第４４卷
第１１期
２００７年１１月
ＴＲＡＮＳＦＯＲＭＥＲ
Ｖｏｌ．４４Ｎｏ．１１Ｎｏｖｅｍｂｅｒ２００７
变压器绕组温度计异常的原因及改进建议
俞立凡，李慧蓉
（杭州华电半山发电有限公司，浙江杭州３１００１５）
摘要：介绍了９Ｆ燃机发电机主变压器的绕组温度计异常现象的分析和处理及绕组温度测量的热模拟法和改进建
议。
关键词：变压器；绕组温度计；热模拟法；处理；改进中图分类号：ＴＭ４０３．９
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００１－８４２５（２００７）１１－００５１－０７
ＡｂｎｏｒｍａｌＲｅａｓｏｎａｎｄＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔＰｒｏｐｏｓａｌｏｆＷｉｎｄｉｎｇ
ＴｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒｉｎＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ
ＹＵＬｉ－ｆａｎ，ＬＩＨｕｉ－ｒｏｎｇ
（ＨａｎｇｚｈｏｕＨｕａｄｉａｎＢａｎｓｈａｎＰｏｗｅｒＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００１５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆａｂｎｏｒｍａｌｐｈｅｎｏｍｅｎａｏｆｗｉｎｄｉｎｇｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒｉｎｍａｉｎｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｏｆ９Ｆｇａｓ－ｅｎｇｉｎｅｇｅｎｅｒａｔｏｒａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｗｉｎｄｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｉｔｓｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｐｒｏｐｏｓａｌａｒｅｐｒｅｓｅｎｔ－ｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ；Ｗｉｎｄｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；Ｔｈｅｒｍａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ；Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ
１引言
变压器的使用寿命取决于其绝缘材料的老化程度，而绕组温度（尤其是其最热部分的温度）对绝缘材料的老化起决定作用。所以，大、中型变压器都配备了绕组温度监测装置。
监测装置必须可靠，因为当变压器超出允许温度或监测装置不准确时，会给变压器的运行带来一定程度的影响。我公司的３台９Ｆ燃机主变中的２台在运行了１年多以后，绕组温度计都出现了相同的异常现象。笔者以２号主变为例，对绕组温度计的异常情况进行了分析，并提出改进建议，供大家讨论。
何操作。
现场就地检查：绕组温度计显示９０℃，与ＥＣＳ显示一致，油位表显示９０％，２只油面温度表显示
６２℃，红外线测温：变压器顶部外壳温度在５７℃～
５８℃，ＧＥ公司的变压器故障气体在线监视仪显示９０μＬAＬ（为正常值），冷却器工作正常（４组工作，１组备用，１组辅助，无报警）。
辅助的２组风扇投入运行；２３∶０６随即将备用、
机组减负载到２５０ＭＷ、２６ＭＶＡ，主变一次侧电流降为６２６Ａ。
２３∶１０温度在最高９３℃后开始稳定。０∶４５变压器上层油温降到５７℃，绕组温度稳定在８９℃。将刚投运的２组风扇停用，恢复原运行方
式，但温度变化均不大。
２异常经过
４月２６日２３∶０２突然发现２号主变绕组温度从６９℃开始上升。检查电气控制系统（ＥＣＳ）的显示
器（ＣＲＴ）监控：主变油温正常６２℃，主变三相电流平衡（高压侧），均为８１０Ａ左右，且小于额定值（Ｉｅ＝
３∶２２至４：００绕组温度开始从８９℃逐渐降至６１℃（负载２８０ＭＷ未变）。
４∶０５试加负载到３００ＭＷ后，绕组温度也升至８８℃，再减负载到２８０ＭＷ，绕组温度稳定在８８℃，上
层油温基本不变。
），℃
第４４
卷
７∶２９绕组温度又突然从５９℃上升至８５℃。详细温度异常变化见图１。
Ａ℃１８００９０１６００８０１４００７０１２００６０１０００５０８００４０６００３０４００２０２００１０００
６０８０
１００４０
２０１２０
１４００
绕组温度
上层油温
一次侧电流
图３
０∶００
２∶００
４∶００
６∶００
８∶００
ｔ
外观
Ｆｉｇ．３Ｏｕｔｌｉｎ
图１变压器绕组温度－负载曲线
温升。这样，绕组温度计指示的温度是变压器顶层油温与绕组对油的温升之和，它反映了被测变压器绕组的最热部分温度。
温度计座即油孔呈筒形焊接在变压器油箱顶部，与变压器油系统是隔离的，但导热。使用时先在温度计座内注满感温油再插入温包，然后取出温包，抽吸小量感温油后（确保温包全杆长的９５％能浸在油中即可），再放回温包并将螺纹固定。目的是使温度计座内的感温油有膨胀空间，并保证温度计座的热传导良好，确保测温准确。
另外，电流匹配器是一种电流变换装置，它的作用是为绕组温度计提供电源。其电气原理是由电流互感器输入的电流，经电流匹配器变换后，向绕组温度计内部的电热元件提供一个可调电流，从而达到模拟变压器绕组最热部分温度的目的。电流匹配器可进行粗调（调整线端Ｋ，即变化）和微调（调整电位器Ｗ，即与电热元件的分流比）。在整套的测量设备中，电热元件是该设备的核心元件，因为它的发热特性能否真实地反映变压器绕组的发热特性将直接影响测量结果。实物内部照片见图４。
Ｆｉｇ．１Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｌｏａｄｃｕｒｖｅｓｏｆｔｒａｎｓ－ｆｏｒｍｅｒｗｉｎｄｉｎｇ
３
３．１
原因分析及处理
变压器绕组温度计的热模拟测量法原理变压器绕组的发热是由变压器的负载损耗产
２
生的。由负载损耗Ｐ＝Ｉｒ公式可知，绕组的发热是和变压器电流的平方成正比的。由于变压器绕组是浸在绝缘油中的，因此，绕组温度计是在一个油温计的基础上，配备一台电流匹配器和一个电热元件，其原理见图２，外观见图３。温度计的传感器即温包插在变压器油箱顶层的油孔内。当变压器负载为零时，绕组不发热，故温度计读数为变压器油的温度；当变压器带上负载后，通过电流互感器输出的与负载成正比的电流，经电流匹配器调整后流经嵌装在波纹管内的电热元件，使电热元件发热。电热元件所产生的热量，使弹性元件的位移量增大。由于弹性元件的位移量是由变压器顶层油温和变压器负载电流决定的，因此在设计绕组温度计时，考虑了流经电热元件的电流（匹配器的二次电流）所产生的温度指示增量，它近似于变压器被测绕组对油的
压力式温度计
电流互感器ＣＴ
电流匹配器
温控接点
Ｉｐ
Ｉｈ
ＩＳＡ１Ω
Ｂ
Ｐｔ１００感温包
电阻
电热元件
温度计座
变压器本体
