变压器温度表回路原理及故障分析

陈 媛（国网湖南省电力公司郴州供电分公司，湖南郴州423000）

变压器温度表回路原理及故障分析

陈 媛（国网湖南省电力公司郴州供电分公司，湖南郴州423000）

变压器的使用寿命取决于它的绕组温度。绕组温度对绝缘材料老化起着决定性的作用。为了能够实时准确地监测变压器绕组温度，确保变压器的安全稳定运行，分析变压器绕组温度及其工作原理，探讨在实际工作过程中发现的现场表盘、现场显示温度与后台、调控主站显示不一致等常见故障，结合本人实际工作经验对变压器温度计常见故障原因进行分析并给出具体处理方法。

变压器；温度表

1 温度表回路原理

1.1 温度表回路原理

就地油温表通过温包探测到油温，传感给自身机械指示和输出温度信号；就地绕温表通过油温结合变压器二次绕组电流综合得到绕组温度，同样传感给自身机械指示和输出温度信号。温度表输入信号到温度变送器、数显表、并联电阻转换或直接输入到测控装置。

见的几种变压器温度电学信号传输方式有以下几种：

（1）

图1

（2）（见图2）

（3）（见图3）

（4）（见图4）

（5）（见图5）

从以上几种传输方式可以看出，温度表输出信号 （铜电阻、铂电阻、直流有源电流信号、直流无源电流信号）通过中间装置（变送器、并联电阻、数显表）转换成测控装置可以接收的信号（铜电阻、铂电阻、直流有源电流、直流电压）。如温度表输出信号与测控装置接收信号一致，则无需中间转换装置。

1.2 输出信号与对应温度计算关系

图2

图3

图4

图5

变压器温度仪表远传信号由热电阻、4～20mA两种类型，其中热电阻又主要分为Pt100和Cu50两种，4～20mA信号也分为有源输出和无源输出两种。现场检查是应注意加以区别，三线，100Ω以上为铂电阻，100Ω以下为铜电阻；两线，可以直接测量到的电流为有源电流，经过了24V稳压电源的为无源电流。

在现场进行温度缺陷分析的时候一定要掌握测量的电阻值和对应温度之间的计算关系，以便于确认表计的指示和出处信号之间是否对应，以及监控系统的温度显示是否和加入的标准温度信号一致。下面介绍一般的计算方法：

Pt100信号计算：

一般来讲0℃的时候，将电阻制造成100Ω，当温度升高到100℃时电阻就会变为138.51Ω，基本上温度每变化1℃，电阻就会变化0.3851Ω，校验测量仪表或测控装置通道时这样计算基本满足要求。通过查分度表可以看到50℃时对应电阻为119.4Ω，150℃时对应电阻为157.33Ω。

Cu50信号计算：

一般来讲0℃的时候，将电阻制造成50Ω，当温度升高到100℃时电阻就会变为71.41Ω，基本上温度每变化1℃，电阻就会变化0.2141Ω，校验测量仪表或测控装置通道时这样计算基本满足要求。通过查分度表可以看到50℃时对应电阻为60.704Ω，150℃时对应电阻为82.134Ω。

热电阻值对应温度的计算：

在控制室利用万用表测量热电阻时，是包含了线路电阻的，可以通过测量3根（R1、R2、R3）信号中的两根，可以得到包含线路电阻的电阻值和线路电阻值，可以计算实际热电阻值，比如测量到含线路电阻的热电阻值为115Ω（以Pt100为例），线路电阻测量为3Ω，则实际热电阻值为112Ω，则计算的温度为：

（112-100）÷0.3851=12÷0.3851=31.16℃

比较热电阻值计算出来的温度和就地表计指示，可以分析出两者之间的偏差，确定表计指示和输出信号之间是否对应。

4～20mA信号对应温度的计算方法如下：

在控制室利用万用表测量4～20mA信号值，查看就地表计量程（比如为0～150℃），假如测量的信号为10mA，则信号代表的温度为：

信号净值÷信号量程×表计量程=（10-4）÷（20-4）×150=6÷ 16×150=56.25℃

比较4～20mA信号计算出来的温度和就地表计指示，可以分析出两者之间的偏差，确定表计指示和输出信号之间是否对应。

无源的温度变送器可以参考有源的计算方法。

0～5V信号对应温度的计算方法如下：

在控制室利用万用表测量0～5V信号值，查看就地表计量程（比如为0～150℃），假如测量的信号为2V，则信号代表的温度为：

信号净值÷信号量程×表计量程=（2-0）÷（5-0）×150=2÷5× 150=60℃

2 现场温度缺陷分析处理

（1）首先应检查温度表、变送器（数显表）、测控装置设置三者量程是否一致。

油温表量程范围为0～150℃，变送器输入为PT100，0～150℃，数显表输入范围亦为0～150℃。三者均可以匹配。如有发现不匹配情况则温度显示成线性缩小或者放大关系。

（2）缩小故障范围

温度量程匹配没有问题之后，接下来就应该缩小故障范围，在测控屏（公用屏）对温度远传信号进行实际测量，准确判断故障范围。

首先应确认温度远传信号类型，以便准备测量。

现场实际举例：

输入：PT100，0～100℃；输出：电流4～20mA

输入：无源电流4～20mA；输出：电流4～20mA

输入：PT100，0～150℃；输出：0～5V

输入：无源电流4～20mA；串接稳压电源，输出：电流4～20mA

确认温度远传类型后，如果温度表远传信号与场地指示不一致，可以判定温度表远传出现故障，再进行进一步检查。

如果温度表远传信号与场地指示一致，可以判断远传无误，则应对变送器至后台段回路进行检查。

（3）温度表故障检查

如果温度远传信号存在问题，应继续逐级检查信号输出是否正常，温度表输入至本体端子箱，本体端子箱至测控屏端子。

图6

如果温度表自身输出不正确，则应考虑结合停电更换温度表，如果是回路问题，则可以通过对线，换线等方式消缺。

（4）变送器、数显表、测控、后台检查

如果温度远传信号无误，则应检查变送器至后台段回路。变送器、数显表输出检查；测控及后台检查。

检查测控及后台是否正常，需要注意的是测控装置有关于温度测量的设置，具体设置请根据现场情况查看说明书。

温度回路可以类比交流电流回路，如交流电流回路有多级TA，从一次电流变送为二次电流，再从二次电流变送为三次电流，最后再进入保护装置交流采样插件。温度信号则是从电阻性转换为电流型，或者从电阻型转换为电压型，再进入测控装置采样插件。所以两者排查故障的原理也基本一致，即逐段分析逐段排查。

TM407

A

2095-2066（2016）36-0028-02

2016-11-18

陈 媛（1984-），女，工程师，本科，主要从事继电保护工作。