《電子技術(shù)應(yīng)用》
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綜合自動化變電站變壓器測溫系統(tǒng)的研究
摘要: 作為電力系統(tǒng)運(yùn)行的主設(shè)備變壓器(簡稱:主變)是否安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要,。監(jiān)測主變溫度是衡量其實(shí)時(shí)工況,,安全運(yùn)行的重要手段,也是實(shí)現(xiàn)綜合自動化變電站(簡稱:綜自站)無人值守的重要條件之一,。而實(shí)現(xiàn)綜自站無人值守,其核心問題就是綜自信息對點(diǎn)工作中主變溫度信息異常。因此,。在綜自站主變測溫系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,詳細(xì)研究該測溫系統(tǒng)的異?,F(xiàn)象,,并給出相關(guān)解決方案。
Abstract:
Key words :

1 引言
    作為電力系統(tǒng)運(yùn)行的主設(shè)備變壓器(簡稱:主變)是否安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要,。監(jiān)測主變溫度是衡量其實(shí)時(shí)工況,,安全運(yùn)行的重要手段,也是實(shí)現(xiàn)綜合自動化變電站(簡稱:綜自站)無人值守的重要條件之一,。而實(shí)現(xiàn)綜自站無人值守,,其核心問題就是綜自信息對點(diǎn)工作中主變溫度信息異常。因此,。在綜自站主變測溫系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,,詳細(xì)研究該測溫系統(tǒng)的異常現(xiàn)象,,并給出相關(guān)解決方案,。

2 綜自站主變測溫系統(tǒng)簡介
2.1 綜自站主變測溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和原理
    綜自站主變測溫系統(tǒng)是由本體溫包、毛細(xì)管,、溫度表,、溫度變送器、通道電纜,、遠(yuǎn)方溫度測試儀,、信號采集轉(zhuǎn)換模塊、信息傳輸裝置(遠(yuǎn)動機(jī)),、通信裝置,、光纜、監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)(變電站綜自后臺機(jī),、集控站集控主機(jī),、調(diào)度集控主機(jī))等組成,如網(wǎng)1所示,。該系統(tǒng)采用復(fù)合溫度傳感器技術(shù)的BWY(WTYK)-803,、(TH)802AXMT型壓力式溫度指示控制器(簡稱:溫控器),能同時(shí)輸出Pt100鉑電阻信號,。針對實(shí)現(xiàn)變電站無人值守,,大多數(shù)現(xiàn)場要求溫度表具備O~5 V溫度信號遠(yuǎn)程傳輸功能。遠(yuǎn)程測溫的溫度變送器安裝在溫度表內(nèi)或保護(hù)控制屏后,。而有的測溫系統(tǒng)則將4~20 mA輸出的溫度變送器和24 V DC電源模塊集成在一起安裝于變壓器端子箱,。溫度表上傳的電阻信號經(jīng)溫度變送器,,輸出一個(gè)0~5 V的電壓信號或4~20 mA電流信號,經(jīng)信號采集轉(zhuǎn)換模塊采集后計(jì)算,,通過遠(yuǎn)動機(jī)傳輸?shù)胶笈_機(jī),、集控站、各級調(diào)度處,。從而實(shí)現(xiàn)R-U轉(zhuǎn)換,。

2.2 Pt100鉑電阻原理
    溫控器采用復(fù)合傳感器技術(shù),在溫包內(nèi)嵌鉑電阻,,其原理接線如圖2所示,。引入第三根輸入線R2可有效消除因引入線內(nèi)阻而產(chǎn)生的固有誤差,R1是鉑電阻,,R0 為戶外至主控室(或保護(hù)室)電纜芯線內(nèi)阻,,其工作原理:由于引用第三根線R2形成等臂電橋,從而消除了R0的影響,。因此,,只有三根芯線內(nèi)阻R0完全相等時(shí)才能消除內(nèi)阻對測量結(jié)果的影響。

 

 

2.3 溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡介
    目前綜自站溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要有兩種:一種是主變溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) (DW&ZL)嵌在PST626A型主變高后備保護(hù)內(nèi),另一種是主變溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)嵌在公用屏內(nèi)的CSD12A型數(shù)字式綜合采集裝置內(nèi),,如圖3 所示,。其工作原理為:傳感器通過系統(tǒng)的5 V供電端僅經(jīng)一只3.92 kΩ的電阻連接到Pt100。這種接法通常會引起嚴(yán)重的非線性問題,,但由于經(jīng)后級電路單片機(jī)的軟件進(jìn)行校正,,這樣就簡化傳感器的接入方式。按照Pt100 的參數(shù),。其在0°C~150℃的區(qū)間內(nèi),,電阻值為100~157.33 Ω,按照其串聯(lián)分壓的原理,,輸出電壓VOUT=VOC/(Pt100+3.92 kΩ)×Pt100,,計(jì)算出其輸出電壓,如表1所示,。