电位器Ｗ
图４绕组温度计实物内部照片
Ｆｉｇ．４Ｉｎｎｅｒｐｈｏｔｏｏｆｗｉｎｄｉｎｇｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒ
图２热模拟法原理图
３．２变压器非电量保护的配置
机机压压
第１１期
俞立凡、李慧蓉：变压器绕组温度计异常的原因及改进建议
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２４２ｋＶ%１９ｋＶ；额定容量４８００００ｋＶＡ。它的非电量保
护如表１所示。
表１
非电量保护配置
（２）绕组温度计是根据热模拟原理制成，计算公式为（公式中１．３为变压器绕组的热点系
数）：
绕组最高温度＝变压器顶层油温＋１．３×绕组的平均铜油温差
（３）由变压器厂家资料显示：在额定电流下的低压绕组平均铜油温差为ΔＴ＝９．３Ｋ。
（４）现在变压器一次侧的工作电流为
Ｔａｂｌｅ１Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｏｆｎｏｎ－ｅｌｅｃｔｒｉｃｑｕａｎｔｉｔｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ
保护类型本体重瓦斯本体轻瓦斯油面温度高绕组温度高绕组温度高高压力释放主变冷却器全停发信主变冷却器全停跳闸主变冷却器全停跳闸主变冷却器Ⅰ段电源故障主变冷却器Ⅱ段电源故障温度起动辅助冷却器温度停止辅助冷却器
保护规范德国０４－１０德国０４－１０
定值
作用全停３发信发信发信全停３全停３发信全停３全停３发信发信——
１．５ｍ%ｓ３００ｃｍ８５℃１０５℃１１５℃１２ＰＳＩ１ｍｉｎ３０ｍｉｎ６０ｍｉｎ３ｓ３ｓ６５℃５５℃
３
ＭＴ－ＳＴ１６０ＦＭＴ－ＳＴＷ１６０ＭＴ－ＳＴＷ１６０２０８－６０ＹＫ１３
ＫＴ１１（顶层油温≥７５℃时）ＫＴ１２（顶层油温＜７５℃时）
ＫＴ２ＫＴ３——
８１０Ａ，远小于额定电流Ｉｌｅ（１１７４Ａ）。虽然绕组
温度计用的是二次侧的电流，但此变压器是双绕组变压器，一次侧电流与二次侧电流成正比。
（５）变压器故障气体在线监视仪显示
９０μＬ%Ｌ（正常值）。
根据上述几点可以判断，变压器工作是正常的，绕组温度异常是由于绕组温度计故障造成的。而且从图１可知，故障时好时坏极不稳定。故障最大的可能是在电流匹配器部分，特别是微调电位器Ｗ处接触不良，出现的现象与图１符合。
假设绕组温度计反映的是真实的温度（按当时
表１中内容的说明如下。
（１）因进口气体继电器目前我省内尚无法检测整定，所以气体继电器保护定值依主变出厂技术文件设定。
（２）绕组温度计采用“热模拟法”原理，电流取至变压器低压侧绕组Ｍ１－Ｍ２，变比为２００００%５，所以二次额定电流为Ｉｅ＝１４５８６%４０００＝３．６４６５Ａ，需通过电流变送器降流：跨线１接７号～跨线２接８号、
１１号～１４号，根据厂家资料，在额定电流下低压绕
组平均铜油温差ΔＴ＝９．３Ｋ。
（３）全停３表示：跳燃机、灭磁、跳发电机开关、跳主变２２０ｋＶ开关、跳６ｋＶ１Ａ和１Ｂ段工作电源开关、切换厂用电Ａ和Ｂ。
（４）主变正常工作时分接头在４挡位置，分接电压为２３６ｋＶ，分接电流１１７４Ａ。
每台主变上有１台绕组温度计和２台油面温度
计，这三台温度计不但有压力式温度计，还带反映温度的Ｐｔ１００输出的电阻信号和４ｍＡ～２０ｍＡ变送器输出，供ＥＣＳ采集和ＣＲＴ显示等。其Ｐｔ１００的传输引线使用三线制（三线制的优点是可以减少因连接导线电阻值的改变而引起的测量误差，利用不平衡电桥检测因温度变化而导致输出电压的变化）。
９０℃计算），再根据当时的实际一次工作电流Ｉ为
８１０Ａ，换算成加热元件的电流Ｉｓ为：
Ｉｓ＝Ｉ%Ｉｌｅ×０．７３＝０．０００６２１８Ｉ＝０．０００６２１８×８１０＝０．５０３６５８Ａ
０．７３Ａ为额定负载下的加热元件电流。查表４可得：绕组的平均铜油温差ΔＴ约为４．７８２Ｋ。
则变压器顶层油温应该有：
变压器顶层油温＝绕组最高温度－１．３×绕组的平均铜油温差＝９０－１．３×４．７８２＝８３．７８３４℃，这显然是错误的。
再根据变压器顶层油温６２℃，换算成ΔＴ为：绕组的平均铜油温差ΔＴ＝（绕组最高温度－变压器顶层油温）%１．３＝（９０－６２）%１．３＝２１．５３８４６℃
查表４可得Ｉｓ约为１．０７Ａ则一次侧电流约为：
Ｉ＝Ｉｓ×Ｉｌｅ%０．７３＝１．０７×１１７４%０．７３＝１７２０．８Ａ
这显然也是错误的。
所以，确定为绕组温度计故障而非变压器绕组故障。
３．３综合分析
（１）由于２台油面温度计指示相近，均在６２℃
３．４处理对策
考虑到绕组温度高的高定值（１１５℃），保护要出
左右，现场红外线测温，变压器顶部外壳指示５８℃，口跳闸，会启动全停３保护，即：跳燃机、灭磁、跳发跳段
第４４
卷
工作电源开关和切换厂用电Ａ和Ｂ。
故参照ＤＬ%Ｔ５７２－１９９５《电力变压器运行规程》临时决定：
（１）撤出主变绕组温度高的高定值跳闸出口压板。
（２）当绕组温度达１１５℃及以上时应检查油温是否超过８５℃，如超过则立即减负载。
（３）当绕组温度无法监视时，应监视油温不超过８５℃。
在２８日９：３０，由热工人员微调了电流匹配器中的电位器Ｗ，绕组温度计恢复显示正常。当时恢复后的实测数据如表２所示。
表２
实测数据
式的间接计算法，具有足够的精确度，因此把这种方法用于变压器绕组热点温度测量是目前一种经济、简便和实用性强的绕组热点测温方式。它是根据假设的变压器热模型，导出的热点温升计算公式，这是变压器绕组热点估算的经典方法，具有一定的精度，是一种实用有效的测量方法。
（３）热模拟测量法：原理如３．１所述。由于安装在变压器上的测温设备经过一段时间运行后精度降低，测量误差增大，存在隐患，法国已在电网中停止使用这种测温仪。
４．２热模拟测量法的改进建议
对热模拟测量法，因为原只有一个绕组温度
计，缺乏冗余判断，故将变压器绕组温度高做在保护的出口上。建议将原有的已经送到ＥＣＳ上的变压器２只油面温度计的温度和变压器一次侧Ａ、Ｃ相电流，利用“热模拟测量法”的公式，用ＥＣＳ来模拟２个变压器的“绕组温度”供监测用，增加了绕组温度的冗余判断。
这样在硬件上不需要增加设备，仅仅在ＥＣＳ软件上增加一个计算公式，添加２个显示的控件即可。
如进一步考虑，建议在ＥＣＳ再增设：
（１）３个绕组温度相互间偏差大报警，例如偏差大于５℃报警。
（２）绕组最高温度与油面温度偏差大报警，例如偏差大于１５℃报警。
因为，如果在变压器满载时，出现绕组温度计类似上述“微调电位器Ｗ接触不良”故障，保护将会误动。分析如下：
当时油面温度在６２℃，绕组最高温度显示
Ｔａｂｌｅ２
时刻
绕组温度温度１
Ｔｅｓｔｅｄｄａｔａ
%℃５７．７３６２．１８６３．９６６９．３６９．９４
%℃４４．８１５１．０１５３．６７６１．６７６２．４３
油温２Ａ相电流Ｃ相电流发电机负
载%ＭＷ%℃%Ａ%Ａ
１０１０∶１０∶５７１１∶５３１４∶２４４３１６∶
４５．３２５１．５２５５．０７６３．０７６４．４７
９０１．６７８９２．０６７８６．０１９１５．５６９２７．６１
９０７．１７８９６．９４７９１．０５９２５．９３９３８．７５
３５９．３５３６１．２２３２１．２１３７０．５７３７６．９
５月２日厂家来现场调试，原温度计特性略有
