勵磁變壓器溫控器解決方案
勵磁變壓器為什么要用溫控器
勵磁變壓器戶內、樹脂澆注絕緣、金屬外殼封閉、自然風冷、干式變壓器, 原邊電壓15.75 kV, 副邊電壓891 V, 額定容量3×690 kVA, 勵磁變副邊電流1 338 A, 連接組別Yd11。勵磁變壓器測溫控制采用英諾科技提供的干式變壓器溫度控制器。
水電站勵磁變壓器溫控器解決方案
勵磁變壓器繞組每相各有4個溫度傳感器, 一共12個, 其中6個送到溫控器模塊, 3個送到勵磁盤, 另外3個未使用。當送到溫控器模塊的任一測點溫度高于90℃時通過3號勵磁變過流保護裝置F43上送報警, 高于119℃時通過勵磁變過流保護裝置F43上送監控系統跳閘信號, 存在溫度異常突變、保護誤動的風險。
因此我們的改造設計目標:溫度控制系統可靠、技術先進、功能完備、可擴建性強, 同時在滿足使用要求的基礎上盡量保證經濟性;具備一定的抗干擾、抗振、容錯能力及誤操作的糾正能力;軟硬件功能模塊標準化, 便于勵磁變壓器測溫控制系統開關量、模擬量信息的可靠傳遞;保證系統選用最新的成熟技術;系統各單元故障排除快速簡捷, 易操作, 簡便直觀;保證系統易于擴展、升級。
針對勵磁變溫控器改造問題, 3號機組A級檢修, 運維檢修部機電一班員工多次討論研究解決方法, 最終確定方案, 對該問題進行解決。
方案確定
(1) 對勵磁變溫度探頭進行冗余升級, 由單探頭升級為雙支探頭, 并進行屏蔽處理。
(2) 將溫度信號引到新的溫控器控制柜。
(3) 新的控制柜加裝軍工級24 V電源轉換模塊, 控制柜內所有設備工作電壓為24 V, 提高設備的穩定運行時間。
(4) 輸入的溫度信號經過防靜電隔離濾波裝置進行處理后, 1路輸出給勵磁變本體溫度模塊顯示, 其余信號全部輸出RS485數字信號給PLC控制器進行組態。
(5) 更換原有的3塊勵磁變溫控器。原有勵磁變溫控器只接受PT100溫度信號, 運行不穩定, 更換為接受4~20 m A信號的溫控器。
(6) 在3號勵磁變柜內加裝風機, 加速風的循環, 提高冷卻效果。
根據勵磁變壓器運行規律要求, 同時考慮其運行可靠性及穩定性等因素
水電站勵磁溫控器改造實施過程
(1) 安裝勵磁溫控器控制柜。
(2) 拆除勵磁變原有12支PT100探頭, 更換為雙支PT100, 另外每相各加1支探頭將數據送到勵磁盤, 一共27支。并按施工圖紙沿現有電纜通道依次鋪設至溫控器控制柜, 做好線頭標記。
(3) 按施工圖紙對每個PT100信號線進行接線, 做好線號標記。
(4) 對4~20 m A信號線進行鋪設。從溫控器控制柜通過現場電纜溝鋪設至勵磁變原有控制箱, 按施工圖紙對每個4~20 m A信號線進行接線, 每根線做好線號標記。
(5) 對溫控器控制柜AC 220 V電源線進行鋪設。從溫控器控制柜通過現場電纜溝鋪設至勵磁變原有控制箱, 按施工圖紙對AC 220 V電源線進行接線。
(6) 風機安裝。
在勵磁變壓器柜內三相繞組右側各增加2臺冷卻風機, 三相繞組前、后各增加1臺冷卻風機, 共12臺, 以此增強冷卻效果, 其220 V電源接在3號機自用盤II母2號饋線柜備用開關=S18+BF13-GS103上。新裝風機功率為60 W, 12臺風機同時運行時總功率為720 W, 總電流為3.3 A, 所選的備用開關額定容量為80 750 VA, 額定電流為125 A, 開關能滿足12臺冷卻風機的用電需求。風機啟動實現手動和自動功能。當溫度值達到70℃時, 通過溫度接點啟動風機, 當溫度降到60℃時通過溫度接點停止風機。如果溫度顯示器故障, 可通過手動方式啟停風機。
