变压器用绕温度计的误差分析

变压器绕组温度异常原因及诊断方法摘要：变压器是电力系统中的重要组成部分之一，广泛应用于电力系统中。

而绕组温度直接决定变压器的使用寿命，所以为了保障变压器运行安全可靠，延长变压器的使用寿命，研究变压器绕组温度异常原因及诊断方法具有十分重要的意义。

关键词：变压器绕组；温度异常原因；诊断方法电力变压器是电力系统中最为重要的电气设备之一，其运行状况对电力系统安全可靠运行关系极大。

在电力变压器的主要机构中，绕组是非常重要的组成部分。

因绕组超温运行，导致绝缘老化，电力变压器绕组击穿、烧毁事故有相当大比例。

某变电站发生过一起变器烧毁的严重故障，故障后检查变压器发现变压器绕组已经击穿、严重烧毁，故障的原因是变器绕组某一点出现异常高温（可能有毛刺或者其他缺陷），这种异常的绕组高温逐渐积聚，导致烧穿绝缘，最终引发变压器故障。

1变压器绕组温度异常原因1.1内部故障引起温度异常变压器内部故障如匝间短路或层间短路，线圈对围屏放电，内部引线接头发热，铁芯多点接地使祸流增大过热，零序不平衡电流等漏磁通与铁件油箱形成回路而发热等因素引起变压器绕组温度异常时，还将伴随着瓦斯或差动保护动作，故障严重时还可能使防爆管或压力释放阀喷油，这时变器应停用检查。

1.2冷却器不正常运行引起温度异常冷却器不正常运行或发生故障如潜油泵停运，风扇损坏，散热管道积祐，冷却效率不良，散热器阀门没有打幵等原因引起变压器绕组温度异常。

应及时对冷却系统进行维护和冲洗或投入备用冷却器，否则就要调整变压器的负荷。

1.3温度指示器有误差或指示失灵温度表的故障主要是远传温度表的显示数据，与标准数据相比较误差很大，造成远传温度表指针不能正确指示、计算机终端不能正确显示主变压器实际温度，给变压器安全运行造成运行隐患。

变压器温度表的故障主要表现在：装置故障和人为故障两个方面。

装置故障方面表现在装置及设备本身存在各种各样的误差，综合误差导致超过允许范围，形成故障。

可以表现在PT100销电阻随温度变化的非线性对应关系，导致简单的计算公式失效，显示器以及计算机显示不准确，存在装置故障。

变压器用绕组温度计的误差分析一．概述随着对变压器运行安全要求的不断提高，绕组温度计（以下简称温度计）作为一种运行监护元件已愈来愈广泛地应用在变压器产品上。

虽然一般温度计的使用说明中指出：“温度计内电热元件温度的增加正比于绕组与油箱顶部（油面）温度之差的增加”。

严格来说，这一说法是不确切的．因为对不同结构的变压器绕组，虽然可使电热元件内流过的电流与统组负载电流成正比，但由于电热元件与绕组的冷却条件不可能完全相同，这就使得相同的电流变化却不一定在统组和电热元件内引起相同的温度变化，换句话说，在某些情况下，温度计显示的温度可能是“虚假”的．因而有必要对温度计应用的实际情况作一分析．二．绕组温度计的工作原理统组温度计是利用“热模拟”（thermalimage）原理间接测量统组热点温度的，其主要组成部分如图1所示．温度计的主要组成部分：温包、测量波纹管及连接二者的毛细管，组成反映变压器顶层油温的测量系统；电流互感器、电流匹配器及电热元件，组成反映绕组负载电流变化的热模拟部分以及用于补偿环境温度的补偿波纹管．测量系统中注满一种体积随温度变化的液体，将该系统中的温包置于油箱顶部，以感应变压器顶层油温，顶层油温的变化，引起测量系统中液体的胀缩，导致测量波纹管的位移。

