变压器绕组温度表常见故障信息化分析

发表时间:2020/5/12   来源:《中国电业》2020年第2期   作者:王鹏飞
[导读] 绕组温度表是变电站主变压器的重要保护装置

         摘要:绕组温度表是变电站主变压器的重要保护装置,因此应用范围十分广泛。为了使变压器安全稳定地运行,应多注意变压器绕组温度表和相关主要部件。本文就变压器绕组温度表常见故障信息化进行了简要的分析,并对于可能出现的故障现象,例如现场温度表的温度指示不正确,现场以及后台温度数据不一致,为了实现变压器绕组温度表的良好运行,提出了具体的处理方法。
         关键词:变压器;绕组温度表;常见故障;信息化

         我国电网的安全取决于变压器的稳定性和安全性。同时,变压器绕组和变压器油是影响变压器的安全运行和寿命的关键因素。当变压器中的绕组温度和油面温度持续升高,直到超过内部绝缘材料的耐受程度时,内部绝缘材料就会被破坏,从而损坏变压器。因此,监控变压器温度非常重要。在日常变压器维护工作中,不能忽略温度表的日常维护工作,并且还要对变压器绕组温度表进行故障处理。
一、变压器绕组温度表工作原理
         变压器绕组温度表由各种元部件组成,主要有电热元件、温度变送器、传感导管、变流器和感温部件等,每个元部件都可以确保变压器绕组温度表的稳定运行。基于易测量的变压器顶层的T0油温,将施加一个变压器负荷电流变化的附加温升△T,所以△T+T0就可以反映出被测变压器绕组的最热部分的平均温度。简而言之,它是感应油温→输出相应的电流(主要通过叠加与电流互感器互感器实现)→电加热元件的生产热量→获得结果。绕组温度表的维护除了对表的准确性温试验,其核心就是是温度上升测试:第一步是找到变压器满负载时的铜油温差△T与标定CT电流以及对应的加热电流值;第二部是将恒定电流添加到加热器标定CT电流并测量加热电流;第三步,调节旋钮,使加热电流达到要求;第四步,半小时后,查看绕组温度表的温升是否满足要求并判断表的温升测试是否合格[1]。
二、正确认识主变压器绕组温度表的重要性
         主变压器是输变电系统的主要设备,绕组温度是其运行监控过程中的重要参数。对变压器来说,绕组温度关系着绝缘材料的温度和老化,当绕组温度超过绝缘耐受温度时,可能导致变压器故障。因此,要确保主变压器的安全可靠运行,准确测量变压器绕组温度并正确认识到主变压器绕组温度表的重要性。
         AKM绕组温度表使用寿命长、运行可靠且不受环境温度影响,从经济角度还是环境保护角度以及技术可行角度,将其用作预警信号已逐渐成为我国变压器运行保护的发展趋势。据我国有关统计,进出口变压器中有90%以上是配备了绕组温度表。由此可见,变压器具有绕组温度表是提高变压器竞争力的一项现实要求[2]。
三、结合客观原因对绕组温度表进行分析
         由于变压器绕组温度表在户外紧贴变压器运行,在运行过程中,必然会受到天气、环境、震动霉变等客观因素的影响,有时变压器的工作环境将极为恶劣,甚至会破坏绝缘层,变压器无法正常运行。因此,选择绕组温度表时,应充分考虑防水、防霉以及抗震动等问题,以便准确监控变压器运行的油面温和绕组温度。
四、变压器绕组温度表常见故障和处理方法
(一)现场表计故障
         首先检查绕组温度表的外观,看其是否完好,螺钉是否松动,各零件是否齐全,指针是否脱落,如果表的指示温度不能升高,指针很可能卡住了,这时候可以拧松固定表针的中间螺丝。如果外观完整,出现现场表盘显示异常,要注意是否互感器的二次电流接入变流器异常,导致表盘显示故障。变流器对于确保变压器的稳定运行来说极为重要。