水電站勵磁溫控器改造實施效果
改造后邏輯
3號機勵磁變每相8個測點, 分別為A11、A12、A13、A14、A21、A22、A23、A24, B11、B12、B13、B14、B21、B22、B23、B24, C11、C12、C13、C14、C21、C22、C23、C24, 一共24個測點。
當24個測點中任意一個溫度超過“風機啟動溫度值70℃”時, 對應相的風機啟動, 直至溫度降到“風機停止溫度值60℃”時風機停止運行。當 (A11、A12、A13、A14) 、 (A21、A22、A23、A24) 、 (B11、B12、B13、B14) 、 (B21、B22、B23、B24) 、 (C11、C12、C13、C14) 、 (C21、C22、C23、C24) 6組中任意1組有2個溫度測點同時達到“報警溫度130℃”時, 現地溫控器控制柜報警系統里顯示溫度高報警, 當6組中任意1組有2個溫度測點同時達到“跳機溫度150℃”時, 延時5 s后, 系統對保護系統發出跳機信號, 且跳機信號不能自動消除, 需工作人員在本系統進行手動清除。跳機信號的清除條件是系統溫度低于“跳機溫度150℃”, 才能手動清除。
水電站勵磁溫控器改造后測試
(1) 冷態檢測
(2) 動態檢測
1) 風機溫控啟動測試
A、B、C三相分別進行風機測試:環境溫度20.6℃, 設定風機啟動溫度25℃, 風機關閉溫度23℃, 延時0 s啟動。測試結果:當RTD溫度探頭檢測溫度升至25℃時, 風機啟動, 當溫度降至23℃時, 風機自動關閉;手動啟停風機正常。測試結果正常。
2) 報警溫控啟動測試
A、B、C三相分別進行報警啟動測試:環境溫度20.6℃, 設定報警溫度25℃, 延時0 s啟動。測試結果:當RTD溫度探頭檢測 (2支) 溫度升至25℃時, 報警信號輸出, 現地溫控器控制柜報警系統里顯示溫度高報警;溫度降至25℃以下時, 報警復歸。測試結果正常。
3) 保護溫控啟動測試
A、B、C三相分別進行保護啟動測試:環境溫度20.6℃, 設定跳機溫度25℃, 延時5 s啟動。測試結果:當RTD溫度探頭檢測 (2支) 溫度升至25℃時, 跳機信號輸出, 保護接收到跳機信號, 溫度降至25℃以下時, 手動解除跳機信號, 保護接收到解除信號。測試結果正常。
水電站勵磁溫控器改造方案創新點及取得的效果
方案創新點
(1) 改造后勵磁變溫控器控制柜顯示屏可查看三相歷史曲線。
(2) 改造后勵磁變溫控器控制柜顯示屏可查看報警信息。
(3) 勵磁變冷卻風機加裝施工過程簡單, 項目成本小, 冷卻效果明顯, 且未改變勵磁變柜內原有的結構, 未對勵磁變正常運行造成任何影響;風機的啟動方式設有自動和手動兩種, 可靠性得到保證。
(4) 勵磁變溫控器與冷卻風機實現聯動, 提高勵磁變運行可靠性。
取得的效果
3號機勵磁變運行良好, 勵磁變溫控器未出現飄移現象, 勵磁變風機動作正常, 三相運行溫度通過跟蹤觀察 , 已明顯下降約10~20℃左右。不論從原理、結構還是實際運行效果來看均優于改造前, 大大提高了勵磁變運行可靠性
