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中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0073-02
一、前言
变压器温度是变电站安全运行的重要指标，一般情况下220kV变压器会配有一套绕组温度计和两套油温计，上述三台温度计可以输出Pt100信号供给控制室温度显示装置，也可以输出4～20mA信号供计算机识别。国网公司变压器运行规范规定：确保现场温度计指示的温度、控制室温度显示装置、监控系统的温度三者基本保持一致，误差一般不超过5℃。
盘锦供电公司运行管理中的天河220KV变电站一号变压器（济南西门子.SFP-240000/220），配有德国产Messko油面温度计2只，绕组温度计1只。绕组温度计测量装置为ZT-F2型。据资料显示，该装置在运行过程中故障率较高，其CT电流补偿回路经常出现断线故障，影响到变压器绕组温度的正确测量，CT回路断线，严重威胁变压器的安全运行。本文根据本单位出现的一次传感器故障排除，对故障原因分析，提出了相应的改进方法。
二、ZT-F2型绕组温度计测量装置的原理介绍
绕组温度计测量装置由机械表和测量装置两部分组成。机械表型号为MT-STW160F2，其包括感温包、毛细管和温度指示表（包括弹性元件、指针、微动开关）等部分组成，见图1。当感温包内感温介质受热膨胀所产生的体积增量通过毛细管传递到弹性原件上，使弹性元件产生一个位移，这个位移经机构放大后，指示出被测量并带动微动开关工作。
ZT-F2型绕组温度测量装置见图2，其包括电流补偿回路，PT100测温元件、感温包等部分。其中PT100测温元件和电流加热补偿回路均安装于感温包内，机械表的感温包已插入其中。PT100随温度的变化其电阻也发生变化，通过变送器将PT100测量的温度转换成4mA—20mA的测量信号送给监控系统。
变压器绕组温度测量是通过测量变压器顶层油温T0基础上，再施加一个随变压器负荷电流变化的附加温升ΔT，由此二者之和T0+ΔT即可模拟变压器最热点温度。
ZT-F2型绕组温度测量装置是直接将CT电流通过加热回路来补偿绕组温度，其补偿回路见图3，通过调节与补偿回路并联的分流回路上的电阻来调节补偿温度的大小。分流回路电阻为：
式中 I—变压器额定电流，A
Ih---补偿回路电流，A
Ih是通过ZT-F2型绕组温度测量装置的温升表来查找，其表见表1。
以天河变一号主变绕组温度为例，天河220kV变电站一号主变的型号为西门子.SFP，容量为240MVA，制造商技术资料给定主变I=1.726A，铜油温升为ΔT=12K。查表，得Ih=800mA。
分流回路电阻为：
分流回路电阻R可以取3.66Ω，即将图3中8Ω、4Ω电阻短接，将A-B点短接，其分流电阻就为3.66Ω。
三、天河220kV变电站一号主变绕组温度测量装置故障处理
（一） 温度测量装置故障现象描述：
盘锦天河220KV变电站一号变压器（西门子SFP-240000/220），配有德国产Messko温度计3只（其中南北两各安装一块油面温度，北侧另安装一块绕组温度计）。2014年9月15日，调度监控人员人员发现计算机后台显示南、北两侧两只油面温度计温度分别为27℃、29℃，而绕组温度计显示为214℃，而现场温度计显示分别为：南侧油面29℃、北侧油面27℃、绕组温度27℃；二次远方温显仪闪烁无法读取数值，本体与远方之间温度两表偏差超过规定标准。见图4。变电站主变压器的报警温度为90℃，跳闸温度设置为115℃，由于主变的温度跳闸回路二次保护压板未投入，故主变未跳闸。由于两块油面温度指示为27℃、29℃，对主变绕组进行红外测温，外表温度也未见明显升高。
（二） 温度测量装置故障原因分析
1、主变绕组的PT100测量温度（计算机上显示）和现场机械表温度显示不一致，且差异很大，有两种情况：一是有可能绕组温度很高；另一种可能就是PT100电阻元件故障。对主变绕组A、B、C相进行红外测温，外表温度未见明显升高，说明变压器绕组温度并没有升高。经对主变绕组的PT100电阻元件进行测量，发现电阻元件阻值为无穷大，已经损坏。这是计算机后台显示为214℃的主要原因。
