液浸式变压器测温装置两表偏差缺陷的解决方案

王长春，洪元瑞，冯茗俊，童在林，张 喆，郁 健

(1.国网上海市电力公司特高压直流中心，上海 201100；2.国网华东分部，上海 200122；3.国网上海市电力科学研究院，上海 200437；4.国网上海市电力公司检修公司，上海 201100；5.上海工业自动化仪表研究院，上海 200235)

上海某换流站14台换流变压器投运后,在巡检中发现部分测温装置就地示值与远方显示值之间偏差超过8 K，再次巡视发现其两表偏差又从8 K下降到3 K。针对两表偏差随环境温度变化而发生波动的现象，站方对同品牌备品开展分析试验，结果见表1。

表1 测温装置环境影响量试验结果 ℃

由表1试验数据可见，分别在20℃，-25℃及65℃三种环境温度下，模拟环境温度变化，开展测温装置就地示值与远方显示值的误差测试。得出结论为：此表在20℃环境条件下示值误差满足标准要求，在-25℃和65℃环境条件下示值误差超出标准要求(检验结论为不合格)，因此该型号测温装置两表偏差缺陷主要源自环境温度变化影响。

1 两表偏差缺陷原因分析

测温装置是由指针温度计和远传信号装置两部分组成(见图1)。指针温度计(如图1左侧所示)由传感器温包、毛细管和弹性元件三个部分焊接而成，远方信号装置(如图1右侧所示)由传感器测温元件、温度变送器及远方数字显示器三个部分构成；指针温度计示值与远传信号数据之间偏差称为两表偏差，变压器测温装置的两表偏差主要源自系统误差和环境影响量误差两个分量。

图1 测温装置结构示意图

(1)系统误差对两表偏差的影响。以准确度等级为1.5级、量程为160 ℃的测温装置为例，其指针温度计最大允许误差为±2.4℃，其远方信号装置最大允许误差也为±2.4℃，因此在实验室条件下这两种温度仪表在同一个测量点的示值偏差最大可能相差4.8 K。

(2)环境温度对两表偏差的影响。根据DL/T 1400—2015《油浸式变压器测温装置现场校准规范》中环境温度影响鉴定方法(见图2)，在环境温度为20℃时将指针温度计温包插入100℃恒温槽，稳定10 min后记录指针温度计示值C1；再将指针温度计毛细管放入65 ℃恒温水槽中；稳定10 min后记录指针温度计示值C2，C2、C1差值反映在环境温度从20℃变化为65℃时，该测温装置存在的固有附加误差。

图2 两表偏差快速鉴定示意图

2 国内外标准的差异与分析

目前国内外与油浸式变压器测温装置相关的标准主要有：IEC 60076-22-1，T/SMA 001—2017《油浸式电力变压器测温装置全寿命质量管控规范》(以下简称“T/SMA 001—2017”)，JB/T 8450—2016《变压器用绕组温控器》(以下简称“JB/T 8450—2016”)，JB/T 6302—2016《变压器用油面温控器》(以下简称“JB/T 6302—2016”)，DL/T 1400—2015《油浸式变压器测温装置现场校准规范》(以下简称“DL/T 1400—2015”)这些标准中关于准确度等级有比较大的差异，前两份标准要求测温装置满足全天候准确度要求(即测温装置在-25～65℃范围内最大允许误差≤1.5%FS)，而后三个标准要求测温装置在实验室环境条件下满足准确度要求(即测温装置在20℃±5℃范围内最大允许误差≤1.5%FS，而由于环境温度影响量引入的误差不计入)，基于两种不同定义准确度的测温装置在使用时最大允许误差存在比较大差异，对其进行分析。

国内外标准的差异表如表2所示。

表2 国内外标准的差异表

表2中IEC 60076-22-1、T/SMA 0001标准在环境温度为(-25～40℃)时，指针温度计最大允许误差为±2.4℃，远方测温装置最大允许误差为±2.4℃，同时要求在环境温度变化为65 K时，指针温度计最大允许误差已包含环境温度影响附加误差，所以这两种标准所要求测温装置最大两表偏差为≤4.8 K。

JB/T 8450、JB/T 6302、DL/T 1400标准中以实验室环境条件(20 ℃± 5℃)定义指针温度计准确度，其最大允许误差为±2.4℃，远方测温装置最大允许误差为±2.4℃。在环境温度影响试验中，DL/T 1400要求指针温度计环境温度影响变化量应优于0.05%FS/℃,因此环境温度影响对指针温度计附加的最大误差为±3.6℃，各误差分量叠加，指针温度计最大允许误差误差为±6.0℃，因此指针温度计与远方测温装置两表偏差最大为±8.4 K。

IEC 60076-22-1、T/SMA 0001标准从根本上消除了变压器测温装置由环境温度变化影响引入的附误差，其性能优于JB/T 8450、JB/T 6302、DL/T 1400标准所规范的实验室环境下准确度的测温装置。

两类准确度所对应等级见表3。

表3 准确度等级对照表

表3中，JB/T 8450、JB/T 6302、DL/T 1400标准下1.5级产品准确度水平相当于IEC 20110060076-22-1、T/SMA 0001标准下3.5级准确度，因此选择全天候准确度要求的测温装置，可以真实反映测温装置的误差情况与性能。

3 应用验证

采用全天候准确度等级测温装置，更新了该换流站全部实验室准确度等级的测温装置，历经7年运行统计数据表明两表偏差缺陷率从60%下降至2%。

根据分析及应用验证，选择满足全天候准确度要求的测温装置，可以消除环境温度影响引入测温装置的附加误差，大幅度减少指针温度计与远方测温装置之间的两表偏差，因此使用全天候准确度等级标准来制造、验收、运用液浸式变压器测温装置是解决两表偏差缺陷的有效方法。