變壓器溫度表回路原理及故障分析

陳 媛（國網湖南省電力公司郴州供電分公司，湖南郴州423000）

變壓器溫度表回路原理及故障分析

陳 媛（國網湖南省電力公司郴州供電分公司，湖南郴州423000）

變壓器的使用壽命取決于它的繞組溫度。繞組溫度對絕緣材料老化起著決定性的作用。為了能夠實時準確地監測變壓器繞組溫度，確保變壓器的安全穩定運行，分析變壓器繞組溫度及其工作原理，探討在實際工作過程中發現的現場表盤、現場顯示溫度與后臺、調控主站顯示不一致等常見故障，結合本人實際工作經驗對變壓器溫度計常見故障原因進行分析并給出具體處理方法。

變壓器；溫度表

1 溫度表回路原理

1.1 溫度表回路原理

就地油溫表通過溫包探測到油溫，傳感給自身機械指示和輸出溫度信號；就地繞溫表通過油溫結合變壓器二次繞組電流綜合得到繞組溫度，同樣傳感給自身機械指示和輸出溫度信號。溫度表輸入信號到溫度變送器、數顯表、并聯電阻轉換或直接輸入到測控裝置。

見的幾種變壓器溫度電學信號傳輸方式有以下幾種：

（1）

圖1

（2）（見圖2）

（3）（見圖3）

（4）（見圖4）

（5）（見圖5）

從以上幾種傳輸方式可以看出，溫度表輸出信號 （銅電阻、鉑電阻、直流有源電流信號、直流無源電流信號）通過中間裝置（變送器、并聯電阻、數顯表）轉換成測控裝置可以接收的信號（銅電阻、鉑電阻、直流有源電流、直流電壓）。如溫度表輸出信號與測控裝置接收信號一致，則無需中間轉換裝置。

1.2 輸出信號與對應溫度計算關系

圖2

圖3

圖4

圖5

變壓器溫度儀表遠傳信號由熱電阻、4～20mA兩種類型，其中熱電阻又主要分為Pt100和Cu50兩種，4～20mA信號也分為有源輸出和無源輸出兩種。現場檢查是應注意加以區別，三線，100Ω以上為鉑電阻，100Ω以下為銅電阻；兩線，可以直接測量到的電流為有源電流，經過了24V穩壓電源的為無源電流。

在現場進行溫度缺陷分析的時候一定要掌握測量的電阻值和對應溫度之間的計算關系，以便于確認表計的指示和出處信號之間是否對應，以及監控系統的溫度顯示是否和加入的標準溫度信號一致。下面介紹一般的計算方法：

Pt100信號計算：

一般來講0℃的時候，將電阻制造成100Ω，當溫度升高到100℃時電阻就會變為138.51Ω，基本上溫度每變化1℃，電阻就會變化0.3851Ω，校驗測量儀表或測控裝置通道時這樣計算基本滿足要求。通過查分度表可以看到50℃時對應電阻為119.4Ω，150℃時對應電阻為157.33Ω。

Cu50信號計算：

一般來講0℃的時候，將電阻制造成50Ω，當溫度升高到100℃時電阻就會變為71.41Ω，基本上溫度每變化1℃，電阻就會變化0.2141Ω，校驗測量儀表或測控裝置通道時這樣計算基本滿足要求。通過查分度表可以看到50℃時對應電阻為60.704Ω，150℃時對應電阻為82.134Ω。

熱電阻值對應溫度的計算：

在控制室利用萬用表測量熱電阻時，是包含了線路電阻的，可以通過測量3根（R1、R2、R3）信號中的兩根，可以得到包含線路電阻的電阻值和線路電阻值，可以計算實際熱電阻值，比如測量到含線路電阻的熱電阻值為115Ω（以Pt100為例），線路電阻測量為3Ω，則實際熱電阻值為112Ω，則計算的溫度為：

（112-100）÷0.3851=12÷0.3851=31.16℃

比較熱電阻值計算出來的溫度和就地表計指示，可以分析出兩者之間的偏差，確定表計指示和輸出信號之間是否對應。

4～20mA信號對應溫度的計算方法如下：

在控制室利用萬用表測量4～20mA信號值，查看就地表計量程（比如為0～150℃），假如測量的信號為10mA，則信號代表的溫度為：

信號凈值÷信號量程×表計量程=（10-4）÷（20-4）×150=6÷ 16×150=56.25℃

比較4～20mA信號計算出來的溫度和就地表計指示，可以分析出兩者之間的偏差，確定表計指示和輸出信號之間是否對應。

無源的溫度變送器可以參考有源的計算方法。

0～5V信號對應溫度的計算方法如下：

在控制室利用萬用表測量0～5V信號值，查看就地表計量程（比如為0～150℃），假如測量的信號為2V，則信號代表的溫度為：

信號凈值÷信號量程×表計量程=（2-0）÷（5-0）×150=2÷5× 150=60℃

2 現場溫度缺陷分析處理

（1）首先應檢查溫度表、變送器（數顯表）、測控裝置設置三者量程是否一致。

油溫表量程范圍為0～150℃，變送器輸入為PT100，0～150℃，數顯表輸入范圍亦為0～150℃。三者均可以匹配。如有發現不匹配情況則溫度顯示成線性縮小或者放大關系。

（2）縮小故障范圍

溫度量程匹配沒有問題之后，接下來就應該縮小故障范圍，在測控屏（公用屏）對溫度遠傳信號進行實際測量，準確判斷故障范圍。

首先應確認溫度遠傳信號類型，以便準備測量。

現場實際舉例：

輸入：PT100，0～100℃；輸出：電流4～20mA

輸入：無源電流4～20mA；輸出：電流4～20mA

輸入：PT100，0～150℃；輸出：0～5V

輸入：無源電流4～20mA；串接穩壓電源，輸出：電流4～20mA

確認溫度遠傳類型后，如果溫度表遠傳信號與場地指示不一致，可以判定溫度表遠傳出現故障，再進行進一步檢查。

如果溫度表遠傳信號與場地指示一致，可以判斷遠傳無誤，則應對變送器至后臺段回路進行檢查。

（3）溫度表故障檢查

如果溫度遠傳信號存在問題，應繼續逐級檢查信號輸出是否正常，溫度表輸入至本體端子箱，本體端子箱至測控屏端子。

圖6

如果溫度表自身輸出不正確，則應考慮結合停電更換溫度表，如果是回路問題，則可以通過對線，換線等方式消缺。

（4）變送器、數顯表、測控、后臺檢查

如果溫度遠傳信號無誤，則應檢查變送器至后臺段回路。變送器、數顯表輸出檢查；測控及后臺檢查。

檢查測控及后臺是否正常，需要注意的是測控裝置有關于溫度測量的設置，具體設置請根據現場情況查看說明書。

溫度回路可以類比交流電流回路，如交流電流回路有多級TA，從一次電流變送為二次電流，再從二次電流變送為三次電流，最后再進入保護裝置交流采樣插件。溫度信號則是從電阻性轉換為電流型，或者從電阻型轉換為電壓型，再進入測控裝置采樣插件。所以兩者排查故障的原理也基本一致，即逐段分析逐段排查。

TM407

A

2095-2066（2016）36-0028-02

2016-11-18

陳 媛（1984-），女，工程師，本科，主要從事繼電保護工作。