偏差，考虑到保护的重要性，还是更新了，并复测特性试验合格，见表３。经过三天试用均正常后，恢复主变绕组温度高的高定值跳闸出口压板。
表３
特性试验数据
Ｔａｂｌｅ３
模拟ＣＴ二次
电流Ｉｐ%Ａ
Ｄａｔａｏｆｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｔｅｓｔ
原温度计校前电流Ｉｓ%ｍＡ
新温度计校前电流Ｉｓ%ｍＡ
４．０３．６４７（额定）
３．０２．５
０．８２０．７５０．６５０．５６
０．９０５０．８３０．６７７０．５６４
９０℃，一次侧电流８１０Ａ，绕组的平均铜油温差ΔＴ约为４．７８２Ｋ。
实际应在６２＋１．３×４．７８２＝６８．２１６６℃，加热元件的电流Ｉｓ应在０．５Ａ左右，而反映的Ｉｓ变为１．０５Ａ左
右。
这样，如果变压器额定电流到１１７４Ａ时，标准的Ｉｓ应为０．７３Ａ，而错误的Ｉｓ将变为１．５３３Ａ。这时，对应的ΔＴ约为４３℃左右。
绕组最高温度＝６２＋１．３×４３＝１１７．９℃，大于１１５℃动作值，而且在此变压器顶层油温还是用当时的负载温度代入，实际到额定负载时顶层油温还要高，所以保护必将误动。
虽然，在１０５℃时会报警，但由于再上升到
４
４．１
改进建议
常用的绕组温度在线测量方法
目前，变压器绕组温度的在线测量方法概括起
来可分为直接测量法、间接计算法和热模拟测量法三种。
（１）直接测量法：该种方法一般在制造过程中埋设测温元件，埋设点越多测量越准确，但维护技术很复杂，价格也很昂贵。
（）：１１５℃时间太短，根据上升的曲线速率，时间在２ｍｉｎ
，
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俞立凡、李慧蓉：变压器绕组温度计异常的原因及改进建议
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视，以便将报警点设置提前。计中的关键元件：电热元件，它的温升特性是否符合理想的温升特性是影响该类仪表测量准确性的关键因素之一。从各使用单位的实际情况来看，有很多使用中甚至不少新出厂的温度计，其电热元件的温升误差比较大，一般在４Ｋ～６Ｋ，大的在８Ｋ～９Ｋ，远不变压器绕组能满足机械行业标准ＪＢ)Ｔ８４５０－１９９６《
温度计》中小于２Ｋ的要求。现在通过软件在ＥＣＳ上，抵消了电热元件温升误差，不仅模拟“绕组温度计”准确性比实际的“绕组温度计”高，而且在原有的基础上增加了冗余监测量，增加了故障判断的依据。
４．３改进的依据及公式
“热模拟测量法”的测温公式为：
绕组最高温度＝变压器顶层油温＋１．３×绕组的平
均铜油温差
其中“绕组的平均铜油温差”可用ＪＢ)Ｔ８４５０《变压器绕组温度计》电热元件温升曲线及函数表达式来计算。
根据ＪＢ)Ｔ８４５０《变压器绕组温度计》给出的理想电热元件温升函数Ｔ＝ｆ（Ｉｓ）的曲线，如图５所示，同时它还给出了“电流Ｉｓ，温升Δ对照表，见表４。Ｔ”
４．５对绕组温度计制造的改进建议
通过本次异常案例，我们知道在绕组温度计中
４０ΔＴ)Ｋ
３０２０１００．４
０．６
０．８
１．０Ｉｓ)Ａ
１．２
１．４
微调电位器Ｗ接触不良的隐患确实存在，而此微调电位器Ｗ在绕组温度计电路中起加热元件的分流器作用，当被保护的变压器额定铜油温升较小时，Ｉｓ就小，微调电位器Ｗ的分流量就大，则微调电位器
Ｗ的动触点更容易产生接触不良。为避免上述情况
发生，建议生产单位：
（１）微调电位器Ｗ在温度计生产组装时要确保是三只脚都焊接上。万一微调电位器Ｗ的动触点开路时，二只固定脚形成的固定电阻还有分流作用，减缓动触点开路的影响。
（２）在微调电位器Ｗ旁并联１个可投切的固定
表４
电热元件的温升函数表
图５电热元件的温升特性曲线
Ｆｉｇ．５Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｉｓｅｃｕｒｖｅｏｆｅｌｅｃｔｒｏｔｈｅｒｍａｌｕｎｉｔ
电阻（Ｒ１、Ｋ１），在微调电位器Ｗ前串联１个固定电阻（Ｒ２），详见图６。以减少微调电位器Ｗ的调节量，减缓动触点开路的影响。
３８
Ｔａｂｌｅ４
ΔＴ)Ｋ１０
１２
Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｉｓｅｌｉｓｔｏｆｅｌｅｃｔｒｏｔｈｅｒｍａｌｕｎｉｔ
１４
１６
１８
２０
２２
２４
２６
２８
３０
３２
３４
３６
Ｉｓ)Ａ０．７４０．８００．８６０．９２０．９８１．０４１．０９１．１４１．１９１．２４１．２８１．３２１．６３１．４０１．４４
（３）修改原跨线的整定规则，必要时增例如在本文中实加电流匹配器ＣＴ的挡位。
例的情况下，可否将原整定：降流：跨线１
对温升函数曲线，利用计算机软件进行４次多项式拟合时可表示为：
接７号～跨线２接１１号～８号、１４号（３．２Ａ～４．０Ａ），改为：降流：跨线１接７号～跨线２接１１号～８号、１４号（４．０Ａ～５．０Ａ）。目的是减少微调电位器Ｗ的分流量。例如在变压器额定工况下，假设电流匹配器中的
ΔＴ＝４．０２７６－１９．８９Ｉｓ＋５３．９２９Ｉｓ２－２６．１２４Ｉｓ３＋６．６７６６Ｉ４ｓ
（１）
或用简化的公式：
（２）ΔＴ＝ｋＩｓ２
式中ｋ＝１８．３８
Ｉｓ＝Ｉ)Ｉｅ×０．７３＝０．０００６２１８Ｉ（用低压绕组铜油温差ΔＴ＝９．３Ｋ在额定电流下加热电流为７３０ｍＡ代入时，虽然用的是一次侧电流，但由于主变是双绕组变压器，一、二次侧电流成正比，所以实际反映的是二次侧绕组的温度）
电位器Ｗ
Ａ１ΩＢ
Ｒ２
Ｒ１
Ｋ１
增
加部分
４．４改进后绕组温度的冗余数据对照改进后的实测数据见表５。
通过表５可以看出“绕组温度计”是采用热模
Ｆｉｇ．６
图６
增加可投切分流电阻电路示意图
Ａｄｄｅｄｓｗｉｔｃｈｉｎｇｄｉｖｉｄｅｄｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｃｉｒｃｕｉｔ，而绕组温度
表５
改进后的实测数据
Ｔａｂｌｅ５
时刻
绕组温度9℃
油温１9℃
Ｔｅｓｔｅｄｄａｔａａｆｔｅｒｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ
油温２9℃
Ａ相电流9Ａ８５５．１３７５９．６１８４９．４９６９５．０７８９２．０６９０８．５４６９６．４４７００．２６７１１．７０８９６．０３７３６．７２９０７．１７８９６．９４７１９．７９９１５．５６６９５．６８８７０．２４
Ｃ相电流9Ａ８６８．５６７６９．３８８４２．９３６９９．１９８９５．７２９１３．７３７０１．７８７０４．８３７１４．６０９０６．８６７４６．１９９０６．２５８９４．６５７１７．３５９１６．６３７０６．５１８７８．０２
负载9ＭＷ绕组温度１9℃绕组温度２9℃
３日３日３日３日３日４日４日４日４日４日４日４日４日４日４日５日５日
１１∶０４１２∶２４１６∶１２１８∶５１１７∶０６０∶４５３∶０７６∶１０６∶２１１０∶３２１１∶４６１４∶２６１６∶２５２１∶４５２３∶１０６∶４０１５∶０２
５９．５１６４．８５７２．６２６８．６７７３．８９７５．６８６６．７６６３．２０６３．２０７３．３８６５．３６７２．３６７３．７６６８．９２７１．６０６１．４２７３．２５
５０．１３５８．１１６３．７１６１．２９６４．２１６５．６１６０．６５５６．２１５６．２１６３．７１５９．２６６２．４３６４．０９６１．８０６１．８０５４．３１６５．７４
