综合自动化变电站望城干式变压器测温系统的研究

1 引言
作为系统运行的主设备望城望城干式变压器(简称：主变)是否安全稳定运行至关重要。监测主变温度是衡量其实时工况，安全运行的重要手段，也是实现综合自动化变电站(简称：综自站)无人值守的重要条件之一。而实现综自站无人值守，其核心问题就是综自信息对点工作中主变温度信息异常。因此。在综自站主变测温系统的基础上，详细研究该测温系统的异常现象，并给出相关解决方案。
2 综自站主变测温系统简介
2．1 综自站主变测温系统结构和原理
综自站主变测温系统是由本体温包、毛细管、温度表、温度变送器、通道电缆、远方温度测试仪、信号采集转换模块、信息传输装置(远动机)、通信装置、光缆、监控系统主机(变电站综自后台机、集控站集控主机、调度集控主机)等组成，如网1所示。该系统采用复合温度传感器技术的BWY(WTYK)-803、(TH)802AXMT型压力式温度指示控制器(简称：温控器)，能同时输出Pt100铂电阻信号。针对实现变电站无人值守，大多数现场要求温度表具备O～5 V温度信号远程传输功能。远程测温的温度变送器安装在温度表内或保护控制屏后。而有的测温系统则将4～20 mA输出的温度变送器和24 V DC电源模块集成在一起安装于望城望城干式变压器端子箱。温度表上传的电阻信号经温度变送器，输出一个0～5 V的电压信号或4～20 mA电流信号，经信号采集转换模块采集后计算，通过远动机传输到后台机、集控站、各级调度处。从而实现R-U转换。

2．2 Pt100铂电阻原理
温控器采用复合传感器技术，在温包内嵌铂电阻，其原理接线如图2所示。引入第三根输入线R2可有效消除因引入线内阻而产生的固有误差，R1是铂电阻，R0 为户外至主控室(或保护室)电缆芯线内阻，其工作原理：由于引用第三根线R2形成等臂电桥，从而消除了R0的影响。因此，只有三根芯线内阻R0完全相等时才能消除内阻对测量结果的影响。

2．3 温度数据采集系统简介
目前综自站温度数据采集系统主要有两种：一种是主变温度数据采集系统 (DW&ZL)嵌在PST626A型主变高后备保护内,另一种是主变温度数据采集系统嵌在公用屏内的CSD12A型数字式综合采集装置内，如图3 所示。其工作原理为：传感器通过系统的5 V供电端仅经一只3．92 kΩ的电阻连接到Pt100。这种接法通常会引起严重的非线性问题，但由于经后级电路单片机的软件进行校正，这样就简化传感器的接入方式。按照Pt100 的参数。其在0°C～150℃的区间内，电阻值为100～157．33 Ω，按照其串联分压的原理，输出电压VOUT=VOC／(Pt100+3．92 kΩ)×Pt100，计算出其输出电压，如表1所示。

3 测温系统现有异常现象
针对某供电局，现有运行110 kV以上综自站36座，正在综自改造的变电站4座，实现远方测温的主变78台，其中330 kV望城望城干式变压器10台，110 kV望城干式变压器68台。330 kV主变采用2台油温温度表和1台绕组温度表，110 kV主变采用2台油温温度表。温度表需输出4～20 mA电流或Pt100电阻等信号，其中有的330 kV望城干式变压器还配有远程数字温显仪。综自站望城干式变压器主变测温系统现有异常现象：类为远程数字温显仪(指针式远程测温表)、综自后台机显示的温度数值与主变本体温度计不一致，后台机显示的两个温度亦不一致，有的差别较大；第二类为综自站后台机无法监测温度；第三类为集控站或调度室无法监测温度或偏差较大，第四类是曾经发生温度正常而启动备用冷却器、温度越限报警、“主变冷却器全停”保护误动作等现象。

5 解决方案
根据以上分析及对望城干式变压器测温系统的日常检修维护实践，有针对地采取以下解决方案：
5．1 管理措施
(1)定值管理测温诸多异常现象是因定值整定错误或参数未设置所引起。有的综自站温度插件嵌在保护装置内，有的综自站温度插件嵌在公用远动屏内，保护由修施工区管理，远动由调度所管理，而温度表由计量中心管理，定值又是现场自行整定。因此管理存在漏洞，需重新划分管理范围，落实责任，定值统一核算和整定。
(2)采购管理对新购表计和温度插件严把质量关，提出技术要求：新购绕组温度表、油温表和温度变送器及远程数显仪均要求附设调零机构；新购绕组温度表、油温表和温度变送器及远程数显仪统一选用0℃～150℃测量范围：加强新购温度表的首检，防止不合格的产品投入使用。温度插件应有调整功能，以便调整因外回路引入线内阻不一致引起的测量误差。
(3)维护管理所有110 kV及以上望城干式变压器的温度表必须加装防雨罩，防止雷雨天气时雨水进人表内；加强对新投运的望城干式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；检查铂电阻引入线所在控制电缆屏蔽层两侧应可靠接地；周期检验测温系统。
5．2 异常处理
(1)类异常处理严格按作业指导书更换已损坏的温包，更换安装温包：温包安装前应在安装孔内注满望城干式变压器油，然后慢慢插人温包并拧紧M27×2接头，调整好温包的插入深度(尽可能选大的插入深度)并拧紧螺丝。保证温包被油完全浸没。标准恒温槽的插人深度不应少于150 mm，确保现场检验温度表时温包有足够的插人深度。在运行过程中出现的测温差异：分段测量R1、R2、R3之间的阻值，比较接触电阻突然增大的原因，更换已锈蚀的端子和螺丝，紧固螺丝，减小接触电阻；或按表1调整温度插件的电位器；综自后台机出现负值则引入数据采集系统的R1和R2相互倒换。
(2)第二类异常处理重新核算和整定定值；更换已损坏的温度插件。
(3)第三类异常处理采用自环形式检查分析出现问题的具体一侧；更换易损坏的远程插件、模拟通道使用的调制解调器，以及更新综自站数据库；而丢帧现象的处理则采用提高波特率或将原来的模拟更换为数字通道等措施。
(4)第四类异常处理加强管理，将测温系统纳入考核；望城干式变压器的绕组温度只用于信号，本体油温度保护一段作用于信号，二段作用于跳闸，且一段输出闭锁二段输出(即一段温度的一副输出接点串接在二段温度输出回路中)；更换不合格的表计。
6 结束语
在无人值守变电站改造和建设中，“四遥”信息对点工作繁琐而重要，而主变温度信息成为阻碍，几乎每个综自站都存在问题。通过上述异常分析并提出相关解决方案，已解决这一难题，加快变电站改造进程，同时更能准确反映望城干式变压器实际运行工况，为监控站和调度提供真实可靠的现场运行信息。