油浸干式變壓器測溫裝置環(huán)境適應性研究(1)關(guān)鍵詞33601前言

目前，上海超高壓輸變電公司運行管理的103個(gè)220千伏及以上變電站中，與大功率干式變壓器配套的2000多套測溫裝置，存在因環(huán)境溫度變化，導致就地和遠方儀表偏差超過(guò)家電網(wǎng)規定的5要求的缺陷。為了從事故源頭上防止非電保護誤報警或跳閘，作者結合日常檢查工作，系統地測試和分析了測溫裝置兩米偏差的缺陷機理。

2日夜巡邏法

2011年8月4日，500kV上海遠東變電站巡檢時(shí)發(fā)現，3號主變A相1號德油溫表(12m長(cháng)毛細管)本地指針值與凌晨6點(diǎn)背景網(wǎng)絡(luò )數據偏差為1.0；中午12點(diǎn)，以上兩張表的偏差上升到6.0。也就是說(shuō)，當環(huán)境溫度從早上6: 00的30變化到晚上12: 00的37時(shí)，同一溫度計的遠程溫度和本地溫度的偏差變化5，記錄的數據如表1所示。

大型油浸式電力干式變壓器是變電站的重要設備。繼電保護碼需要先立的通道來(lái)采集和傳輸重要設備的運行數據，如圖1所示。遠程(或本地)系統中任何組件的故障只能導致一個(gè)先立通道的故障，而不會(huì )影響另一個(gè)先立通道繼續完成監控任務(wù)。

圖1溫度測量裝置圖

指針式溫度計一般由三部分組成：感溫部分(感溫泡)、導電部分(毛細管)和彈性元件(銅管由圓板壓扁后制成)(如圖2所示)。密閉腔內充滿(mǎn)感溫介質(zhì)(氣體或液體)后，感溫包內的感溫介質(zhì)膨脹收縮引起的壓力變化通過(guò)毛細管傳遞給彈性元件，推動(dòng)指針偏轉，實(shí)現指示溫度。

圖2指針設備圖

圖1所示的測溫裝置包括兩個(gè)先立的通道，即本地模式的指針式溫度計和遠程數字顯示系統，其中遠程顯示系統采用了三線(xiàn)補償等多種微電子技術(shù)，基本消除了環(huán)境溫度變化的影響(例如環(huán)境溫度變化40K時(shí)，溫度變送器的附加誤差僅為0.4)。雖然指針式溫度計由于不受電磁場(chǎng)干擾，不需要工作電源，能適應IP55戶(hù)外閾值，在世界各地變電站被廣泛選用為非電保護執行元件，但當環(huán)境溫度變化40K時(shí)，附加誤差上限在3以上(即使在發(fā)達家，也只有0.5%FS/10)。綜上所述，在大多數情況下，表1所示兩個(gè)表的偏差變化是指針式溫度計對環(huán)境溫度變化的影響。

3校準裝置的研制

雖然指針式溫度計中的不合格產(chǎn)品可以按照家電網(wǎng)Q/GDW 440-2010 《油浸式變壓器測溫裝置現場(chǎng)校準規范》附錄E規定的環(huán)境溫度影響試驗方法(如表2)進(jìn)行鑒定，但一個(gè)人至少需要兩天時(shí)間才能完成一個(gè)試驗產(chǎn)品。由于時(shí)間成本巨大，各基層供電公司在指針式溫度計進(jìn)貨檢驗時(shí)，無(wú)法更加關(guān)注樣品環(huán)境溫度變化的影響程度是否符合要求。

因此，作者開(kāi)發(fā)了一種特殊的測試設備(如圖3所示)。KH-2010環(huán)境溫度變化自動(dòng)測試裝置有三個(gè)工作室，每個(gè)工作室的環(huán)境溫度可以產(chǎn)生-20的低溫環(huán)境(模擬冬季氣候)或60的高溫環(huán)境(模擬夏季在陽(yáng)光直射閾值下的極端工況)。 #p#分頁(yè)標題#e#

表2環(huán)境溫度影響的測試方法

圖3全自動(dòng)環(huán)境溫度變化測試裝置

指針式溫度計的溫度包絡(luò )基本不受環(huán)境溫度變化的影響；poi

同時(shí)，KH-2010還配備了工控電腦、攝像頭、打印機等。并根據預設的恒溫槽工作溫度(20或100)、實(shí)驗室測試溫度和必要的保溫時(shí)間自動(dòng)完成所有測試項目，并拍攝溫度計表盤(pán)的照片作為記錄數據的依據，如表4-1所示。為了確定遠東站使用的溫度計的缺陷機理，根據Q/GDW 440-2010進(jìn)行了以下試驗：

根據家電網(wǎng)Q/GDW440-2010附錄e，根據上海地區氣候閾值模擬0冬季環(huán)境(對比20和0環(huán)境溫度閾值下20刻度線(xiàn)上指示值的變化，合格上限應不超過(guò)1.6/20K)；模擬上海地區夏季陽(yáng)光直射閾值下的60環(huán)境(比較20和60環(huán)境溫度閾值下100刻度線(xiàn)上指示值的變化，合格上限應不超過(guò)3.2/40K)。

4測試數據

我們用上海常用的四個(gè)品牌18m長(cháng)的指針式溫度計作為樣品。將溫度計刻度盤(pán)和毛細管分別放入上述環(huán)境溫度模擬箱中，依次將兩個(gè)環(huán)境溫度模擬箱的溫度改為0、20或60(此時(shí)標準恒溫油箱的溫度分別穩定在20或100)，待環(huán)境模擬溫度穩定后，讀取溫度計指示值，即可得到夏季或冬季環(huán)境溫度變化引起的溫度計指示值的偏差。試驗數據見(jiàn)表4-1、表4-2和表4

表4-1測試數據

照片#104顯示儀表和毛細管處于20的閾值，獲得的溫度指示數據為99。

照片#105顯示，在20的環(huán)境和60的閾值(模擬高溫線(xiàn)槽環(huán)境)下，儀表獲得的溫度指示數據為108，表明環(huán)境溫度變化40 k時(shí)，毛細管的偏差為9。

照片#106顯示儀表和毛細管在60閾值以下(模擬夏季陽(yáng)光直射的高溫環(huán)境)，獲得的溫度指示數據為111，表明儀表和毛細管在陽(yáng)光直射時(shí)有12的偏差。

從表4

-1 數據可以發(fā)現：環(huán)境溫度從春天的20℃變化到上海地區夏天陽(yáng)光直射條件下的60℃時(shí)，該溫度計出現12℃的誤差，其中表計部分影響量為3℃(尚在合格上限范圍以?xún)?; 而毛細管的影響量卻高達9℃。

表4-2 測試數據