４９．８７５７．８６６４．８５６３．２０６６．２５６７．０１６１．８０５７．３５５７．３５６４．８５６０．４０６３．９６６５．６１６２．６９６３．５８５５．４５６５．３６
３４８．９４２９７．１３３３９．２５２８１．００３５８．５８３６２．８２２８０．１６２８１．２７２７９．３２３５６．９５３００．４９３６０．７６３５７．４８２９２．４８３６６．３７２８２．２６３４９．２８
５７．２４６３．７６７０．４２６６．０５７１．７６７３．４６６５．４５６１．０４６１．１６７１．４５６４．６０７０．１６７１．６２６６．７８６９．７０５９．１６７３．００
５７．１０６３．５８７０．２７６５．８１７１．６２７３．３２６５．２０６０．８０６０．９３７１．３１６４．４０７０．０２７１．４８６６．５５６９．５６５８．９２７２．８６
注：绕组温度１、２是ＥＣＳ根据公式（１）软件自动计算的结果（绕组温度１是油温１和Ａ相电流计算的结果，绕组温度２是油温２和Ｃ相
电流计算的结果）。
二次ＣＴ的变比“１０号～１４号”为０．４；“１１号～１４号”为０．５。则Ｉｈ（电流匹配器ＣＴ输出电流）的减小量ΔＩｈ为：
升流跨线１电流9Ａ
表７升流跨线整定表
Ｔａｂｌｅ７Ｓｅｔｌｉｓｔｉｎｃｕｒｒｅｎｔｂｏｏｓｔｃｒｏｓｓｌｉｎｅ
输入电流Ｉｐ＝０．５Ａ～１．５Ａ
跨线２
ΔＩｈ＝０．５Ｉｅ－０．４Ｉｅ＝０．５×３．６４６５－０．４×３．６４６５＝０．３６４６５（Ａ）
即在额定工况下，微调电位器Ｗ的分流量可以减少０．３６４６５Ａ，其他不变。
因为，绕组温度计中要求：额定工况下，Ｉｈ应在
如主变压器ＣＴ二次输出额定电流１．５Ａ～２．０Ａ之间。
Ｉｐ本来就在此区间，则不必通过变流器而直接将ＣＴ输出接到变送器接线柱的１号和１４号端；如不在此区间则应按表６、表７进行升流或降流。
而绕组温度计原考虑的出发点是：一般情况下，Ｉｓ（绕组温度计工作电流，即加热电流）约为Ｉｈ的
０．５～０．７０．７～０．８０．８～０．９０．９～１．２１．２～１．５
８号－９号７号－１４号１３号－１４号１２号－１４号１１号－１４号１０号－１４号
Ｗ的故障。
因此，建议跨线的整定规则要灵活，只要能保证微调电位器Ｗ能调整Ｉｓ到整定值，并留有一定调节余地，电流匹配器ＣＴ的输出电流Ｉｈ越小越好。
５结束语
变压器的使用寿命取决于它的绕组温度，故提
２9３，而当某些变压器铜油温差较小时，例如本文中的变压器，这时Ｉｓ仅为Ｉｈ的１9３左右，其他的２9３要靠微调电位器Ｗ来分流，势必容易造成微调电位器
表６
降流跨线整定表
高变压器温度监测的准确性十分必要，特别是已将绕组温度高保护出口跳闸的变压器，更显重要。
针对采用“热模拟测量法”的绕组温度计存在“电流匹配器部分”的故障可能，它已经对变压器的正常运行构成了一个事故隐患。故对有条件的运行单位，应采取措施，增加“绕组温度”的冗余监视，确保变压器的可靠运行。对绕组温度计生产单位，建议进一步完善，提高产品的可靠性。
（６０）
Ｔａｂｌｅ６Ｓｅｔｌｉｓｔｉｎｃｕｒｒｅｎｔｒｅｄｕｃｔｉｏｎｃｒｏｓｓｌｉｎｅ
降流跨线１
输入电流Ｉｐ＝２．０Ａ～５．０Ａ
跨线２
－２．０Ａ～２．６Ａ２．６Ａ～３．２Ａ３．２Ａ～４．０Ａ４．０Ａ～５．０Ａ
号－１４号－号号－号
风机
片式散热器汇流管变压器主体
表３
散热器再次改造后变压器顶层油温、负载情况
Ｔａｂｌｅ３Ｔｏｐｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓａｎｄｌｏａｄｓｏｆｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒａｆｔｅｒｔｈｅｓｅｃｏｎｄｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ
变压器油温+℃高压侧电流+Ａ环境温度+℃观察日期
５５５６５５．９５４
５６６５９７１００
３７３５３３２７
２００７－０５－２０２００７－０５－２１２００７－０５－２２２００７－０５－２３
图１再次改造后的散热器布置图
Ｆｉｇ．１Ｒａｄｉａｔｏｒａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｄｉａｇｒａｍａｆｔｅｒｔｈｅｓｅｃｏｎｄｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ
热器安装法兰进行安装，建议安装底吹式风机。
（３）在受场地限制无法安装底吹式风扇电机的情况下，要采用侧吹式风机吹风。此时，要充分考虑散热器间距对风冷效果的影响，应采用加装汇流管的办法来集中布置散热器，以便调整每组散热器间的距离，提高风冷时的冷却效果。
（４）在设计方案制定前，一定要进行现场实地查看和测量。要根据现场的实际情况，制定可行的改造方案。
综上所述，只要设计方案合理，对老变压器冷却系统进行更新改造是可行的，这将大大改善变压器的冷却效果，有利于变压器的安全运行。参考文献：
［１］
路长柏，朱英浩．电力变压器计算［Ｍ］．哈尔滨：黑龙江科
续跟踪观测，其结果如表３所示。
从表３中数据分析看，再次改造后的变压器其冷却效果得到了较大的改善，达到了散热器改造的预期效果。
５结论
（１）老变压器管式散热器改造为片式散热器，其
设计温升校核中，在考虑变压器铭牌所标注空载损耗、负载损耗的基础上，要适当加大总损耗的裕度系数，使得散热器的选型及数量的配置满足变压器冷却效果的需要。
（２）老变压器的管式散热器多为分散式布置，其分布在变压器四周，且每组管式散热器均有独立的风扇电机，而改造后的片式散热器若直接利用原散
学技术出版社，１９９０．
收稿日期：２００７－０６－０２
作者简介：郑永建（１９７６－），男，四川中江人，成都电业局工程师，从事变电检修及变压器检修技术管理工作；
肖
勇（１９６４－），男，四川都江堰人，成都电业局工程师，从事变电检修管理工作。
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
［３］应勇．变压器绕组热点温度在线测量方法的研究［Ｊ］．东北（上接第５６页）
电力技术，２００２，（９）：１８．
参考文献：
［１］冯悦波．一种变压器绕组温度测量方法［Ｊ］．变压器，２００１，
３８（５）：１３－１５．
［２］ＧＢ+Ｔ１５１６４－１９９４油浸式电力变压器负载导则［Ｓ］．
收稿日期：２００７－０５－１６
［４］ＪＢ+Ｔ８４５０变压器绕组温度计［Ｓ］．［５］
王琦．绕组温度计电热元件温升误差的修正［Ｊ］．计量技术，２００３，（１）：１８．
作者简介：俞立凡（１９６５－），男，浙江杭州人，杭州华电半山发电有限公司工程师，从事发电厂运行工作；
李慧蓉（１９７６－），女，浙江杭州人，杭州华电半山发电有限公司助理工程师，从事发电厂点检工作。
""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
崇仁变压器抢滩奥运场馆
９月７日上午，江西崇仁县江西广仁绿能科技有限公司
的员工将８台变压器装车运往北京，这批变压器将安装在北