如果上述情况发生在变压器绕组温度表中,则应首先检查变压器的档位选择是否错误,通过互感器二次电流连接处是否牢固,然后测量变流器两端的电流,再测量变流器档位确定的固定电流值,观察并比较两个电流值是否一致,如果一致,则意味着变压器的弹性元件、传感导管或感应部分其中发生故障,如果不一致,则只有可能是变流器故障[3]。
(二)现场显示温度和后台显示温度不一致
         不同的表计允许现场温度与后台温度之间存在一定误差,如果现场显示的温度与后台显示的温度不一致并且差值较大,超过了允许的误差范围内就应该注意。温度表的探头座中可能少油或没有油,这会引起温包和远传铂电阻的测量结果不一致;温度转换模块老化或外部电源的输出异常,可能会导致模拟输出的电流太小,导致现场和后台的温度指示值不一致。如果现场变压器绕组温度表的后台上显示的值为负,可能是温度模块已损坏或后台设置问题,可以检查四毫安到二十毫安转换模块的实际输出电流值,计算出实际测得的温度与表计的温度进行比较来判断。另外,若后台设置的数据不正确会导致后台的显示温度与现场温度不对应是,需要联系信息部门进行修改。
(三)变压器绕组温度表变送器烧损
         变送器要想正常工作,必须确保变送器的稳定工作电压,若典雅过高,很容易导致变送器发生故障,并且很可能直接烧坏,如果发现烧损痕迹,则需要及时更换变送器。当然,综合考虑来看这并不是一个非常理想的长久之计,结合实际工作经验,发现将变压器绕组温度表变送器中的原有内置稳定电源使用外置智能稳压电源代替,可以稳定变压器中集成电路的工作电压,使其保持在正常电压范围内,从而确保变送器在绕组温度表中的稳定性。但是,智能稳压器的采购价格较高,相关人员仍需加强有关变送器内部稳定性的相关研究并,从而制定相关的检查制度,防止此类问题发生并节省维护成本[4]。
(四)密封不严引发表内接点短路
         温度计外壳的密封圈是易损部件,随着时间的流逝会发生老化,当雨水进入表计时,使得测温包或温度表的底座内部锈蚀,从而导致各种故障发生,例如连接点短路、异常警告、后台显示的温度异常,甚至直接导致表中某些电子元件损坏后台的非电量保护误动作等等,为避免发生上述情况,应定期进行检查并更换温度表外壳的密封圈,并安装防雨设施以防雨水进入表中,造成不必要的财产损失。绕组温度表引起的二次回路故障甚至会影响整个主变压器的安全运行。据了解,2017年,220kV某变电站主变压器由于绕温高保护动作而引起主变压器各侧断路器跳闸。由于“ K4”凸轮固定螺丝因表计接点校验时未拧紧导致“绕温高跳闸(K4)”动作值降低,同时,表计的指针使绕高温跳闸接电导通,非电量保护装置由于绕高温跳闸信号误动作。由此可见绕组温度表正常运行的重要性。除了雨水和湿气,户外变电站的温度表通常成为鸟巢和蜂窝的聚集地,这大大增加了表计乃至变压器的运行危险系数,需要相关的运维人员增加巡视力度并定期清理,避免因小动物干扰导致内部粘连短路[5]。
结束语:简而言之,随着变压器安全要求的不断提高,将绕组测温装置用作变压器运行的监视装置会在全国范围内普及,这是一个必然趋势。但是为了节省成本,要解决现场显示温度与后台显示温度不一致、绕组温度计变送器烧损等故障,在将来的实际工作中,绕组温度表的校准和改进方法的内容有待进一步研究。

参考文献:
[1]吴萍. 变压器绕组温度表常见故障信息化分析[J]. 科学与信息化, 2018, 000(034):98,103.
[2]张卫义, 薛赛, 张端文,等. 一起110 kV变压器短路故障分析与诊断[J]. 电工技术, 2019(16):40-42.
[3]邰世福, 陈应禄, 詹小彬,等. 一起变压器空载合闸失败的故障分析及预防措施[J]. 变压器, 2019(3):69-73.
[4]王祯, 尹项根, 陈玉,等. 配电变压器集成式混合补偿系统[J]. 电力系统自动化(11):152-157.
[5]张江辉. 浅谈变压器绕组饼间爬电问题控制措施[J]. 变压器, 2019(3):18-20.
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