在线监测系统在配电变压器油温监测中的应用

骆兴华，曹永跃，姚德刚

(1.邢台供电公司，河北 邢台 054000;2.石家庄供电公司,石家庄 050051;3.中兴冀能实业公司,石家庄 050021)

1 概述

随着配电网规模的发展以及配电网设备质量的迅速提升，配电网设备定期检修模式已不适应电网及设备的管理要求，配电网设备应积极采用免维护、少维护设备，加强设备在线监测工作，不断探索新技术在配电网状态检修中的应用，积极推广应用带电测试技术和设备，有选择的安装应用成熟可靠的在线监测设备，进一步提高技术服务水平。

邢台市城市配电网变电站10 kV出线139条，分段线路367条；线路长度945.633 km，其中电缆线路250.243 km、架空线路695.39 km；柱上断路器617台；柱上变压器1 625台；箱式变压器380座，变压器550台；配电室27座，变压器40台；开闭所12座、环网柜344座、分支箱119座。变压器上层油的温度是反映配电变压器运行状况的关键数值，配电网状态检修评价导则规定变压器上层油温不宜经常在85～95 ℃运行。以前监测变压器油温只能靠人工现场监测，耗费大量的人力、物力等费用，增加了运营成本，且现场监测存在设备需要停电、测量数据少、科学性差等缺点。邢台供电公司应用油温在线监测系统，实时监测变压器油温变化，取得良好效果。

2 在线监测系统介绍

2.1 在线监测系统结构

油温在线监测系统由数据库、通信服务软件、油温传感器三部分组成。通过油温传感器将温度信号转换为电信号，利用每台变压器现有GPRS专用网络把数据传输到机房；机房设1台通信服务器负责时实采集各变电站测温数据，并写入数据库服务器；实时监控变压器温度变化。

2.1.1 数据库

数据库设置在机房服务器上，负责集中存放所有台区变压器的测温数据。数据库中存放下列库表：基本配置信息存放表、变压器配置数据表、测温终端配置数据表。详细保存全部测温点的实时采集温度数据。长期存放全部探头的汇总统计数据，数据汇总时间间隔可以是任意小时。

2.1.2 通信服务软件

通信服务软件负责接收所有变压器温度监测系统采集的全部温度数据，并集中存放到数据库服务器中；该软件自动启动，每天24 h连续不间断运行。能够直观显示所通信连接的台区个数、名称、时间等信息；能够直观显示各台区的通信终端个数、名称等信息；能够灵活设定允许连接哪些台区、哪些终端；自动读取所有探头测温数据，能够处理同一个探头数据被多个终端接收问题；按照设定的时间间隔，把测温数据存入数据库中；可以实现用户管理、日志管理等功能。

2.1.3 油温传感器

油温传感器芯体采用普通装配式芯体，材质为铂质材料；测量范围-200～600 ℃；该油温传感器通用性强，可定制结构形式和安装固定形式，方便现场安装，可将测量值转换为4～20 mA，实现远距离传输。测量时一端插入变压器内部，准确测量油温，一端连接测温终端装置，传输测量数据。

2.2 在线监测系统工作原理

2.2.1 油温测量

在一般的油浸式变压器上，都预留有测温的小孔，过去测温时将玻璃温度计插入测温孔进行测量，现在将油温传感器一端插入测温孔，通过测温终端装置将温度信号转换为电信号，然后用屏蔽导线将这个信号引出来(只需要2根线，既是供电电源线，又是信号传输线)，电流的大小就是温度信号(距离远近不重要)，经标准电阻变成电压信号，经过现有GPRS专用网络传到后台。

油温传感器采用复合传感器技术，其接线示意见图1。引入第3根输入线R2可有效消除因引入线内阻而产生的固有误差，R1是铂电阻，R0为户外至主控室(或保护室)电缆芯线内阻，由于引用第3根线R2形成等臂电桥，从而消除了R0的影响。因此，只有3根芯线内阻R0完全相等时才能消除内阻对测量结果的影响。

图1 油温传感器接线示意

油温传感器通过系统的5 V供电端，经一个3．92 kΩ的电阻连接到Pt100。为预防引起严重的非线性问题，采用后级电路单片机软件进行校正。按照Pt100 的参数，温度值在0～150 ℃时，电阻值为100～157.33 Ω，按照串联分压原理，计算出其输出电压，油温传感器数据采集系统原理示意见图2。

图2 油温传感器数据采集系统原理示意

2.2.2 数据传输

在配电变压器台架下方安装测温终端，由测温终端实时采集变压器运行温度，通过终端内嵌GPRS模块向数据库发送数据。变压器测温终端示意见图3。

图3 变压器测温终端示意

2.2.3 油温实时监测

监控中心设1台数据库服务器，安装Microsoft SQL Server数据库管理系统，并创建温度数据库WinallTemp，用于存放系统配置信息和所有采集数据。设备运维人员通过该系统可以及时了解变压器运行工况，实现变压器油温实时监测。

3 在线监测系统应用

邢台供电公司于2011年6月在青轮II线前炉子新村台区、园华I线新西街东台区等20台变压器上安装了油温在线监测装置。该系统应用至今运行稳定、监控装置工作正常，实现了变压器油温实时监测。另外该系统与配电网生产管理系统建立了接口，并在系统中增加了油温展示模块，增加了油温过高系统报警等功能，不仅能维护变压器基本信息和监测温度变化，还方便了数据的查看，弥补了运行变压器油温无法远程监测的缺点，有效提升了邢台供电公司配电专业的技术实力。

4 结束语

在线监测系统在邢台供电公司20台变压器的试用效果良好，能够满足实际生产工作的需要，该系统通过了国家电网公司配网状态检修验收工作组检验，具有广阔的应用前景和推广价值。推广应用该系统时，建议对没有预留油温测量探头插孔的变压器，采用在变压器器身外部，靠近易发热的部位安装吸附式测温探头，以保证变压器器身温度能够准确监测；对该系统功能进行扩展时，可以考虑对在线监测变压器进出两端导线接头的温度进行测量，使变压器的运行更加安全可靠。