由电流互感器取得的与负载电流成正比的电流Ip经电流匹配器调整后，Ip变化为Is，加到测量波纹管内的电热元件上，该电流在电热元件上所产生的热量，使测量波纹管在原有位移的基础上产生一相应的位移增量，加大后的位移量经机械放大带动指针转动，从而在仪表上显示出对应负载电流的统组温度．若通过电热元件的电流Is所产生的热量，使测量波纹管位移变化所带来的温度增量近似等于被测绕组热点温度对变压器顶层油温（即温包放置处油温）之差，则绕组温度计所显示的温度就反映了绕组的热点温度．图2三．绕组温度计的误差分析在变压器的热计算完成以后，需要确定温度计的基准工作点，即所谓“整定”，它是以一定的绕组负载电流为基准，选取电流互感器电流比及电流匹配器系数，使基准状态下的温度计温度等于绕组的热点温度．设统组在某一基准电流Iw下的平均温升为Twa，相应油平均温升为Toa。

主变本体测温探头R 1R 2R 3温度转换器4-20mA 0-160℃2nC182nC171号主变2n 测控装置C01C02C03C04C17C18C19C200-5V 直流电压-20-160℃后台显示图1测温回路原理图表2主变测温装置的构成设备名称型号编号生产厂家油面温度计MESSKO 020337286浙江科宏仪器仪表有限公司温度转换器G420203562853浙江科宏仪器仪表有限公司测控装置NSA3101206584233南京电研电力自动化有限公司一例主变测温装置误差分析处理及建议徐开颜（金华电业局，浙江金华321001）1前言主变顶层油温作为主变运行状况的一个重要指标，特别是变压器运行在高温、高负载时关系到主变的安全运行，因此主变测温装置的故障受到主管部门的重视。

由于测温装置涉及环节较多，影响主变顶层油温测量误差的因素也较多，其中任一环节出现故障，都将造成测量结果失真。

2缺陷2009年5月10日，110kV 变电所1号主变检修，用CST6002便携式温度校验设备对1号主变测温装置进行校验工作，在校验中测得的具体数据如表1所示。

从表1中可看出，本体温度显示值与后台显示温度相差悬殊，在80℃时达到了9.6℃之多，同时在后台的数据反映跳动的数据不正确且不稳定。

从输出电流值和测控装置输出电压值上找不出规律。

3原理分析主变测温装置主要由复合传感器、温度传感器、油面温度显示器、温度测控装置（变送器）、后台转换器及监控中心机等组成。

复合传感器主要是将主变上层油温转化为铂电阻信号或电压、电流信号，传送至温度变送器或温度测控单元，经过换算成直流0V~5V 电压输出给后台及监控中心，后台及监控中心再根据0V~5V 的电压，按相应的计算公式换算成与之相对应的温度值，实现温度量的传递过程。

油面温度显示器则直接由温度传感器把温度信号传给指针式温度计，读取温度。

其还内置故障报警、超温报警和超温跳闸等多个信号节点。

图1为永康1号主变的测温回路原理图。

2025届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练专题68探究变压器电压与匝数关系、传感器的利用导练目标导练内容目标1探究变压器原副线圈电压与匝数关系目标2利用传感器制作简单的自动控制装置【知识导学与典例导练】一、探究变压器原副线圈电压与匝数关系（一）实验目的探究变压器原线圈电压一定时，副线圈电压与线圈匝数的定量关系。

