器的使用壽命有著重要的意義。