电力变压器是电力系统的主要设备，对其运行状态的监控直接影响电网供电质量，变压器状态的监控必须依靠各种监测信号的变换和传送（即：变送器），变送器远传信号的稳定性和可靠性对电力状态监测起着至关重要的作用，尤其在无人值守电站当中，更是完全依靠各种变送器监测和传送状态信息。温度变送器是传输主变温度信号必不可少的配件，其传输的准确性将直接影响后台对变压器状态的判定。由此可见，提高温度变送器测量的准确性以及传输信号的可靠性十分必要。

 

1 事故案例

        2016 年 8 月 15 日，运行人员发现 220kV松柏变电站 #2 主变 A 相绕组温度信号异常，主控显示为 -37.5℃，本体绕组温度指示为43℃ , 对比其它项绕组和油面温度，本体绕组温度表指示正常。

 

2 原因分析

2.1 变压器温控器的远传信号介绍：

        目前市面上变压器温控器常用的远传信号主要有以下几种：Pt100 电阻信号、（0-5）V 或（1-5）V 等直流电压信号、（0-20）mA或（4-20）mA 等直流电流信号。Pt100 电阻信号传输距离越长误差越大，虽然采用三线制传输，有补偿线，但是因传输导线的材质直径等因素影响，无法保证每根导线的阻值觉对一样，所以随着距离增长，阻值偏差也会逐渐增大。按测量范围为（0-150）℃的仪表计算，对应的 Pt100 阻值范围为（100-157.33）Ω，如果 3 根传输导线间的阻值相差1Ω，将对后台温度值产生（2-3）℃的影响。

 

        （0-5）V 或（1-5）V 等直流电压信号在传输过程中会因导线电阻产生压降，传输距离越远，导线越长，线损越高，对后台温度影响越大。

 

        （0-20）mA 或（4-20）mA 等直流电流信号是应用相对较广泛的一种传输方式，因输出、传输、接收回路是串联方式，串联电路中电流相同，所以不受传输导线电阻影响。

 

2.2 确认现场主变A相绕组温控器输出方式

        经查看仪表接线图，确认 A 相绕组温控器输出为（4-20）mA 方式。

 

2.3 测量绕组温控器输出电流

        打开传输回路，将直流电流表串接至回路中，经测量发现，A 相绕组温度远传信号实测为 0mA。为防止传输线路开路对测量结果的影响，将本体绕组温控器表盖打开，按接线图拆下传输导线，直接用直流电流表测内部温度变送器输出，仍为 0mA。

 

2.4 判断故障原因

        经测量可以确认为绕组温控器内置温度变送器故障，无输出。

 

3 故障处理

3.1 温度变送器更换

        针对故障温度变送器，地衣时间联系生产厂家，进行更换，更换后通电测试，信号输出正常，传输至后台，显示正确。

 

3.2 故障信息采集

        在接下来的时间里，陆续又有寿溪桥变电站等现场出现输出信号缺失或不准确等类似缺陷，我们将更换下来的故障温度变送器进行收集，并委托国内知名温控器生产厂家大连众和光电科技有限公司进行测试分析。测试结果是温控器内部电子元器件烧毁，推测原因可能是由于雷击、电压突变、电磁干扰等引起。当电压突变时，电路中没有可靠的保护，势必造成芯片等元器件电压波动，会对个别器件造成性能损伤，造成输出不正确，当超过其承受范围时，便对器件造成永久性烧毁。经询问现场管理人员，现场确实存在检修情况，检修时对供电电源停送电造成电压冲击。

 

3.3 总结

        内置温度变送器属于电子产品，对现场电源和干扰等运行环境要求较高，变送器生产厂家对现场运行状况把握不足，往往出现在实验室如何检验都合格，在现场运行一段时间就出问题的情况，正是因为变送器内部电路缺乏电压冲击保护，无法满足现场实际工况条件要求，势必会造成温度变送器的损坏。

 

4 预防建议措施

        （1）在温度变送器内部增加电源波动保护，对易损元件增加隔离保护，增加雷击或干扰等带来的冲击保护。

        （2）在今后的现场检修试验中，尽量先断开变送器等易损电子产品的电源和信号线路，防止冲击影响。

        （3）各厂家生产的温控器接线各不相同，要求在安装、更换、检修仪表过程中严格按照生产厂家接线图接线，防止误接线造成变送器损毁。

 

5 整改方案

        （1）委托大连众和光电科技有限公司设计隔离温度变送器，电源部分增加隔离电源模块，将输入电源与内部元器件完全隔离；输出采用光电隔离电路，使内部元器件与输出传输电路完全隔离，从而加强对内部元器件的保护，提高了变送器运行的可靠性。

        （2）新型温度变送器在不改变原来安装尺寸的前提下，内部采用 4 层线路板，外壳采用不锈钢金属外壳，有效地解决了现场电磁干扰对温度变送器造成的影响。

        （3）输出端增加放电保护，当传输线路收到雷击或电压冲击时，自动对地放电，保护内部器件不受损坏。

 

6 方案验证

        （1）对新型温度变送器进行电源过压测试，额定电压为 AC220V, 当测试电压达到265V 时，电路启动过压保护，温度变送器自动断电，测试电压达到 400V 后持续 1 分钟，重新下降至额定电压，温度变送器正常运行。

        （2）对新型温度变送器输出线路进行反复放电测试，放电测试结束后重新对温度变送器进行检测，各项功能正常。

        （3）以 220kV 松柏变电站作为试点，将新型温度变送器更换至 #2 主变 A 相绕组温度计中，可稳定可靠运行。

 

7 结束语

        主变温控器现场后台显示异常的情况较多，本文分析了一起典型的主变绕组温控器后台显示异常案例，详细地分析了造成主变绕组温控器后台显示异常的机理，找到了根本原因，并提出了处理方案和运维建议，并设计一款适合现场恶劣工况条件的温度变送器，经测试运行，有效解决了温度变送器故障率高的问题，对从业人员在主变温控器试验维护方面提供了很有价值的参考，对提高主变压器运维水平、延长温控器及主变压器的使用寿命有着重要的意义。