（二）实验原理1．实验电路图2．实验方法：采用控制变量法。

(1)n1一定，研究n2和U2的关系。

(2)n2一定，研究n1和U2的关系。

（三）实验器材学生电源(低压交流，小于12V)1个、可拆变压器1个、多用电表(交流电压挡)1个、导线若干。

（四）实验步骤1．保持原线圈的匝数n1和电压U1不变，改变副线圈的匝数n2，研究n2对副线圈电压U2的影响。

2．保持副线圈的匝数n2和原线圈两端的电压U1不变，研究原线圈的匝数对副线圈电压的影响。

（五）误差分析1．由于漏磁，通过原、副线圈的每一匝的磁通量不严格相等造成误差。

2．原、副线圈有电阻，原、副线圈中的焦耳热损耗(铜损)，造成误差。

3．铁芯中有磁损耗，产生涡流，造成误差。

（六）注意事项1．要事先推测副线圈两端电压的可能值。

2．为了人身安全，只能使用低压交流电压，所用电压不要超过12V，即使这样，通电时不要用手接触裸露的导线、接线柱。

3．为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡测试，大致确定电压后再选择适当的挡位进行测量。

4．连接电路后要由同组的几位同学分别独立检查，然后请老师确认，之后才能接通电源。

【例1】某实验小组用如图所示电路探究“变压器的电压与匝数的关系”，图中变压器为可拆变压器。

实验提供的器材有A ．多节干电池B ．学生电源C ．直流电压表D ．多用电表（1）电源应选______，测量电压应选______；（均选填字母代号）（2）若用匝数1100N =匝和2200N =匝的变压器做实验，在原线圈1N 的两端分别加上2V 、4V 、6V 和8V 的电压，测量出副线圈两端的相应的电压，记录在下面的表格中。

一、对变压器套管进行介质损耗因数tanδ测量的意义在电压的作用下，电介质会产生一定的能量损耗，我们把这部分损耗称为介质损耗或者介质损失，通过测量介质损耗因数可以发现设备一系列绝缘缺陷，如绝缘整体受潮、老化、绝缘气隙放电等。

通常用tanδ来表示介质损耗的大小，当介质损耗tanδ值越大，则对应的有效功率因数降低，能够直观的反映出设备绝缘效果的优劣性，对于同一台设备，绝缘良好，则介质损耗就小，绝缘受潮或者老化，介质损耗就大，通过对介质损耗的测量，从而对设备的绝缘性能进行判断，对设备的安全运行具有重要的意义。

二、套管调试误差事例完成了220kV高压备用变压器安装工作后，对变压器套管进行相应的电气试验，在进行HV-LV1、HV-LV2、LV1-LV2的介质损耗因数tanδ试验过程中，实测的tanδ值分别为0.00339、0.00348、0.00339(现场试验时油温1℃)，出厂试验值分别为0.00312、0.00318、0.00252(出厂试验时油温13.7℃)，统一换算到油温20℃时的tanδ值为：0.00576、0.00592、0.00576（现场值换算）；0.00368、0.00375、0.00297（出厂值换算），发现三组数值均超出出厂试验值的130%，不满足《电气设备交接试验标准》GB50150-2016中套管连同绕组的tanδ值不应大于出厂试验值的130%的要求。

三、原因分析及控制措施通过事例可以看出，现场试验时的油温为1℃，与出厂试验时的13.7℃油温相差较大，为尽量保证试验的准确性，查找问题的所在，决定在环境温度较高的时候对套管进行重新清理及电加热后，由施工单位与设备厂家自带出厂试验时的仪器分别再进行一次试验发现，两家单位对HV-LV1、HV-LV2、LV1-LV2的测试数据偏差不大，但与出厂试验值存在较大变化，其中LV1-LV2的tanδ值呈偏大趋势；HV-LV1、HV-LV2的tanδ值呈偏小趋势，针对此种情况进行分析发现：现场对HV-LV1、HV-LV2、LV1-LV2的测试采用正接线法，而出厂试验采用是反接线法（出厂试验规程要求为正接线法），属于出厂试验方法错误的原因，设计通过采用正接法对其出厂值进行换算得到的数据换算及对比发现，此次试验数据满足《电气设备交接试验标准》GB50150-2006中套管连同绕组的tanδ值不应大于出厂试验值的130%的要求，经设计确认此套管性能满足投运要求，最终决定tanδ值以厂家现场实测的值为判断依据。