京奥运场馆。据悉，这是该企业今年第四次往北京发货。江西司投生产树脂浇注干式电力变压器和组合式变压器等系列产品。该企业依托广东银钻电力发展有限公司业已形成的销售网络，在众多竞标厂家中脱颖而出，获得了北京市场２０００多５，项专及新产品开奖主要
第４４卷
第１１期
２００７年１１月
ＴＲＡＮＳＦＯＲＭＥＲ
Ｖｏｌ．４４Ｎｏ．１１Ｎｏｖｅｍｂｅｒ２００７
变压器绕组温度计异常的原因及改进建议
俞立凡，李慧蓉
（杭州华电半山发电有限公司，浙江杭州３１００１５）
摘要：介绍了９Ｆ燃机发电机主变压器的绕组温度计异常现象的分析和处理及绕组温度测量的热模拟法和改进建
议。
关键词：变压器；绕组温度计；热模拟法；处理；改进中图分类号：ＴＭ４０３．９
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００１－８４２５（２００７）１１－００５１－０７
ＡｂｎｏｒｍａｌＲｅａｓｏｎａｎｄＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔＰｒｏｐｏｓａｌｏｆＷｉｎｄｉｎｇ
ＴｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒｉｎＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ
ＹＵＬｉ－ｆａｎ，ＬＩＨｕｉ－ｒｏｎｇ
（ＨａｎｇｚｈｏｕＨｕａｄｉａｎＢａｎｓｈａｎＰｏｗｅｒＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００１５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆａｂｎｏｒｍａｌｐｈｅｎｏｍｅｎａｏｆｗｉｎｄｉｎｇｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒｉｎｍａｉｎｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｏｆ９Ｆｇａｓ－ｅｎｇｉｎｅｇｅｎｅｒａｔｏｒａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｗｉｎｄｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｉｔｓｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｐｒｏｐｏｓａｌａｒｅｐｒｅｓｅｎｔ－ｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ；Ｗｉｎｄｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；Ｔｈｅｒｍａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ；Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ
１引言
变压器的使用寿命取决于其绝缘材料的老化程度，而绕组温度（尤其是其最热部分的温度）对绝缘材料的老化起决定作用。所以，大、中型变压器都配备了绕组温度监测装置。
监测装置必须可靠，因为当变压器超出允许温度或监测装置不准确时，会给变压器的运行带来一定程度的影响。我公司的３台９Ｆ燃机主变中的２台在运行了１年多以后，绕组温度计都出现了相同的异常现象。笔者以２号主变为例，对绕组温度计的异常情况进行了分析，并提出改进建议，供大家讨论。
何操作。
现场就地检查：绕组温度计显示９０℃，与ＥＣＳ显示一致，油位表显示９０％，２只油面温度表显示
６２℃，红外线测温：变压器顶部外壳温度在５７℃～
５８℃，ＧＥ公司的变压器故障气体在线监视仪显示９０μＬAＬ（为正常值），冷却器工作正常（４组工作，１组备用，１组辅助，无报警）。
辅助的２组风扇投入运行；２３∶０６随即将备用、
机组减负载到２５０ＭＷ、２６ＭＶＡ，主变一次侧电流降为６２６Ａ。
２３∶１０温度在最高９３℃后开始稳定。０∶４５变压器上层油温降到５７℃，绕组温度稳定在８９℃。将刚投运的２组风扇停用，恢复原运行方
式，但温度变化均不大。
２异常经过
４月２６日２３∶０２突然发现２号主变绕组温度从６９℃开始上升。检查电气控制系统（ＥＣＳ）的显示
器（ＣＲＴ）监控：主变油温正常６２℃，主变三相电流平衡（高压侧），均为８１０Ａ左右，且小于额定值（Ｉｅ＝
３∶２２至４：００绕组温度开始从８９℃逐渐降至６１℃（负载２８０ＭＷ未变）。
４∶０５试加负载到３００ＭＷ后，绕组温度也升至８８℃，再减负载到２８０ＭＷ，绕组温度稳定在８８℃，上
层油温基本不变。
），℃
第４４
卷
７∶２９绕组温度又突然从５９℃上升至８５℃。详细温度异常变化见图１。
Ａ℃１８００９０１６００８０１４００７０１２００６０１０００５０８００４０６００３０４００２０２００１０００
６０８０
１００４０
２０１２０
１４００
绕组温度
上层油温
一次侧电流
图３
０∶００
２∶００
４∶００
６∶００
８∶００
ｔ
外观
Ｆｉｇ．３Ｏｕｔｌｉｎ
图１变压器绕组温度－负载曲线
温升。这样，绕组温度计指示的温度是变压器顶层油温与绕组对油的温升之和，它反映了被测变压器绕组的最热部分温度。
温度计座即油孔呈筒形焊接在变压器油箱顶部，与变压器油系统是隔离的，但导热。使用时先在温度计座内注满感温油再插入温包，然后取出温包，抽吸小量感温油后（确保温包全杆长的９５％能浸在油中即可），再放回温包并将螺纹固定。目的是使温度计座内的感温油有膨胀空间，并保证温度计座的热传导良好，确保测温准确。
另外，电流匹配器是一种电流变换装置，它的作用是为绕组温度计提供电源。其电气原理是由电流互感器输入的电流，经电流匹配器变换后，向绕组温度计内部的电热元件提供一个可调电流，从而达到模拟变压器绕组最热部分温度的目的。电流匹配器可进行粗调（调整线端Ｋ，即变化）和微调（调整电位器Ｗ，即与电热元件的分流比）。在整套的测量设备中，电热元件是该设备的核心元件，因为它的发热特性能否真实地反映变压器绕组的发热特性将直接影响测量结果。实物内部照片见图４。
Ｆｉｇ．１Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｌｏａｄｃｕｒｖｅｓｏｆｔｒａｎｓ－ｆｏｒｍｅｒｗｉｎｄｉｎｇ
３
３．１
原因分析及处理
变压器绕组温度计的热模拟测量法原理变压器绕组的发热是由变压器的负载损耗产
２
生的。由负载损耗Ｐ＝Ｉｒ公式可知，绕组的发热是和变压器电流的平方成正比的。由于变压器绕组是浸在绝缘油中的，因此，绕组温度计是在一个油温计的基础上，配备一台电流匹配器和一个电热元件，其原理见图２，外观见图３。温度计的传感器即温包插在变压器油箱顶层的油孔内。当变压器负载为零时，绕组不发热，故温度计读数为变压器油的温度；当变压器带上负载后，通过电流互感器输出的与负载成正比的电流，经电流匹配器调整后流经嵌装在波纹管内的电热元件，使电热元件发热。电热元件所产生的热量，使弹性元件的位移量增大。由于弹性元件的位移量是由变压器顶层油温和变压器负载电流决定的，因此在设计绕组温度计时，考虑了流经电热元件的电流（匹配器的二次电流）所产生的温度指示增量，它近似于变压器被测绕组对油的
