本文中心主旨：guojia电力投资公司分宜发电有限责任公司地处江西西部，是国产大型循环流化床示范基地。本着提高大型变压器运行的稳定性和可靠性出发，对本厂 330 MW 机组的大型变压器温度监控系统进行测量技术改进，使用数字智能型温度控制仪替换机械式触点温控仪，用铠装热电阻感温元件代替热胀冷缩式感温元件，使变压器温度监控系统更加的准确、稳定、可靠，更适合安全生产、长周期生产的需要。

变压器是发电厂的主要设备之一，分宜发电厂#9 机组有主要的大型变压器 3 台，分别为高厂变、启备变、高主变。变压器的使用寿命取决于它的温度[1]，变压器运行时，其绕组和铁芯的电能损耗都将转化为热能，而绕组温度对绝缘材料老化起着决定性作用，为了有效地监视变压器温度，防止变压器绝缘老化，延长变压器的运行寿命，必须采用先金可靠的监控手段。

1 设备概况

1.1 设备及系统概况

    分宜发电厂 #9 机组主变是鲁能辰明山东电力设备厂生产的型号为 SFFZ10-45000/200 型电力变压器；额定容量为 45000/28000-28000 kVA；额定电压(230 ±8) ×1.25% /6.3-6.3 kV； 冷 却 方 式 为 ONAN/ONAF； 绝 缘 水 平 为 h.v 线 路 端 子 LI/AC 950/395kV、h.v 中性点端子 LI/AC 480/200 kV、l.v 线路端子 LI/AC 75/35 kV。使用 4 组温度变送器分别为油面温度变送器 （BWY1 和 BWY2）、绕组温度变送器 （BWR1 和 BWR2），其中油面温度变送器型号为BWY-804B （TH）、绕组温度变送器型号为 BWR-04J [2]。

1.2 主要结构及工作原理

1.2.1 油面温度变送器

    BWY-804B(TH)温度指示控制器主要由弹性元件 （波纹管）、毛细管和温包组成，主要结构如图 1所示。这 3 部分构成的密封系统内充满感温液体，当被测温度变化时，温包内的感温液体的体积随之变化。这个体积增量通过毛细管传递到仪表内弹性元件 （波纹管），使之产生 1 个相对应的位移。这个位移经机构放大后便可以指示被测温度，并驱动微动开关，输出信号以驱动冷却系统，达到控制变压器温升的目的。BWY-804B(TH)型温度指示控制器，可以给计算机提供 4～20 mA 标准电流信号或 0～5V 标准电压信号。

    温度指示控制器的主要工作参数：在环境温度-40～55 ℃，相对湿度＜95%，测量范围 0～150 ℃的工况下能够达到准确度 2.0 级；4 组可调开关，各组开关在 0～150 ℃范围内可自由设定，开关动作误差±4 ℃，开关切换差为(6±2)℃，开关额定功率其中AC 为 250 V、5 A，DC 为 250 V、0.3 A （电阻负载）。在户外，温度指示控制器的防水、防尘性能达到 GB 4208-82 中 IP55 的规定，配备 XMT-2 数字温度显示调节仪，可输出 4～20 mA 标准电流信号或0～5 V 标准电压信号供给计算机，它的主要接线如图 2 所示。

 

1.2.2 绕组温度变送器

    BWY-04J （TH） 变压器绕组温度计主要由测量温包、指示仪表和变流器 3 部分组成，主要结构示意图如图 3 所示，温包装在变压器油箱顶部，温包内密封的感温液体，通过毛细管和指示仪表内的测量元件 （波纹管） 相接，当变压器顶层油温变化时，感温液体的体积也随之改变，这个体积变化量通过毛细管的传递，促使指示仪表内的测量元件产生相

    应的位移，当变压器空载时，这个位移经机械传动、推动仪表指针偏转，仪表指针指示变压器油的温度。BWY-04J （TH） 变压器绕组温度计装有同步滑动电阻和变送器，同时配备二次仪表 （带稳压电源），可输出 4～20 MA 标准电流信号，输入计算机，实现微机化管理。温度计装有 4 个控制开关，根据需要可分别用于冷却器 （散热器） 控制，报警信号和事故跳闸。

    温度指示控制器的主要参数：在环境温度-40～55 ℃下，防护性能达到 GB 4208—1993 的要求；在50～120 Hz 振、0.2 mm 振幅下可正常工作。测量范为可达 0～150 ℃，指示精度 2.0 级。感温处温包尺寸 Φ 14 mm×120 mm，可延长毛细管长度#长 （从表头到温包距离） L =5 m。使用螺纹 M 27 mm×2mm 固定在支架上。4 个机械式开关在 0～150 ℃范围内可调，误差在±4 ℃以内，切换差不超过 （6±2） ℃。 接点容量在 AC 下为 220 V、5 A，响应时间常数＜30 s，它的主要接线如图 4 所示。