2、主变油温为27℃，绕组温度机械表温度也为27℃，就是说主变顶层油温与绕组温度基本相同。初步分析有可能是绕组温度计内置变流器电流输出模块损坏（这是一体化Messko温度计常见故障），导致风机无法启动，严重影响变压器安全运行。
经查阅技术手册，天河变一号主变绕组的CT电流Ict=1.726A，一号主变的铜油温为△T =12K，根据绕组温度计设定表得到额定工况下加热回路电流Ih=0.8A；由图3计算电流补偿回路电阻为：，此结果与现场实际电阻设定值4.33Ω相匹配，验证了现场工况符合产品技术要求。
如果变流器内部的加热回路断路，从CT输入的1.726A电流将不通过电热丝，而全部流经分流回路（回路电阻R=4.33Ω）；此时加热回路电热丝由于没有电流通过，不会产生附加温升，其现象即为实测绕组温度与油面温度接近，符合运行所报缺陷的描述。故障时分流回路因流经1.726A 电流，根据焦耳定律Q=I2Rt可以看出元件发热是正常工况下的近3倍，而内部封闭的变流器使得热量无法消散，因此长期发热异常最终导致线路板烧毁。根据分析，这类故障不会造成瞬时的故障恶化，而是逐步破坏回路及元件状态，使得元件损坏。
考虑到绕组温度测量装置中的CT电流分流回路是电子元件，在30℃、1.726A的电流下无法长期运行，有可能造成CT回路开路，威胁到变压器的安全，严重时造成套管CT故障，影响主变的安全运行。但绕组温度测量装置安装在变压器顶部，主变不停电时，无法对测量装置进行更换，因此只有将主变停电处理。 （三） 温度测量装置故障处理过程
2015年12月8日，将主变停电，对故障的绕组温度计测量装置进行处理。经对绕组温度计测量装置ZT-F2变流器检查发现，该变流器有明显烧灼痕迹。
进一步检查发现：该绕组温度计配套的ZT-F2变流器用于测量的Ih的1Ω电阻的一个焊脚开焊。分析为电路板烧灼的主要原因。所以虽然天河变一号主变绕组温度计的分流电阻超负荷运行时间较长（前后有超过近3个月），但由于主变负荷不大，电路元件融毁不是很严重，没有引发CT开路，故障情况没有进一步扩大。
依据国家电网公司Q/GDW 440-2010 《油浸式变压器测温装置现场校准规范》附录C规定的<温度计采购规范>要求，经过筛选，确定选用“科宏”牌绕组温度计BWR906L6H对其更换。
拆除原有温度计和电流模块。在变压器本体更换“科宏”BWR906L6油面温度计，从安装在箱顶的温度计复合传感器引出Pt100线，在端子箱内安装温度转换模块H420Y一只，由其产生4～20mA电流信号，与原保护系统衔接。
在指针表下面使用控制电缆（配备航空插头的12*1.5电缆至端子箱）科宏BWR906指针表提供K1～K6 六对常开接点，对应原来坏表的K1～K6，实现对变压器的后续保护。
主变恢复运行后，检查绕组温度计运行正常。
四、绕组温度测量装置设计存在的不足
（1） 绕组温度测量装置安装位置不当，造成故障率高。绕组温度测量装置安装于变压器顶部。由于绕组温度测量装置内有电子元件，当长期运行在高温环境下时，故障率会上升。
（2）这只温度计的损坏，导致计算机无法监测和自动控制，充分暴露了一体化温
度计的设计缺陷，与“反措18条”信号传输
要有各自的独立通道要求相违。
五、改进措施
（一）为防止绕组温度补偿CT回路开路，可以在CT回路上加装压敏二极管。
（二）目前在役Messko变流器的输入范围2.0A比较小，容易引发故障（GB/T8450是5A），在必要的时候对另一台在运行的绕组温度计进行更换改造，防止出现类似故障，消除绕组温度计的安全隐患。
（三）这次大修因为电缆线路通道问题，我们把温度转换模块安装在变压器控制箱内，按照该产品使用环境温度要求在0℃以上，虽然控制箱内有除潮加热装置，但是抵抗不了严寒，一定要在该控制箱内加装加热保护装置。防止该模块冻坏！
六、结束语
本文ZT-F2型绕组温度测量装置的原理和参数设置方法进行了介绍，通过对天河变一号主变绕组测量装置的故障原因分析并处理，指出了绕组温度测量装置存在的缺陷，并给出相应的改进措施。
参考文献：
[1] 何平，文习山.变压器绕组表形的频率响应分析法综述[J].高电压技术，2006，32（5）：37-41.
[2] 应勇，刘富家.变压器绕组热点温度在线测量方法的研究[J].东北电力技术，2002，23（9）：17-19.
[3] 冯悦波.一种变压器绕组温度测量法[J].变压器，2001，38（5）：13-15.