压力式温度计
电流互感器ＣＴ
电流匹配器
温控接点
Ｉｐ
Ｉｈ
ＩＳＡ１Ω
Ｂ
Ｐｔ１００感温包
电阻
电热元件
温度计座
变压器本体
电位器Ｗ
图４绕组温度计实物内部照片
Ｆｉｇ．４Ｉｎｎｅｒｐｈｏｔｏｏｆｗｉｎｄｉｎｇｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒ
图２热模拟法原理图
３．２变压器非电量保护的配置
机机压压
第１１期
俞立凡、李慧蓉：变压器绕组温度计异常的原因及改进建议
５３
２４２ｋＶ%１９ｋＶ；额定容量４８００００ｋＶＡ。它的非电量保
护如表１所示。
表１
非电量保护配置
（２）绕组温度计是根据热模拟原理制成，计算公式为（公式中１．３为变压器绕组的热点系
数）：
绕组最高温度＝变压器顶层油温＋１．３×绕组的平均铜油温差
（３）由变压器厂家资料显示：在额定电流下的低压绕组平均铜油温差为ΔＴ＝９．３Ｋ。
（４）现在变压器一次侧的工作电流为
Ｔａｂｌｅ１Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｏｆｎｏｎ－ｅｌｅｃｔｒｉｃｑｕａｎｔｉｔｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ
保护类型本体重瓦斯本体轻瓦斯油面温度高绕组温度高绕组温度高高压力释放主变冷却器全停发信主变冷却器全停跳闸主变冷却器全停跳闸主变冷却器Ⅰ段电源故障主变冷却器Ⅱ段电源故障温度起动辅助冷却器温度停止辅助冷却器
保护规范德国０４－１０德国０４－１０
定值
作用全停３发信发信发信全停３全停３发信全停３全停３发信发信——
１．５ｍ%ｓ３００ｃｍ８５℃１０５℃１１５℃１２ＰＳＩ１ｍｉｎ３０ｍｉｎ６０ｍｉｎ３ｓ３ｓ６５℃５５℃
３
ＭＴ－ＳＴ１６０ＦＭＴ－ＳＴＷ１６０ＭＴ－ＳＴＷ１６０２０８－６０ＹＫ１３
ＫＴ１１（顶层油温≥７５℃时）ＫＴ１２（顶层油温＜７５℃时）
ＫＴ２ＫＴ３——
８１０Ａ，远小于额定电流Ｉｌｅ（１１７４Ａ）。虽然绕组
温度计用的是二次侧的电流，但此变压器是双绕组变压器，一次侧电流与二次侧电流成正比。
（５）变压器故障气体在线监视仪显示
９０μＬ%Ｌ（正常值）。
根据上述几点可以判断，变压器工作是正常的，绕组温度异常是由于绕组温度计故障造成的。而且从图１可知，故障时好时坏极不稳定。故障最大的可能是在电流匹配器部分，特别是微调电位器Ｗ处接触不良，出现的现象与图１符合。
假设绕组温度计反映的是真实的温度（按当时
表１中内容的说明如下。
（１）因进口气体继电器目前我省内尚无法检测整定，所以气体继电器保护定值依主变出厂技术文件设定。
（２）绕组温度计采用“热模拟法”原理，电流取至变压器低压侧绕组Ｍ１－Ｍ２，变比为２００００%５，所以二次额定电流为Ｉｅ＝１４５８６%４０００＝３．６４６５Ａ，需通过电流变送器降流：跨线１接７号～跨线２接８号、
１１号～１４号，根据厂家资料，在额定电流下低压绕
组平均铜油温差ΔＴ＝９．３Ｋ。
（３）全停３表示：跳燃机、灭磁、跳发电机开关、跳主变２２０ｋＶ开关、跳６ｋＶ１Ａ和１Ｂ段工作电源开关、切换厂用电Ａ和Ｂ。
（４）主变正常工作时分接头在４挡位置，分接电压为２３６ｋＶ，分接电流１１７４Ａ。
每台主变上有１台绕组温度计和２台油面温度
计，这三台温度计不但有压力式温度计，还带反映温度的Ｐｔ１００输出的电阻信号和４ｍＡ～２０ｍＡ变送器输出，供ＥＣＳ采集和ＣＲＴ显示等。其Ｐｔ１００的传输引线使用三线制（三线制的优点是可以减少因连接导线电阻值的改变而引起的测量误差，利用不平衡电桥检测因温度变化而导致输出电压的变化）。
９０℃计算），再根据当时的实际一次工作电流Ｉ为
８１０Ａ，换算成加热元件的电流Ｉｓ为：
Ｉｓ＝Ｉ%Ｉｌｅ×０．７３＝０．０００６２１８Ｉ＝０．０００６２１８×８１０＝０．５０３６５８Ａ
０．７３Ａ为额定负载下的加热元件电流。查表４可得：绕组的平均铜油温差ΔＴ约为４．７８２Ｋ。
则变压器顶层油温应该有：
变压器顶层油温＝绕组最高温度－１．３×绕组的平均铜油温差＝９０－１．３×４．７８２＝８３．７８３４℃，这显然是错误的。
再根据变压器顶层油温６２℃，换算成ΔＴ为：绕组的平均铜油温差ΔＴ＝（绕组最高温度－变压器顶层油温）%１．３＝（９０－６２）%１．３＝２１．５３８４６℃
查表４可得Ｉｓ约为１．０７Ａ则一次侧电流约为：
Ｉ＝Ｉｓ×Ｉｌｅ%０．７３＝１．０７×１１７４%０．７３＝１７２０．８Ａ
这显然也是错误的。
所以，确定为绕组温度计故障而非变压器绕组故障。
３．３综合分析
（１）由于２台油面温度计指示相近，均在６２℃
３．４处理对策
考虑到绕组温度高的高定值（１１５℃），保护要出
左右，现场红外线测温，变压器顶部外壳指示５８℃，口跳闸，会启动全停３保护，即：跳燃机、灭磁、跳发跳段
第４４
卷
工作电源开关和切换厂用电Ａ和Ｂ。
故参照ＤＬ%Ｔ５７２－１９９５《电力变压器运行规程》临时决定：
（１）撤出主变绕组温度高的高定值跳闸出口压板。
（２）当绕组温度达１１５℃及以上时应检查油温是否超过８５℃，如超过则立即减负载。
（３）当绕组温度无法监视时，应监视油温不超过８５℃。
在２８日９：３０，由热工人员微调了电流匹配器中的电位器Ｗ，绕组温度计恢复显示正常。当时恢复后的实测数据如表２所示。
表２
实测数据
式的间接计算法，具有足够的精确度，因此把这种方法用于变压器绕组热点温度测量是目前一种经济、简便和实用性强的绕组热点测温方式。它是根据假设的变压器热模型，导出的热点温升计算公式，这是变压器绕组热点估算的经典方法，具有一定的精度，是一种实用有效的测量方法。
（３）热模拟测量法：原理如３．１所述。由于安装在变压器上的测温设备经过一段时间运行后精度降低，测量误差增大，存在隐患，法国已在电网中停止使用这种测温仪。
４．２热模拟测量法的改进建议
对热模拟测量法，因为原只有一个绕组温度
计，缺乏冗余判断，故将变压器绕组温度高做在保护的出口上。建议将原有的已经送到ＥＣＳ上的变压器２只油面温度计的温度和变压器一次侧Ａ、Ｃ相电流，利用“热模拟测量法”的公式，用ＥＣＳ来模拟２个变压器的“绕组温度”供监测用，增加了绕组温度的冗余判断。
这样在硬件上不需要增加设备，仅仅在ＥＣＳ软件上增加一个计算公式，添加２个显示的控件即可。
如进一步考虑，建议在ＥＣＳ再增设：
（１）３个绕组温度相互间偏差大报警，例如偏差大于５℃报警。
（２）绕组最高温度与油面温度偏差大报警，例如偏差大于１５℃报警。
因为，如果在变压器满载时，出现绕组温度计类似上述“微调电位器Ｗ接触不良”故障，保护将会误动。分析如下：
当时油面温度在６２℃，绕组最高温度显示
Ｔａｂｌｅ２
时刻
绕组温度温度１
Ｔｅｓｔｅｄｄａｔａ
%℃５７．７３６２．１８６３．９６６９．３６９．９４
%℃４４．８１５１．０１５３．６７６１．６７６２．４３
油温２Ａ相电流Ｃ相电流发电机负
载%ＭＷ%℃%Ａ%Ａ
１０１０∶１０∶５７１１∶５３１４∶２４４３１６∶
４５．３２５１．５２５５．０７６３．０７６４．４７
９０１．６７８９２．０６７８６．０１９１５．５６９２７．６１
９０７．１７８９６．９４７９１．０５９２５．９３９３８．７５
３５９．３５３６１．２２３２１．２１３７０．５７３７６．９
５月２日厂家来现场调试，原温度计特性略有