2 使用中存在的主要问题

    运行中的发现变压器绕组温度现场指针指示与远方温度显示仪 （指针式远方测温表、数显表、计算机显示） 的温度不一致的情况[3]，尤其是温度越高，误差会越大，特别是在 70 ℃以上高温测量时，就地与远方温差高达 5 ℃以上。事后原因分析为温度变送器指针机构卡涩。#9 机组变压器长期工作在恶劣环境中，加上变压器本体散发的热量,就地表头传动机构、弹性元件松动等，造成指针指示温度与实际温度指示不一致。

    就地实际动作的温度值与设定值不符。事后原因分析是温控仪就地显示表盘的精度不高，造成设定值偏差大，机械式触点把误差进一步扩大。现场实测 #9 机组主变温控仪在正常运行情况下动作误差达到±1.5 ℃。

    新安装后不久的温控仪温度显示无变化[4]。在现场认真查找原因，发现是温包或毛细管出现损坏。温包感温后转化为压力信号经毛细管传输[5]，如果在温包或者毛细管上出现毛孔就不能将信号传导控制柜中，毛细管也不能有弯曲过大或者挤压踩扁现象，也会影响温包里的感温介质的膨胀传到控制柜。

3 主要改进措施

    针对压力式温度计常见的故障：仪表无指示、跳针、指示值偏大或偏小、指示值突然下降等，和现场实际使用缺陷和故障情况，对 #9 机组主变变压器温度变送器进行了改进。

    压力式温度计的一些固有的缺点限制了在压力式温度计改进的潜力，换成 Pt100 作为感温元件，同时采用智能温度计控制和远传。金属铂的电阻随温度变化而变化，并且具有很好的重现性和温度性，利用铂的物理特性制成的传感器具有精度高，温度性好，使用范围广，是中低温区 （-200～650 ℃）#常用的一种温度检测器。采用 Pt100 作为感温元件能够有效的避免温包感温的一些缺陷。比如温包易出现磨损损坏，传压毛细管受热也会膨胀增加误差，而且毛细管不能太大弯曲现象都能有效改善，改进后使用的数显温度计操作面板如图 5 所示。

    数显温度计面板的主要参数：在环境温度-10～55 ℃和湿度 10%～90%RH 下测量准确度±0.2%FS；采用输入信号热电阻 Pt100，经过测量变换后经RS485 与集控室通讯；耐压强度输入 / 输出 / 电源 /通讯≥1 000 V/min，绝缘阻抗输入 / 输出 / 电源 / 通讯≥100 MΩ，它的主要接线如图 6 所示。

    为了减少环境的电磁干扰，采用铠装的热电阻测量元件。提高了传感器的抗干扰能力、可靠性和性价比。在控制部分中，使用了控制芯片后能够很好的控制温度报警的回差。智能控制器面板指示和按键说明表如表 1 所示。

    没有设置报警回差值时，当测量温度在报警点（温度 T） 附近波动时，t2-t1 和 t3-t2 的值都会很小，仪表不断进入和退出报警状态这样输出触点就会经常跳动，产生频繁报警，导致外部联锁的冷却风机产生故障[4]如图 7 所示报警输出状态。设置了回差值后，回差值等于 T1-T2。在 t2 处将不会引起外部联锁的冷却风机动作，能够消除控制仪频繁报警引起的触点频繁跳动。输出报警状态如图 8 所示。

4 结语

    一体化数显温度变送器是变压器非电量保护装置中较直观且使用频率较高的仪表。温度测量的准确、可靠能够对变压器的运行状态提供分析、判断依据。通过对温度变送器实施上述换型技改措施，从而保证变压器安全稳定运行，有效避免了可能发生的设备损坏事故。变压器在运行中油的温度升高，特别是接近设定上限值时，一定要引起警觉，准备采取措施，把变压器的温度控制在规定的值之内。必须要控制变压器的油温不要超出上限值，这样可以使绝缘材料不容易老化，经久耐用，从而延长电力变压器的使用寿命。温度的变化对变压器产生的影响很大，故温度的监测对变压器的安全稳定运行具有重要的影响。分宜电厂自变压器温度变送器技改以来，绕组及油面温度计运行良好，未发生误报警现象，对变压器的稳定运行起到了重要作用。