一、前言
变压器温度是变电站安全运行的重要指标，一般情况下220kV变压器会配有一套绕组温度计和两套油温计，上述三台温度计可以输出Pt100信号供给控制室温度显示装置，也可以输出4～20mA信号供计算机识别。国网公司变压器运行规范规定：确保现场温度计指示的温度、控制室温度显示装置、监控系统的温度三者基本保持一致，误差一般不超过5℃。
盘锦供电公司运行管理中的天河220KV变电站一号变压器（济南西门子.SFP-240000/220），配有德国产Messko油面温度计2只，绕组温度计1只。绕组温度计测量装置为ZT-F2型。据资料显示，该装置在运行过程中故障率较高，其CT电流补偿回路经常出现断线故障，影响到变压器绕组温度的正确测量，CT回路断线，严重威胁变压器的安全运行。本文根据本单位出现的一次传感器故障排除，对故障原因分析，提出了相应的改进方法。
二、ZT-F2型绕组温度计测量装置的原理介绍
绕组温度计测量装置由机械表和测量装置两部分组成。机械表型号为MT-STW160F2，其包括感温包、毛细管和温度指示表（包括弹性元件、指针、微动开关）等部分组成，见图1。当感温包内感温介质受热膨胀所产生的体积增量通过毛细管传递到弹性原件上，使弹性元件产生一个位移，这个位移经机构放大后，指示出被测量并带动微动开关工作。
ZT-F2型绕组温度测量装置见图2，其包括电流补偿回路，PT100测温元件、感温包等部分。其中PT100测温元件和电流加热补偿回路均安装于感温包内，机械表的感温包已插入其中。PT100随温度的变化其电阻也发生变化，通过变送器将PT100测量的温度转换成4mA—20mA的测量信号送给监控系统。
变压器绕组温度测量是通过测量变压器顶层油温T0基础上，再施加一个随变压器负荷电流变化的附加温升ΔT，由此二者之和T0+ΔT即可模拟变压器最热点温度。
ZT-F2型绕组温度测量装置是直接将CT电流通过加热回路来补偿绕组温度，其补偿回路见图3，通过调节与补偿回路并联的分流回路上的电阻来调节补偿温度的大小。分流回路电阻为：
式中 I—变压器额定电流，A
Ih---补偿回路电流，A
Ih是通过ZT-F2型绕组温度测量装置的温升表来查找，其表见表1。
以天河变一号主变绕组温度为例，天河220kV变电站一号主变的型号为西门子.SFP，容量为240MVA，制造商技术资料给定主变I=1.726A，铜油温升为ΔT=12K。查表，得Ih=800mA。
分流回路电阻为：
分流回路电阻R可以取3.66Ω，即将图3中8Ω、4Ω电阻短接，将A-B点短接，其分流电阻就为3.66Ω。
三、天河220kV变电站一号主变绕组温度测量装置故障处理
（一） 温度测量装置故障现象描述：
盘锦天河220KV变电站一号变压器（西门子SFP-240000/220），配有德国产Messko温度计3只（其中南北两各安装一块油面温度，北侧另安装一块绕组温度计）。2014年9月15日，调度监控人员人员发现计算机后台显示南、北两侧两只油面温度计温度分别为27℃、29℃，而绕组温度计显示为214℃，而现场温度计显示分别为：南侧油面29℃、北侧油面27℃、绕组温度27℃；二次远方温显仪闪烁无法读取数值，本体与远方之间温度两表偏差超过规定标准。见图4。变电站主变压器的报警温度为90℃，跳闸温度设置为115℃，由于主变的温度跳闸回路二次保护压板未投入，故主变未跳闸。由于两块油面温度指示为27℃、29℃，对主变绕组进行红外测温，外表温度也未见明显升高。
（二） 温度测量装置故障原因分析
1、主变绕组的PT100测量温度（计算机上显示）和现场机械表温度显示不一致，且差异很大，有两种情况：一是有可能绕组温度很高；另一种可能就是PT100电阻元件故障。对主变绕组A、B、C相进行红外测温，外表温度未见明显升高，说明变压器绕组温度并没有升高。经对主变绕组的PT100电阻元件进行测量，发现电阻元件阻值为无穷大，已经损坏。这是计算机后台显示为214℃的主要原因。
2、主变油温为27℃，绕组温度机械表温度也为27℃，就是说主变顶层油温与绕组温度基本相同。初步分析有可能是绕组温度计内置变流器电流输出模块损坏（这是一体化Messko温度计常见故障），导致风机无法启动，严重影响变压器安全运行。