偏差，考虑到保护的重要性，还是更新了，并复测特性试验合格，见表３。经过三天试用均正常后，恢复主变绕组温度高的高定值跳闸出口压板。
表３
特性试验数据
Ｔａｂｌｅ３
模拟ＣＴ二次
电流Ｉｐ%Ａ
Ｄａｔａｏｆｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｔｅｓｔ
原温度计校前电流Ｉｓ%ｍＡ
新温度计校前电流Ｉｓ%ｍＡ
４．０３．６４７（额定）
３．０２．５
０．８２０．７５０．６５０．５６
０．９０５０．８３０．６７７０．５６４
９０℃，一次侧电流８１０Ａ，绕组的平均铜油温差ΔＴ约为４．７８２Ｋ。
实际应在６２＋１．３×４．７８２＝６８．２１６６℃，加热元件的电流Ｉｓ应在０．５Ａ左右，而反映的Ｉｓ变为１．０５Ａ左
右。
这样，如果变压器额定电流到１１７４Ａ时，标准的Ｉｓ应为０．７３Ａ，而错误的Ｉｓ将变为１．５３３Ａ。这时，对应的ΔＴ约为４３℃左右。
绕组最高温度＝６２＋１．３×４３＝１１７．９℃，大于１１５℃动作值，而且在此变压器顶层油温还是用当时的负载温度代入，实际到额定负载时顶层油温还要高，所以保护必将误动。
虽然，在１０５℃时会报警，但由于再上升到
４
４．１
改进建议
常用的绕组温度在线测量方法
目前，变压器绕组温度的在线测量方法概括起
来可分为直接测量法、间接计算法和热模拟测量法三种。
（１）直接测量法：该种方法一般在制造过程中埋设测温元件，埋设点越多测量越准确，但维护技术很复杂，价格也很昂贵。
（）：１１５℃时间太短，根据上升的曲线速率，时间在２ｍｉｎ
，
第１１期
俞立凡、李慧蓉：变压器绕组温度计异常的原因及改进建议
５５
视，以便将报警点设置提前。计中的关键元件：电热元件，它的温升特性是否符合理想的温升特性是影响该类仪表测量准确性的关键因素之一。从各使用单位的实际情况来看，有很多使用中甚至不少新出厂的温度计，其电热元件的温升误差比较大，一般在４Ｋ～６Ｋ，大的在８Ｋ～９Ｋ，远不变压器绕组能满足机械行业标准ＪＢ)Ｔ８４５０－１９９６《
温度计》中小于２Ｋ的要求。现在通过软件在ＥＣＳ上，抵消了电热元件温升误差，不仅模拟“绕组温度计”准确性比实际的“绕组温度计”高，而且在原有的基础上增加了冗余监测量，增加了故障判断的依据。
４．３改进的依据及公式
“热模拟测量法”的测温公式为：
绕组最高温度＝变压器顶层油温＋１．３×绕组的平
均铜油温差
其中“绕组的平均铜油温差”可用ＪＢ)Ｔ８４５０《变压器绕组温度计》电热元件温升曲线及函数表达式来计算。
根据ＪＢ)Ｔ８４５０《变压器绕组温度计》给出的理想电热元件温升函数Ｔ＝ｆ（Ｉｓ）的曲线，如图５所示，同时它还给出了“电流Ｉｓ，温升Δ对照表，见表４。Ｔ”
４．５对绕组温度计制造的改进建议
通过本次异常案例，我们知道在绕组温度计中
４０ΔＴ)Ｋ
３０２０１００．４
０．６
０．８
１．０Ｉｓ)Ａ
１．２
１．４
微调电位器Ｗ接触不良的隐患确实存在，而此微调电位器Ｗ在绕组温度计电路中起加热元件的分流器作用，当被保护的变压器额定铜油温升较小时，Ｉｓ就小，微调电位器Ｗ的分流量就大，则微调电位器
Ｗ的动触点更容易产生接触不良。为避免上述情况
发生，建议生产单位：
（１）微调电位器Ｗ在温度计生产组装时要确保是三只脚都焊接上。万一微调电位器Ｗ的动触点开路时，二只固定脚形成的固定电阻还有分流作用，减缓动触点开路的影响。
（２）在微调电位器Ｗ旁并联１个可投切的固定
表４
电热元件的温升函数表
图５电热元件的温升特性曲线
Ｆｉｇ．５Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｉｓｅｃｕｒｖｅｏｆｅｌｅｃｔｒｏｔｈｅｒｍａｌｕｎｉｔ
电阻（Ｒ１、Ｋ１），在微调电位器Ｗ前串联１个固定电阻（Ｒ２），详见图６。以减少微调电位器Ｗ的调节量，减缓动触点开路的影响。
３８
Ｔａｂｌｅ４
ΔＴ)Ｋ１０
１２
Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｉｓｅｌｉｓｔｏｆｅｌｅｃｔｒｏｔｈｅｒｍａｌｕｎｉｔ
１４
１６
１８
２０
２２
２４
２６
２８
３０
３２
３４
３６
Ｉｓ)Ａ０．７４０．８００．８６０．９２０．９８１．０４１．０９１．１４１．１９１．２４１．２８１．３２１．６３１．４０１．４４
（３）修改原跨线的整定规则，必要时增例如在本文中实加电流匹配器ＣＴ的挡位。
例的情况下，可否将原整定：降流：跨线１
对温升函数曲线，利用计算机软件进行４次多项式拟合时可表示为：
接７号～跨线２接１１号～８号、１４号（３．２Ａ～４．０Ａ），改为：降流：跨线１接７号～跨线２接１１号～８号、１４号（４．０Ａ～５．０Ａ）。目的是减少微调电位器Ｗ的分流量。例如在变压器额定工况下，假设电流匹配器中的
ΔＴ＝４．０２７６－１９．８９Ｉｓ＋５３．９２９Ｉｓ２－２６．１２４Ｉｓ３＋６．６７６６Ｉ４ｓ
（１）
或用简化的公式：
（２）ΔＴ＝ｋＩｓ２
式中ｋ＝１８．３８
Ｉｓ＝Ｉ)Ｉｅ×０．７３＝０．０００６２１８Ｉ（用低压绕组铜油温差ΔＴ＝９．３Ｋ在额定电流下加热电流为７３０ｍＡ代入时，虽然用的是一次侧电流，但由于主变是双绕组变压器，一、二次侧电流成正比，所以实际反映的是二次侧绕组的温度）
电位器Ｗ
Ａ１ΩＢ
Ｒ２
Ｒ１
Ｋ１
增
加部分
４．４改进后绕组温度的冗余数据对照改进后的实测数据见表５。
通过表５可以看出“绕组温度计”是采用热模
Ｆｉｇ．６
图６
增加可投切分流电阻电路示意图
Ａｄｄｅｄｓｗｉｔｃｈｉｎｇｄｉｖｉｄｅｄｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｃｉｒｃｕｉｔ，而绕组温度
表５
改进后的实测数据
Ｔａｂｌｅ５
时刻
绕组温度9℃
油温１9℃
Ｔｅｓｔｅｄｄａｔａａｆｔｅｒｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ
油温２9℃
Ａ相电流9Ａ８５５．１３７５９．６１８４９．４９６９５．０７８９２．０６９０８．５４６９６．４４７００．２６７１１．７０８９６．０３７３６．７２９０７．１７８９６．９４７１９．７９９１５．５６６９５．６８８７０．２４
Ｃ相电流9Ａ８６８．５６７６９．３８８４２．９３６９９．１９８９５．７２９１３．７３７０１．７８７０４．８３７１４．６０９０６．８６７４６．１９９０６．２５８９４．６５７１７．３５９１６．６３７０６．５１８７８．０２
负载9ＭＷ绕组温度１9℃绕组温度２9℃
３日３日３日３日３日４日４日４日４日４日４日４日４日４日４日５日５日
１１∶０４１２∶２４１６∶１２１８∶５１１７∶０６０∶４５３∶０７６∶１０６∶２１１０∶３２１１∶４６１４∶２６１６∶２５２１∶４５２３∶１０６∶４０１５∶０２
５９．５１６４．８５７２．６２６８．６７７３．８９７５．６８６６．７６６３．２０６３．２０７３．３８６５．３６７２．３６７３．７６６８．９２７１．６０６１．４２７３．２５
５０．１３５８．１１６３．７１６１．２９６４．２１６５．６１６０．６５５６．２１５６．２１６３．７１５９．２６６２．４３６４．０９６１．８０６１．８０５４．３１６５．７４