变电站电能计量误差的原因分析及解决措施电能计量误差是指电能计量装置对电能计量数值的偏离程度。

其误差原因可以从以下几个方面进行分析：一、精确度等级不符合要求的原因：1. 变电站电能计量装置的精确度等级选择不当，例如选用了低等级的电能表，导致误差较大。

解决办法：应根据计量装置的使用环境和精确度要求，选择合适的精确度等级的电能计量装置。

二、测量电压、电流的误差：1. 变电站电能计量装置的测量电压、电流的传感器的精度较低，导致误差较大。

解决办法：应选用精度较高的传感器，并定期对传感器进行校验和维护保养，确保其测量的准确性。

三、变压器误差的影响：1. 变电站电能计量装置中的电能表设置在变压器的高压侧，由于变压器的变比误差，导致电能计量误差较大。

解决办法：根据变压器的变比误差，对电能表进行校正，以修正由变压器误差引起的电能计量误差。

四、环境温度、湿度的影响：1. 变电站电能计量装置安装位置环境温度、湿度较高，导致电能计量装置的工作状态不稳定，进而引起误差较大。

解决办法：应选用适用于高温、高湿环境的电能计量装置，并合理安装排风装置、温湿度调节设备，保持计量装置的工作环境稳定。

五、外部干扰的影响：1. 变电站电能计量装置受到电磁干扰、电压波动等外部因素的影响，导致电能计量误差较大。

解决办法：应加强对电能计量装置的电磁兼容性测试，选择具有良好抗干扰性能的电能计量装置，并采取减少外部干扰的措施，如加装滤波器、稳压器等。

在解决电能计量误差问题时，可以从以下几个方面采取措施：1. 选择合适精确度等级的电能计量装置，确保计量装置的测量准确性。

2. 定期对电能计量装置进行校验和维护保养，确保传感器的测量准确性。

3. 准确校正变压器的变比误差，以修正由变压器误差引起的电能计量误差。

4. 合理安装排风装置、温湿度调节设备，保持计量装置的工作环境稳定。

5. 加强对电能计量装置的电磁兼容性测试，选择具有良好抗干扰性能的电能计量装置，并采取减少外部干扰的措施。

变压器测温系统误差分析及处理措施摘要：主要介绍了目前上海220kV及以上变电站内主变本体温度测量系统及远方测温系统，同时介绍了主变油面温度计及绕组温度计的设计原理，分析了主变测温系统的误差原因并结合现场实际情况提出了具体处理措施。

关键词：油面温度计；绕组温度计；变压器；远方测温1、前言：在输配电电网中，变电站变压器油温是其安全运行的重要指标之一，变压器测温系统便是专门用于变压器油温的监视，反映绕组的工作情况，并可高温报警、自动投切冷却器及高温跳闸，其温度测量的准确性及温度表开关接点的正确动作率直接影响到变压器的安全稳定运行，因此必须给予足够的重视。

2、主变本体测温系统一般情况下，220kV 及以上变压器本体配有三套油温计，两套油面温度计和一套绕组温度计。

2.1油面温度计原理油面温度计主要由弹性元件、毛细管和感温包三部分通过焊接组成一个密封系统，油面温度计便是利用这密封系统内部所充的感温介质受温度变化而产生的压力变化通过毛细管传至表内的弹性元件，使弹性波纹管端部产生角位移来带动指针指示被测温度值，并驱动微动开关来控制相关辅助接点的一套设备。

2.2绕组温度计原理绕组温度计在线测量方法按照不同原理可分为三种：直接测量法、间接测量法和热模拟测量法。

目前，普遍运用的绕组温度计是基于热模拟测量法的原理进行设计的。

基于热模拟测量法原理设计的绕组温度表是在一个油面温度计的基础上，配备一套电流互感器和一台电流匹配器以及一个电热元件来组成的。

绕组温度表弹性元件的位移量是由变压器顶层油温和变压器负荷电流共同决定的，其工作原理是在油面温度计读数的基础上，当变压器带上负荷后，通过CT输出的与负荷成正比的电流，经电流匹配器调整后流经电热元件，使电热元件发热。