经查阅技术手册，天河变一号主变绕组的CT电流Ict=1.726A，一号主变的铜油温为△T =12K，根据绕组温度计设定表得到额定工况下加热回路电流Ih=0.8A；由图3计算电流补偿回路电阻为：，此结果与现场实际电阻设定值4.33Ω相匹配，验证了现场工况符合产品技术要求。
如果变流器内部的加热回路断路，从CT输入的1.726A电流将不通过电热丝，而全部流经分流回路（回路电阻R=4.33Ω）；此时加热回路电热丝由于没有电流通过，不会产生附加温升，其现象即为实测绕组温度与油面温度接近，符合运行所报缺陷的描述。故障时分流回路因流经1.726A 电流，根据焦耳定律Q=I2Rt可以看出元件发热是正常工况下的近3倍，而内部封闭的变流器使得热量无法消散，因此长期发热异常最终导致线路板烧毁。根据分析，这类故障不会造成瞬时的故障恶化，而是逐步破坏回路及元件状态，使得元件损坏。
考虑到绕组温度测量装置中的CT电流分流回路是电子元件，在30℃、1.726A的电流下无法长期运行，有可能造成CT回路开路，威胁到变压器的安全，严重时造成套管CT故障，影响主变的安全运行。但绕组温度测量装置安装在变压器顶部，主变不停电时，无法对测量装置进行更换，因此只有将主变停电处理。 （三） 温度测量装置故障处理过程
2015年12月8日，将主变停电，对故障的绕组温度计测量装置进行处理。经对绕组温度计测量装置ZT-F2变流器检查发现，该变流器有明显烧灼痕迹。
进一步检查发现：该绕组温度计配套的ZT-F2变流器用于测量的Ih的1Ω电阻的一个焊脚开焊。分析为电路板烧灼的主要原因。所以虽然天河变一号主变绕组温度计的分流电阻超负荷运行时间较长（前后有超过近3个月），但由于主变负荷不大，电路元件融毁不是很严重，没有引发CT开路，故障情况没有进一步扩大。
依据国家电网公司Q/GDW 440-2010 《油浸式变压器测温装置现场校准规范》附录C规定的<温度计采购规范>要求，经过筛选，确定选用“科宏”牌绕组温度计BWR906L6H对其更换。
拆除原有温度计和电流模块。在变压器本体更换“科宏”BWR906L6油面温度计，从安装在箱顶的温度计复合传感器引出Pt100线，在端子箱内安装温度转换模块H420Y一只，由其产生4～20mA电流信号，与原保护系统衔接。
在指针表下面使用控制电缆（配备航空插头的12*1.5电缆至端子箱）科宏BWR906指针表提供K1～K6 六对常开接点，对应原来坏表的K1～K6，实现对变压器的后续保护。
主变恢复运行后，检查绕组温度计运行正常。
四、绕组温度测量装置设计存在的不足
（1） 绕组温度测量装置安装位置不当，造成故障率高。绕组温度测量装置安装于变压器顶部。由于绕组温度测量装置内有电子元件，当长期运行在高温环境下时，故障率会上升。
（2）这只温度计的损坏，导致计算机无法监测和自动控制，充分暴露了一体化温
度计的设计缺陷，与“反措18条”信号传输
要有各自的独立通道要求相违。
五、改进措施
（一）为防止绕组温度补偿CT回路开路，可以在CT回路上加装压敏二极管。
（二）目前在役Messko变流器的输入范围2.0A比较小，容易引发故障（GB/T8450是5A），在必要的时候对另一台在运行的绕组温度计进行更换改造，防止出现类似故障，消除绕组温度计的安全隐患。
（三）这次大修因为电缆线路通道问题，我们把温度转换模块安装在变压器控制箱内，按照该产品使用环境温度要求在0℃以上，虽然控制箱内有除潮加热装置，但是抵抗不了严寒，一定要在该控制箱内加装加热保护装置。防止该模块冻坏！
六、结束语
本文ZT-F2型绕组温度测量装置的原理和参数设置方法进行了介绍，通过对天河变一号主变绕组测量装置的故障原因分析并处理，指出了绕组温度测量装置存在的缺陷，并给出相应的改进措施。
参考文献：
[1] 何平，文习山.变压器绕组表形的频率响应分析法综述[J].高电压技术，2006，32（5）：37-41.
[2] 应勇，刘富家.变压器绕组热点温度在线测量方法的研究[J].东北电力技术，2002，23（9）：17-19.
[3] 冯悦波.一种变压器绕组温度测量法[J].变压器，2001，38（5）：13-15.