４９．８７５７．８６６４．８５６３．２０６６．２５６７．０１６１．８０５７．３５５７．３５６４．８５６０．４０６３．９６６５．６１６２．６９６３．５８５５．４５６５．３６
３４８．９４２９７．１３３３９．２５２８１．００３５８．５８３６２．８２２８０．１６２８１．２７２７９．３２３５６．９５３００．４９３６０．７６３５７．４８２９２．４８３６６．３７２８２．２６３４９．２８
５７．２４６３．７６７０．４２６６．０５７１．７６７３．４６６５．４５６１．０４６１．１６７１．４５６４．６０７０．１６７１．６２６６．７８６９．７０５９．１６７３．００
５７．１０６３．５８７０．２７６５．８１７１．６２７３．３２６５．２０６０．８０６０．９３７１．３１６４．４０７０．０２７１．４８６６．５５６９．５６５８．９２７２．８６
注：绕组温度１、２是ＥＣＳ根据公式（１）软件自动计算的结果（绕组温度１是油温１和Ａ相电流计算的结果，绕组温度２是油温２和Ｃ相
电流计算的结果）。
二次ＣＴ的变比“１０号～１４号”为０．４；“１１号～１４号”为０．５。则Ｉｈ（电流匹配器ＣＴ输出电流）的减小量ΔＩｈ为：
升流跨线１电流9Ａ
表７升流跨线整定表
Ｔａｂｌｅ７Ｓｅｔｌｉｓｔｉｎｃｕｒｒｅｎｔｂｏｏｓｔｃｒｏｓｓｌｉｎｅ
输入电流Ｉｐ＝０．５Ａ～１．５Ａ
跨线２
ΔＩｈ＝０．５Ｉｅ－０．４Ｉｅ＝０．５×３．６４６５－０．４×３．６４６５＝０．３６４６５（Ａ）
即在额定工况下，微调电位器Ｗ的分流量可以减少０．３６４６５Ａ，其他不变。
因为，绕组温度计中要求：额定工况下，Ｉｈ应在
如主变压器ＣＴ二次输出额定电流１．５Ａ～２．０Ａ之间。
Ｉｐ本来就在此区间，则不必通过变流器而直接将ＣＴ输出接到变送器接线柱的１号和１４号端；如不在此区间则应按表６、表７进行升流或降流。
而绕组温度计原考虑的出发点是：一般情况下，Ｉｓ（绕组温度计工作电流，即加热电流）约为Ｉｈ的
０．５～０．７０．７～０．８０．８～０．９０．９～１．２１．２～１．５
８号－９号７号－１４号１３号－１４号１２号－１４号１１号－１４号１０号－１４号
Ｗ的故障。
因此，建议跨线的整定规则要灵活，只要能保证微调电位器Ｗ能调整Ｉｓ到整定值，并留有一定调节余地，电流匹配器ＣＴ的输出电流Ｉｈ越小越好。
５结束语
变压器的使用寿命取决于它的绕组温度，故提
２9３，而当某些变压器铜油温差较小时，例如本文中的变压器，这时Ｉｓ仅为Ｉｈ的１9３左右，其他的２9３要靠微调电位器Ｗ来分流，势必容易造成微调电位器
表６
降流跨线整定表
高变压器温度监测的准确性十分必要，特别是已将绕组温度高保护出口跳闸的变压器，更显重要。
针对采用“热模拟测量法”的绕组温度计存在“电流匹配器部分”的故障可能，它已经对变压器的正常运行构成了一个事故隐患。故对有条件的运行单位，应采取措施，增加“绕组温度”的冗余监视，确保变压器的可靠运行。对绕组温度计生产单位，建议进一步完善，提高产品的可靠性。
（６０）
Ｔａｂｌｅ６Ｓｅｔｌｉｓｔｉｎｃｕｒｒｅｎｔｒｅｄｕｃｔｉｏｎｃｒｏｓｓｌｉｎｅ
降流跨线１
输入电流Ｉｐ＝２．０Ａ～５．０Ａ
跨线２
－２．０Ａ～２．６Ａ２．６Ａ～３．２Ａ３．２Ａ～４．０Ａ４．０Ａ～５．０Ａ
号－１４号－号号－号
风机
片式散热器汇流管变压器主体
表３
散热器再次改造后变压器顶层油温、负载情况
Ｔａｂｌｅ３Ｔｏｐｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓａｎｄｌｏａｄｓｏｆｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒａｆｔｅｒｔｈｅｓｅｃｏｎｄｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ
变压器油温+℃高压侧电流+Ａ环境温度+℃观察日期
５５５６５５．９５４
５６６５９７１００
３７３５３３２７
２００７－０５－２０２００７－０５－２１２００７－０５－２２２００７－０５－２３
图１再次改造后的散热器布置图
Ｆｉｇ．１Ｒａｄｉａｔｏｒａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｄｉａｇｒａｍａｆｔｅｒｔｈｅｓｅｃｏｎｄｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ
热器安装法兰进行安装，建议安装底吹式风机。
（３）在受场地限制无法安装底吹式风扇电机的情况下，要采用侧吹式风机吹风。此时，要充分考虑散热器间距对风冷效果的影响，应采用加装汇流管的办法来集中布置散热器，以便调整每组散热器间的距离，提高风冷时的冷却效果。
（４）在设计方案制定前，一定要进行现场实地查看和测量。要根据现场的实际情况，制定可行的改造方案。
综上所述，只要设计方案合理，对老变压器冷却系统进行更新改造是可行的，这将大大改善变压器的冷却效果，有利于变压器的安全运行。参考文献：
［１］
路长柏，朱英浩．电力变压器计算［Ｍ］．哈尔滨：黑龙江科
续跟踪观测，其结果如表３所示。
从表３中数据分析看，再次改造后的变压器其冷却效果得到了较大的改善，达到了散热器改造的预期效果。
５结论
（１）老变压器管式散热器改造为片式散热器，其
设计温升校核中，在考虑变压器铭牌所标注空载损耗、负载损耗的基础上，要适当加大总损耗的裕度系数，使得散热器的选型及数量的配置满足变压器冷却效果的需要。
（２）老变压器的管式散热器多为分散式布置，其分布在变压器四周，且每组管式散热器均有独立的风扇电机，而改造后的片式散热器若直接利用原散
学技术出版社，１９９０．
收稿日期：２００７－０６－０２
作者简介：郑永建（１９７６－），男，四川中江人，成都电业局工程师，从事变电检修及变压器检修技术管理工作；
肖
勇（１９６４－），男，四川都江堰人，成都电业局工程师，从事变电检修管理工作。
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
［３］应勇．变压器绕组热点温度在线测量方法的研究［Ｊ］．东北（上接第５６页）
电力技术，２００２，（９）：１８．
参考文献：
［１］冯悦波．一种变压器绕组温度测量方法［Ｊ］．变压器，２００１，
３８（５）：１３－１５．
［２］ＧＢ+Ｔ１５１６４－１９９４油浸式电力变压器负载导则［Ｓ］．
收稿日期：２００７－０５－１６
［４］ＪＢ+Ｔ８４５０变压器绕组温度计［Ｓ］．［５］
王琦．绕组温度计电热元件温升误差的修正［Ｊ］．计量技术，２００３，（１）：１８．
作者简介：俞立凡（１９６５－），男，浙江杭州人，杭州华电半山发电有限公司工程师，从事发电厂运行工作；
李慧蓉（１９７６－），女，浙江杭州人，杭州华电半山发电有限公司助理工程师，从事发电厂点检工作。
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崇仁变压器抢滩奥运场馆
９月７日上午，江西崇仁县江西广仁绿能科技有限公司
的员工将８台变压器装车运往北京，这批变压器将安装在北
京奥运场馆。据悉，这是该企业今年第四次往北京发货。江西司投生产树脂浇注干式电力变压器和组合式变压器等系列产品。该企业依托广东银钻电力发展有限公司业已形成的销售网络，在众多竞标厂家中脱颖而出，获得了北京市场２０００多５，项专及新产品开奖主要