電力變壓器是電力系統(tǒng)的主要設(shè)備，對(duì)其運(yùn)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(cè)信號(hào)的變換和傳送（即：變送器），變送器遠(yuǎn)傳信號(hào)的穩(wěn)定性和可靠性對(duì)電力狀態(tài)監(jiān)測(cè)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(cè)和傳送狀態(tài)信息。溫度變送器是傳輸主變溫度信號(hào)必不可少的配件，其傳輸?shù)臏?zhǔn)確性將直接影響后臺(tái)對(duì)變壓器狀態(tài)的判定。由此可見，提高溫度變送器測(cè)量的準(zhǔn)確性以及傳輸信號(hào)的可靠性十分必要。

 

1 事故案例

        2016 年 8 月 15 日，運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn) 220kV松柏變電站 #2 主變 A 相繞組溫度信號(hào)異常，主控顯示為 -37.5℃，本體繞組溫度指示為43℃ , 對(duì)比其它項(xiàng)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(yuǎn)傳信號(hào)介紹：

        目前市面上變壓器溫控器常用的遠(yuǎn)傳信號(hào)主要有以下幾種：Pt100 電阻信號(hào)、（0-5）V 或（1-5）V 等直流電壓信號(hào)、（0-20）mA或（4-20）mA 等直流電流信號(hào)。Pt100 電阻信號(hào)傳輸距離越長(zhǎng)誤差越大，雖然采用三線制傳輸，有補(bǔ)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)線的阻值覺對(duì)一樣，所以隨著距離增長(zhǎng)，阻值偏差也會(huì)逐漸增大。按測(cè)量范圍為（0-150）℃的儀表計(jì)算，對(duì)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(duì)后臺(tái)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(hào)在傳輸過程中會(huì)因?qū)Ь�電阻產(chǎn)生壓降，傳輸距離越遠(yuǎn)，導(dǎo)線越長(zhǎng)，線損越高，對(duì)后臺(tái)溫度影響越大。

 

        （0-20）mA 或（4-20）mA 等直流電流信號(hào)是應(yīng)用相對(duì)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(rèn)現(xiàn)場(chǎng)主變A相繞組溫控器輸出方式

        經(jīng)查看儀表接線圖，確認(rèn) A 相繞組溫控器輸出為（4-20）mA 方式。

 

2.3 測(cè)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(cè)量發(fā)現(xiàn)，A 相繞組溫度遠(yuǎn)傳信號(hào)實(shí)測(cè)為 0mA。為防止傳輸線路開路對(duì)測(cè)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(cè)內(nèi)部溫度變送器輸出，仍為 0mA。

 

2.4 判斷故障原因

        經(jīng)測(cè)量可以確認(rèn)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(duì)故障溫度變送器，地衣時(shí)間聯(lián)系生產(chǎn)廠家，進(jìn)行更換，更換后通電測(cè)試，信號(hào)輸出正常，傳輸至后臺(tái)，顯示正確。

 

3.2 故障信息采集

        在接下來的時(shí)間里，陸續(xù)又有壽溪橋變電站等現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)輸出信號(hào)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(jìn)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(jìn)行測(cè)試分析。測(cè)試結(jié)果是溫控器內(nèi)部電子元器件燒毀，推測(cè)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(shí)，電路中沒有可靠的保護(hù)，勢(shì)必造成芯片等元器件電壓波動(dòng)，會(huì)對(duì)個(gè)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(shí)，便對(duì)器件造成永久性燒毀。經(jīng)詢問現(xiàn)場(chǎng)管理人員，現(xiàn)場(chǎng)確實(shí)存在檢修情況，檢修時(shí)對(duì)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(duì)現(xiàn)場(chǎng)電源和干擾等運(yùn)行環(huán)境要求較高，變送器生產(chǎn)廠家對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀況把握不足，往往出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室如何檢驗(yàn)都合格，在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行一段時(shí)間就出問題的情況，正是因?yàn)樽兯推鲀?nèi)部電路缺乏電壓沖擊保護(hù)，無法滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況條件要求，勢(shì)必會(huì)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(dòng)保護(hù)，對(duì)易損元件增加隔離保護(hù)，增加雷擊或干擾等帶來的沖擊保護(hù)。

        （2）在今后的現(xiàn)場(chǎng)檢修試驗(yàn)中，盡量先斷開變送器等易損電子產(chǎn)品的電源和信號(hào)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(yán)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(jì)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(qiáng)對(duì)內(nèi)部元器件的保護(hù)，提高了變送器運(yùn)行的可靠性。

        （2）新型溫度變送器在不改變?cè)瓉戆惭b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(chǎng)電磁干擾對(duì)溫度變送器造成的影響。

        （3）輸出端增加放電保護(hù)，當(dāng)傳輸線路收到雷擊或電壓沖擊時(shí)，自動(dòng)對(duì)地放電，保護(hù)內(nèi)部器件不受損壞。

 

6 方案驗(yàn)證

        （1）對(duì)新型溫度變送器進(jìn)行電源過壓測(cè)試，額定電壓為 AC220V, 當(dāng)測(cè)試電壓達(dá)到265V 時(shí)，電路啟動(dòng)過壓保護(hù)，溫度變送器自動(dòng)斷電，測(cè)試電壓達(dá)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(yùn)行。

        （2）對(duì)新型溫度變送器輸出線路進(jìn)行反復(fù)放電測(cè)試，放電測(cè)試結(jié)束后重新對(duì)溫度變送器進(jìn)行檢測(cè)，各項(xiàng)功能正常。

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

 

7 結(jié)束語

        主變溫控器現(xiàn)場(chǎng)后臺(tái)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(tái)顯示異常案例，詳細(xì)地分析了造成主變繞組溫控器后臺(tái)顯示異常的機(jī)理，找到了根本原因，并提出了處理方案和運(yùn)維建議，并設(shè)計(jì)一款適合現(xiàn)場(chǎng)惡劣工況條件的溫度變送器，經(jīng)測(cè)試運(yùn)行，有效解決了溫度變送器故障率高的問題，對(duì)從業(yè)人員在主變溫控器試驗(yàn)維護(hù)方面提供了很有價(jià)值的參考，對(duì)提高主變壓器運(yùn)維水平、延長(zhǎng)溫控器及主變壓器的使用壽命有著重要的意義。