3 測溫系統(tǒng)現(xiàn)有異常現(xiàn)象
    針對某供電局,,現(xiàn)有運(yùn)行110 kV以上綜自站36座,,正在綜自改造的變電站4座,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方測溫的主變78臺,,其中330 kV變壓器10臺,,110 kV變壓器68臺。330 kV主變采用2臺油溫溫度表和1臺繞組溫度表,,110 kV主變采用2臺油溫溫度表,。溫度表需輸出4~20 mA電流或Pt100電阻等信號,,其中有的330 kV變壓器還配有遠(yuǎn)程數(shù)字溫顯儀。綜自站變壓器主變測溫系統(tǒng)現(xiàn)有異?,F(xiàn)象:第一類為遠(yuǎn)程數(shù)字溫顯儀(指針式遠(yuǎn)程測溫表),、綜自后臺機(jī)顯示的溫度數(shù)值與主變本體溫度計(jì)不一致,后臺機(jī)顯示的兩個(gè)溫度亦不一致,,有的差別較大,;第二類為綜自站后臺機(jī)無法監(jiān)測溫度;第三類為集控站或調(diào)度室無法監(jiān)測溫度或偏差較大,,第四類是曾經(jīng)發(fā)生溫度正常而啟動備用冷卻器,、溫度越限報(bào)警、“主變冷卻器全停”保護(hù)誤動作等現(xiàn)象,。

 

 

2.3 溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡介
    目前綜自站溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要有兩種:一種是主變溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) (DW&ZL)嵌在PST626A型主變高后備保護(hù)內(nèi),另一種是主變溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)嵌在公用屏內(nèi)的CSD12A型數(shù)字式綜合采集裝置內(nèi),,如圖3 所示。其工作原理為:傳感器通過系統(tǒng)的5 V供電端僅經(jīng)一只3.92 kΩ的電阻連接到Pt100,。這種接法通常會引起嚴(yán)重的非線性問題,,但由于經(jīng)后級電路單片機(jī)的軟件進(jìn)行校正,這樣就簡化傳感器的接入方式,。按照Pt100 的參數(shù),。其在0°C~150℃的區(qū)間內(nèi),電阻值為100~157.33 Ω,,按照其串聯(lián)分壓的原理,,輸出電壓VOUT=VOC/(Pt100+3.92 kΩ)×Pt100,計(jì)算出其輸出電壓,,如表1所示,。

3 測溫系統(tǒng)現(xiàn)有異常現(xiàn)象
    針對某供電局,,現(xiàn)有運(yùn)行110 kV以上綜自站36座,,正在綜自改造的變電站4座,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方測溫的主變78臺,,其中330 kV變壓器10臺,,110 kV變壓器68臺。330 kV主變采用2臺油溫溫度表和1臺繞組溫度表,,110 kV主變采用2臺油溫溫度表,。溫度表需輸出4~20 mA電流或Pt100電阻等信號,其中有的330 kV變壓器還配有遠(yuǎn)程數(shù)字溫顯儀,。綜自站變壓器主變測溫系統(tǒng)現(xiàn)有異?,F(xiàn)象:第一類為遠(yuǎn)程數(shù)字溫顯儀(指針式遠(yuǎn)程測溫表)、綜自后臺機(jī)顯示的溫度數(shù)值與主變本體溫度計(jì)不一致,后臺機(jī)顯示的兩個(gè)溫度亦不一致,,有的差別較大,;第二類為綜自站后臺機(jī)無法監(jiān)測溫度;第三類為集控站或調(diào)度室無法監(jiān)測溫度或偏差較大,,第四類是曾經(jīng)發(fā)生溫度正常而啟動備用冷卻器,、溫度越限報(bào)警、“主變冷卻器全停”保護(hù)誤動作等現(xiàn)象,。

 