其所产生的热量使弹性元件的位移量增大。

3、远方测温系统远方测温系统由温度计本体（指针表和铂电阻）和电子模块（变送器或温显仪）两个部分组合而成。

由图3可见，双支铂电阻可分别向变送器和温显仪同时提供独立的Pt100信号。

浅谈变压器温度控制器的校验与检定作者：屈涛来源：《E动时尚·科学工程技术》2019年第16期摘要：压力式温度控制器被广泛应用于石油、铁路、电力、医院、厂矿等。

一块合格的变压器温度控制器对电力变压器的健康状态起着监控作用，它的指示正确与否、误差的精度、回程误差的范围等都是判断该表计是否正常工作的依据。

故变压器温度控制器的检定和校验也就显的尤为重要。

关键词：压力式温度控制器；校验；检定一、温控器的概述及工作原理1.1 温控器的概述弹性式压力仪表是目前工程应用最为广泛的测压仪表。

它的主要特点是结构简单，测量范围广，指示直观，使用维护方便，价格低廉，操作安全可靠，在电力系统测量中占有重要的位置。

以下以BWY（wTYK）一803、802系列为例说明。

这种弹性式压力仪表温控器主要应用于对1000KVA及以上的大型变压器的油温检测，当然，也同样适用于除此之外的一些设备的温度监测和控制。

1.2 温控器的工作原理压力式温度控制器的组成部件为：弹性元件、毛细管、温包以及微动开关。

其工作原理是，如果检测的温度发生变化，液体必然会产生膨胀或者是收缩，那么，温包内的物质体积也就会产生相应的变化，这个线性体积变化就会借助毛细管传递到弹性元件上，从而会使其产生位移变化，这个变化经过放大标出被测试的温度，从而带动微开关，通过开、关控制冷却系统启动或者关闭。

BWY（wTYK）一802A＼803A温控器的主要技术为复合传感，也就是仪表温包促使弹性元件变化的同时，输出PT100热电阻信号，这个信号的传输距离为数百米，使控制室可以接收，也能够经过XMT数字显示的温控仪控制变压器的油温。

这些信号经数显仪表进行PT100铂电阻信号转变为直流标准信号（0～5）v、（1～5）V或（4～20）mA，传输给计算机，进行联网处理。

该温控器具有良好的防护性能，能在户外条件下长期正常工作，仪表内部装有二组或三组大容量控温开关，可分别用于变压器冷却系统的启动、关闭和报警，同时能将温度信号远传至控制中心，同步显示变压器油温。

