油浸干式變壓器測溫裝置環(huán)境適應性研究(1)關鍵詞33601前言

目前，上海超高壓輸變電公司運行管理的103個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家電網(wǎng)規(guī)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(tǒng)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發(fā)現(xiàn)，3號主變A相1號德油溫表(12m長毛細管)本地指針值與凌晨6點背景網(wǎng)絡數(shù)據(jù)偏差為1.0；中午12點，以上兩張表的偏差上升到6.0。也就是說，當環(huán)境溫度從早上6: 00的30變化到晚上12: 00的37時，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(shù)據(jù)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采集和傳輸重要設備的運行數(shù)據(jù)，如圖1所示。遠程(或本地)系統(tǒng)中任何組件的故障只能導致一個先立通道的故障，而不會影響另一個先立通道繼續(xù)完成監(jiān)控任務。

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)。密閉腔內充滿感溫介質(氣體或液體)后，感溫包內的感溫介質膨脹收縮引起的壓力變化通過毛細管傳遞給彈性元件，推動指針偏轉，實現(xiàn)指示溫度。

圖2指針設備圖

圖1所示的測溫裝置包括兩個先立的通道，即本地模式的指針式溫度計和遠程數(shù)字顯示系統(tǒng)，其中遠程顯示系統(tǒng)采用了三線補償?shù)榷喾N微電子技術，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，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干擾，不需要工作電源，能適應IP55戶外閾值，在世界各地變電站被廣泛選用為非電保護執(zhí)行元件，但當環(huán)境溫度變化40K時，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(shù)情況下，表1所示兩個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(xiàn)場校準規(guī)范》附錄E規(guī)定的環(huán)境溫度影響試驗方法(如表2)進行鑒定，但一個人至少需要兩天時間才能完成一個試驗產(chǎn)品。由于時間成本巨大，各基層供電公司在指針式溫度計進貨檢驗時，無法更加關注樣品環(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)境溫度變化自動測試裝置有三個工作室，每個工作室的環(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(模擬夏季在陽光直射閾值下的極端工況)。 #p#分頁標題#e#

表2環(huán)境溫度影響的測試方法

圖3全自動環(huán)境溫度變化測試裝置

指針式溫度計的溫度包絡基本不受環(huán)境溫度變化的影響；poi

同時，KH-2010還配備了工控電腦、攝像頭、打印機等。并根據(jù)預設的恒溫槽工作溫度(20或100)、實驗室測試溫度和必要的保溫時間自動完成所有測試項目，并拍攝溫度計表盤的照片作為記錄數(shù)據(jù)的依據(jù)，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(jù)Q/GDW 440-2010進行了以下試驗：

根據(jù)家電網(wǎng)Q/GDW440-2010附錄e，根據(jù)上海地區(qū)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刻度線上指示值的變化，合格上限應不超過1.6/20K)；模擬上海地區(qū)夏季陽光直射閾值下的60環(huán)境(比較20和60環(huán)境溫度閾值下100刻度線上指示值的變化，合格上限應不超過3.2/40K)。

4測試數(shù)據(jù)

我們用上海常用的四個品牌18m長的指針式溫度計作為樣品。將溫度計刻度盤和毛細管分別放入上述環(huán)境溫度模擬箱中，依次將兩個環(huán)境溫度模擬箱的溫度改為0、20或60(此時標準恒溫油箱的溫度分別穩(wěn)定在20或100)，待環(huán)境模擬溫度穩(wěn)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(shù)據(jù)見表4-1、表4-2和表4

表4-1測試數(shù)據(jù)

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(shù)據(jù)為99。

照片#105顯示，在20的環(huán)境和60的閾值(模擬高溫線槽環(huán)境)下，儀表獲得的溫度指示數(shù)據(jù)為108，表明環(huán)境溫度變化40 k時，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(模擬夏季陽光直射的高溫環(huán)境)，獲得的溫度指示數(shù)據(jù)為111，表明儀表和毛細管在陽光直射時有12的偏差。

從表4

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

表4-2 測試數(shù)據(jù)