5 解決方案
    根據(jù)以上分析及對變壓器測溫系統(tǒng)的日常檢修維護(hù)實(shí)踐,,有針對地采取以下解決方案:
5.1 管理措施
    (1)定值管理測溫諸多異常現(xiàn)象是因定值整定錯(cuò)誤或參數(shù)未設(shè)置所引起,。有的綜自站溫度插件嵌在保護(hù)裝置內(nèi),,有的綜自站溫度插件嵌在公用遠(yuǎn)動屏內(nèi),保護(hù)由修施工區(qū)管理,,遠(yuǎn)動由調(diào)度所管理,,而溫度表由計(jì)量中心管理,定值又是現(xiàn)場自行整定,。因此管理存在漏洞,,需重新劃分管理范圍,落實(shí)責(zé)任,,定值統(tǒng)一核算和整定,。
    (2)采購管理對新購表計(jì)和溫度插件嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),提出技術(shù)要求:新購繞組溫度表,、油溫表和溫度變送器及遠(yuǎn)程數(shù)顯儀均要求附設(shè)調(diào)零機(jī)構(gòu),;新購繞組溫度表、油溫表和溫度變送器及遠(yuǎn)程數(shù)顯儀統(tǒng)一選用0℃~150℃測量范圍:加強(qiáng)新購溫度表的首檢,,防止不合格的產(chǎn)品投入使用,。溫度插件應(yīng)有調(diào)整功能,以便調(diào)整因外回路引入線內(nèi)阻不一致引起的測量誤差,。
    (3)維護(hù)管理所有110 kV及以上變壓器的溫度表必須加裝防雨罩,,防止雷雨天氣時(shí)雨水進(jìn)人表內(nèi);加強(qiáng)對新投運(yùn)的變壓器非電量保護(hù)的整組驗(yàn)收試驗(yàn),,消除基建施工遺留缺陷,;檢查鉑電阻引入線所在控制電纜屏蔽層兩側(cè)應(yīng)可靠接地;周期檢驗(yàn)測溫系統(tǒng),。
5.2 異常處理
    (1)第一類異常處理嚴(yán)格按作業(yè)指導(dǎo)書更換已損壞的溫包,,更換安裝溫包:溫包安裝前應(yīng)在安裝孔內(nèi)注滿變壓器油,然后慢慢插人溫包并擰緊M27×2接頭,,調(diào)整好溫包的插入深度(盡可能選最大的插入深度)并擰緊螺絲。保證溫包被油完全浸沒,。標(biāo)準(zhǔn)恒溫槽的插人深度不應(yīng)少于150 mm,,確?,F(xiàn)場檢驗(yàn)溫度表時(shí)溫包有足夠的插人深度。在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的測溫差異:分段測量R1,、R2,、R3之間的阻值,比較接觸電阻突然增大的原因,,更換已銹蝕的端子和螺絲,,緊固螺絲,減小接觸電阻,;或按表1調(diào)整溫度插件的電位器,;綜自后臺機(jī)出現(xiàn)負(fù)值則引入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的R1和R2相互倒換。
    (2)第二類異常處理重新核算和整定定值,;更換已損壞的溫度插件,。
    (3)第三類異常處理采用自環(huán)形式檢查分析出現(xiàn)問題的具體一側(cè);更換易損壞的遠(yuǎn)程插件,、模擬通道使用的調(diào)制解調(diào)器,,以及更新綜自站數(shù)據(jù)庫;而丟幀現(xiàn)象的處理則采用提高波特率或?qū)⒃瓉淼哪M更換為數(shù)字通道等措施,。
    (4)第四類異常處理加強(qiáng)管理,,將測溫系統(tǒng)納入考核;變壓器的繞組溫度只用于信號,,本體油溫度保護(hù)一段作用于信號,,二段作用于跳閘,且一段輸出閉鎖二段輸出(即一段溫度的一副輸出接點(diǎn)串接在二段溫度輸出回路中),;更換不合格的表計(jì),。

6 結(jié)束語
    在無人值守變電站改造和建設(shè)中,“四遙”信息對點(diǎn)工作繁瑣而重要,,而主變溫度信息成為阻礙,,幾乎每個(gè)綜自站都存在問題。通過上述異常分析并提出相關(guān)解決方案,,已解決這一難題,,加快變電站改造進(jìn)程,同時(shí)更能準(zhǔn)確反映變壓器實(shí)際運(yùn)行工況,,為監(jiān)控站和調(diào)度提供真實(shí)可靠的現(xiàn)場運(yùn)行信息,。

 

 

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