温度计计量检定中的误差分析摘要：温度计在工业、医疗、科研等领域中广泛应用，其准确性和可靠性对产品质量、实验结果等具有重要影响。

为了保证温度计的测量准确性和误差范围，我们需要对其进行计量检定，这是保证产品质量和实验结果准确性的关键环节。

在温度计的计量检定过程中，存在着多种误差。

这些误差会影响检定结果的准确性和可靠性，甚至可能导致产品出现质量问题以及实验结果失真。

因此，我们需要对温度计进行分析和评定，以便更好地了解其误差来源和影响因素。

关键词：温度计；计量检定；误差1误差来源及其影响因素1.1温度计自身误差温度计是一种测量温度的工具，它在现代科学、工业和医学中都有着广泛的应用。

温度计的正确性和精确性对于工作效率和生命安全至关重要。

然而，温度计在测量温度时很容易受到各种因素的干扰，从而产生误差。

以下是影响温度计准确性的四个主要因素：温度计的工作原理通常是利用液体膨胀或收缩来反映温度变化。

如果液柱不均匀，即液体在温度计内部的分布不均匀，就会导致温度计在某个温度下产生系统性误差。

温度计的刻度通常在生产过程中被标定，但由于生产过程中的误差或长期使用的磨损，可能会导致刻度偏差。

这种偏差会使温度计在不同温度下读数产生偏差，从而影响温度计的准确性。

温度计的零点通常是指当温度计处于零度时的读数。

如果零点偏移，即温度计在不同温度下的零度读数不同，就会导致温度计在不同温度下产生系统性误差。

一些温度计使用热敏电阻来测量温度，但热敏电阻的响应通常是非线性的，这意味着在不同温度下，温度计的读数可能会产生偏差。

这种非线性响应可能会导致温度计在高温或低温下的读数不准确。

1.2标准设备误差在温度计检定过程中，标准设备误差是一个非常重要的问题。

标准设备误差主要是由于标准设备自身的精度限制所导致的。

常用的标准设备包括温度计校准仪、恒温槽等。

如果标准设备的精度不满足检定要求，会使待检温度计的检定结果产生偏差。

因此，我们必须全面考虑标准设备的这些因素，并在检定前进行准确的校准与调整，以确保标准设备的精度能够满足检定要求。

差动变压器的误差因素分析1、激励电压幅值与频率的影响激励电源电压幅值的波动，会使线圈激励磁场的磁通发生变化，直接影响输出电势。

而频率的波动，只要适当地选择频率，其影响不大。

2、温度变化的影响周围环境温度的变化，引起线圈及导磁体磁导率的变化，从而使线圈磁场发生变化产生温度漂移。

当线圈品质因数较低时，影响更为严重，因此，采用恒流源激励比恒压源激励有利。

适当提高线圈品质因数并采用差动电桥可以减少温度的影响。

3、零点残余电压当差动变压器的衔铁处于中间位置时，理想条件下其输出电压为零。

但实际上，当使用桥式电路时，在零点仍有一个微小的电压值(从零点几mV到数十mV)存在，称为零点残余电压。

如图是扩大了的零点残余电压的输出特性。

零点残余电压的存在造成零点附近的不灵敏区；零点残余电压输入放大器内会使放大器末级趋向饱和，影响电路正常工作等。

图中e1为差动变压器初级的激励电压，e20包含基波同相成分、基波正交成分，二次及三次谐波和幅值较小的电磁干扰等。

零点残余电压产生原因：①基波分量。

由于差动变压器两个次级绕组不可能完全一致，因此它的等效电路参数（互感M、自感L及损耗电阻R）不可能相同，从而使两个次级绕组的感应电势数值不等。

又因初级线圈中铜损电阻及导磁材料的铁损和材质的不均匀，线圈匝间电容的存在等因素，使激励电流与所产生的磁通相位不同。

②高次谐波。

高次谐波分量主要由导磁材料磁化曲线的非线性引起。

由于磁滞损耗和铁磁饱和的影响，使得激励电流与磁通波形不一致产生了非正弦(主要是三次谐波)磁通，从而在次级绕组感应出非正弦电势。

另外，激励电流波形失真，因其内含高次谐波分量，这样也将导致零点残余电压中有高次谐波成分。

消除零点残余电压方法：1．从设计和工艺上保证结构对称性为保证线圈和磁路的对称性，首先，要求提高加工精度，线圈选配成对，采用磁路可调节结构。

其次，应选高磁导率、低矫顽力、低剩磁感应的导磁材料。

并应经过热处理，消除残余应力，以提高磁性能的均匀性和稳定性。

物理实验中的温度测量误差分析与校正在物理实验中，温度测量是非常重要的一项内容。

然而，温度测量存在着一定的误差，为了保证实验数据的准确性和可靠性，我们需要进行误差分析与校正。

本文将针对物理实验中的温度测量误差进行探讨，并提出相应的校正方法。

温度测量误差的来源主要有以下几个方面：一、测量仪器的误差不同的温度计仪器在实际使用过程中会存在一定的误差。

这是由于温度计的制造工艺以及使用性能不同所致。

比如，普通温度计可能存在示值误差、气压变化引起的误差等。

因此，在进行温度测量时，应该选择精度较高的温度计，并对其进行校正。

二、环境条件的影响环境条件会对温度测量结果产生一定的影响。

比如，空气流动、辐射热、湿度等因素都会对温度测量产生一定的干扰。

为了排除这些影响因素，我们可以在实验过程中进行相应的措施，比如使用风屏、避免直射阳光等，以减小温度测量误差。

三、人为操作误差在温度测量过程中，人为的操作误差也是不可忽视的。

例如，读取温度计的示值时，可能由于视觉角度或读数不准确等因素，导致温度测量结果有一定的偏差。

为了减小这种误差，我们可以进行多次测量并取平均值，以提高测量的准确性。

针对以上误差来源，我们可以采取一些校正方法来提高温度测量的准确性和可靠性。

以下是一些常见的校正方法：一、零点校正法零点校正法是通过对温度计进行一个参考点的校正，来消除仪器本身的误差。

具体操作是在实验开始前，将温度计放置在一个已知温度的环境中，使其达到平衡状态，然后调整温度计的零点位置，使其示值与已知温度相一致。

这样可以消除温度计示值的系统误差。

二、修正公式法修正公式法是通过建立一个修正函数或修正公式，来校正温度测量的误差。

这个修正公式可以是根据实验数据和理论分析得出的。

例如，根据实验数据拟合得到一个温度-电压的函数关系，然后利用这个函数关系修正温度计的示值。

三、实时校正法实时校正法是在实验过程中，根据环境条件的变化，对温度测量进行实时校正。

根据环境条件的变化，可以通过某些传感器或探头获取实时环境数据，并结合经验或数学模型进行校正。