励磁变压器温控器解决方案

励磁变压器为什么要用温控器

励磁变压器户内、树脂浇注绝缘、金属外壳封闭、自然风冷、干式变压器, 原边电压15.75 kV, 副边电压891 V, 额定容量3×690 kVA, 励磁变副边电流1 338 A, 连接组别Yd11。励磁变压器测温控制采用英诺科技提供的干式变压器温度控制器。

水电站励磁变压器温控器解决方案

励磁变压器绕组每相各有4个温度传感器, 一共12个, 其中6个送到温控器模块, 3个送到励磁盘, 另外3个未使用。当送到温控器模块的任一测点温度高于90℃时通过3号励磁变过流保护装置F43上送报警, 高于119℃时通过励磁变过流保护装置F43上送监控系统跳闸信号, 存在温度异常突变、保护误动的风险。

因此我们的改造设计目标:温度控制系统可靠、技术先进、功能完备、可扩建性强, 同时在满足使用要求的基础上尽量保证经济性;具备一定的抗干扰、抗振、容错能力及误操作的纠正能力;软硬件功能模块标准化, 便于励磁变压器测温控制系统开关量、模拟量信息的可靠传递;保证系统选用最新的成熟技术;系统各单元故障排除快速简捷, 易操作, 简便直观;保证系统易于扩展、升级。

针对励磁变温控器改造问题, 3号机组A级检修, 运维检修部机电一班员工多次讨论研究解决方法, 最终确定方案, 对该问题进行解决。

方案确定

(1) 对励磁变温度探头进行冗余升级, 由单探头升级为双支探头, 并进行屏蔽处理。

(2) 将温度信号引到新的温控器控制柜。

(3) 新的控制柜加装军工级24 V电源转换模块, 控制柜内所有设备工作电压为24 V, 提高设备的稳定运行时间。

(4) 输入的温度信号经过防静电隔离滤波装置进行处理后, 1路输出给励磁变本体温度模块显示, 其余信号全部输出RS485数字信号给PLC控制器进行组态。

(5) 更换原有的3块励磁变温控器。原有励磁变温控器只接受PT100温度信号, 运行不稳定, 更换为接受4~20 m A信号的温控器。

(6) 在3号励磁变柜内加装风机, 加速风的循环, 提高冷却效果。

根据励磁变压器运行规律要求, 同时考虑其运行可靠性及稳定性等因素

水电站励磁温控器改造实施过程

(1) 安装励磁温控器控制柜。

(2) 拆除励磁变原有12支PT100探头, 更换为双支PT100, 另外每相各加1支探头将数据送到励磁盘, 一共27支。并按施工图纸沿现有电缆通道依次铺设至温控器控制柜, 做好线头标记。

(3) 按施工图纸对每个PT100信号线进行接线, 做好线号标记。

(4) 对4~20 m A信号线进行铺设。从温控器控制柜通过现场电缆沟铺设至励磁变原有控制箱, 按施工图纸对每个4~20 m A信号线进行接线, 每根线做好线号标记。

(5) 对温控器控制柜AC 220 V电源线进行铺设。从温控器控制柜通过现场电缆沟铺设至励磁变原有控制箱, 按施工图纸对AC 220 V电源线进行接线。

(6) 风机安装。

在励磁变压器柜内三相绕组右侧各增加2台冷却风机, 三相绕组前、后各增加1台冷却风机, 共12台, 以此增强冷却效果, 其220 V电源接在3号机自用盘II母2号馈线柜备用开关=S18+BF13-GS103上。新装风机功率为60 W, 12台风机同时运行时总功率为720 W, 总电流为3.3 A, 所选的备用开关额定容量为80 750 VA, 额定电流为125 A, 开关能满足12台冷却风机的用电需求。风机启动实现手动和自动功能。当温度值达到70℃时, 通过温度接点启动风机, 当温度降到60℃时通过温度接点停止风机。如果温度显示器故障, 可通过手动方式启停风机。

水电站励磁温控器改造实施效果
改造后逻辑

3号机励磁变每相8个测点, 分别为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个测点。

当24个测点中任意一个温度超过“风机启动温度值70℃”时, 对应相的风机启动, 直至温度降到“风机停止温度值60℃”时风机停止运行。当 (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组中任意1组有2个温度测点同时达到“报警温度130℃”时, 现地温控器控制柜报警系统里显示温度高报警, 当6组中任意1组有2个温度测点同时达到“跳机温度150℃”时, 延时5 s后, 系统对保护系统发出跳机信号, 且跳机信号不能自动消除, 需工作人员在本系统进行手动清除。跳机信号的清除条件是系统温度低于“跳机温度150℃”, 才能手动清除。

水电站励磁温控器改造后测试
(1) 冷态检测

(2) 动态检测

1) 风机温控启动测试

A、B、C三相分别进行风机测试:环境温度20.6℃, 设定风机启动温度25℃, 风机关闭温度23℃, 延时0 s启动。测试结果:当RTD温度探头检测温度升至25℃时, 风机启动, 当温度降至23℃时, 风机自动关闭;手动启停风机正常。测试结果正常。

2) 报警温控启动测试

A、B、C三相分别进行报警启动测试:环境温度20.6℃, 设定报警温度25℃, 延时0 s启动。测试结果:当RTD温度探头检测 (2支) 温度升至25℃时, 报警信号输出, 现地温控器控制柜报警系统里显示温度高报警;温度降至25℃以下时, 报警复归。测试结果正常。

3) 保护温控启动测试

A、B、C三相分别进行保护启动测试:环境温度20.6℃, 设定跳机温度25℃, 延时5 s启动。测试结果:当RTD温度探头检测 (2支) 温度升至25℃时, 跳机信号输出, 保护接收到跳机信号, 温度降至25℃以下时, 手动解除跳机信号, 保护接收到解除信号。测试结果正常。

水电站励磁温控器改造方案创新点及取得的效果
方案创新点

(1) 改造后励磁变温控器控制柜显示屏可查看三相历史曲线。

(2) 改造后励磁变温控器控制柜显示屏可查看报警信息。

(3) 励磁变冷却风机加装施工过程简单, 项目成本小, 冷却效果明显, 且未改变励磁变柜内原有的结构, 未对励磁变正常运行造成任何影响;风机的启动方式设有自动和手动两种, 可靠性得到保证。

(4) 励磁变温控器与冷却风机实现联动, 提高励磁变运行可靠性。

取得的效果

3号机励磁变运行良好, 励磁变温控器未出现飘移现象, 励磁变风机动作正常, 三相运行温度通过跟踪观察 , 已明显下降约10~20℃左右。不论从原理、结构还是实际运行效果来看均优于改造前, 大大提高了励磁变运行可靠性