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北京幸运28人工在线计划:一体化数显温度变送器在变压器温度控制的应用

作时间:2019-03-22 16:02:10  来源:  作者:
   
    本文中心主旨:国家电力投资公司分宜发电有限责任公司地处江西西部,是国产大型循环流化床示范基地。本着提高大型变压器运行的稳定性和可靠性出发,对本厂 330 MW 机组的大型变压器温度监控系统进行测量技术改进,使用数字智能型温度控制仪替换机械式触点温控仪,用铠装热电阻感温元件代替热胀冷缩式感温元件,使变压器温度监控系统更加的准确、稳定、可靠,更适合安全生产、长周期生产的需要。
变压器是发电厂的主要设备之一,分宜发电厂#9 机组有主要的大型变压器 3 台,分别为高厂变、启备变、高主变。变压器的使用寿命取决于它的温度[1],变压器运行时,其绕组和铁芯的电能损耗都将转化为热能,而绕组温度对绝缘材料老化起着决定性作用,为了有效地监视变压器温度,防止变压器绝缘老化,延长变压器的运行寿命,必须采用先进可靠的监控手段。
1 设备概况
1.1 设备及系统概况
    分宜发电厂 #9 机组主变是鲁能辰明山东电力设备厂生产的型号为 SFFZ10-45000/200 型电力变压器;额定容量为 45000/28000-28000 kVA;额定电压(230 ±8) ×1.25% /6.3-6.3 kV; 冷 却 方 式 为 ONAN/ONAF; 绝 缘 水 平 为 h.v 线 路 端 子 LI/AC 950/395kV、h.v 中性点端子 LI/AC 480/200 kV、l.v 线路端子 LI/AC 75/35 kV。使用 4 组温度变送器分别为油面温度变送器 (BWY1 和 BWY2)、绕组温度变送器 (BWR1 和 BWR2),其中油面温度变送器型号为BWY-804B (TH)、绕组温度变送器型号为 BWR-04J [2]。
1.2 主要结构及工作原理
1.2.1 油面温度变送器
    BWY-804B(TH)温度指示控制器主要由弹性元件 (波纹管)、毛细管和温包组成,主要结构如图 1所示。这 3 部分构成的密封系统内充满感温液体,当被测温度变化时,温包内的感温液体的体积随之变化。这个体积增量通过毛细管传递到仪表内弹性元件 (波纹管),使之产生 1 个相对应的位移。这个位移经机构放大后便可以指示被测温度,并驱动微动开关,输出信号以驱动冷却系统,达到控制变压器温升的目的。BWY-804B(TH)型温度指示控制器,可以给计算机提供 4~20 mA 标准电流信号或 0~5V 标准电压信号。
BWY-804B(TH) 温度指示控制器主要结构
    温度指示控制器的主要工作参数:在环境温度-40~55 ℃,相对湿度<95%,测量范围 0~150 ℃的工况下能够达到准确度 2.0 级;4 组可调开关,各组开关在 0~150 ℃范围内可自由设定,开关动作误差±4 ℃,开关切换差为(6±2)℃,开关额定功率其中AC 为 250 V、5 A,DC 为 250 V、0.3 A (电阻负载)。在户外,温度指示控制器的防水、防尘性能达到 GB 4208-82 中 IP55 的规定,配备 XMT-2 数字温度显示调节仪,可输出 4~20 mA 标准电流信号或0~5 V 标准电压信号供给计算机,它的主要接线如图 2 所示。
 

北京28开奖号码 www.infoambi.com BWY-804B(TH)温度指示控制器接线端子

1.2.2 绕组温度变送器
    BWY-04J (TH) 变压器绕组温度计主要由测量温包、指示仪表和变流器 3 部分组成,主要结构示意图如图 3 所示,温包装在变压器油箱顶部,温包内密封的感温液体,通过毛细管和指示仪表内的测量元件 (波纹管) 相接,当变压器顶层油温变化时,感温液体的体积也随之改变,这个体积变化量通过毛细管的传递,促使指示仪表内的测量元件产生相
 BWY-04J (TH) 温度指示控制器主要结构
    应的位移,当变压器空载时,这个位移经机械传动、推动仪表指针偏转,仪表指针指示变压器油的温度。BWY-04J (TH) 变压器绕组温度计装有同步滑动电阻和变送器,同时配备二次仪表 (带稳压电源),可输出 4~20 MA 标准电流信号,输入计算机,实现微机化管理。温度计装有 4 个控制开关,根据需要可分别用于冷却器 (散热器) 控制,报警信号和事故跳闸。
    温度指示控制器的主要参数:在环境温度-40~55 ℃下,防护性能达到 GB 4208—1993 的要求;在50~120 Hz 振、0.2 mm 振幅下可正常工作。测量范为可达 0~150 ℃,指示精度 2.0 级。感温处温包尺寸 Φ 14 mm×120 mm,可延长毛细管长度最长 (从表头到温包距离) L =5 m。使用螺纹 M 27 mm×2mm 固定在支架上。4 个机械式开关在 0~150 ℃范围内可调,误差在±4 ℃以内,切换差不超过 (6±2) ℃。 接点容量在 AC 下为 220 V、5 A,响应时间常数<30 s,它的主要接线如图 4 所示。
 BWY-04J (TH) 温度指示控制器接线端子
2 使用中存在的主要问题
    运行中的发现变压器绕组温度现场指针指示与远方温度显示仪 (指针式远方测温表、数显表、计算机显示) 的温度不一致的情况[3],尤其是温度越高,误差会越大,特别是在 70 ℃以上高温测量时,就地与远方温差高达 5 ℃以上。事后原因分析为温度变送器指针机构卡涩。#9 机组变压器长期工作在恶劣环境中,加上变压器本体散发的热量,就地表头传动机构、弹性元件松动等,造成指针指示温度与实际温度指示不一致。
    就地实际动作的温度值与设定值不符。事后原因分析是温控仪就地显示表盘的精度不高,造成设定值偏差大,机械式触点把误差进一步扩大。现场实测 #9 机组主变温控仪在正常运行情况下动作误差达到±1.5 ℃。
    新安装后不久的温控仪温度显示无变化[4]。在现场认真查找原因,发现是温包或毛细管出现损坏。温包感温后转化为压力信号经毛细管传输[5],如果在温包或者毛细管上出现毛孔就不能将信号传导控制柜中,毛细管也不能有弯曲过大或者挤压踩扁现象,也会影响温包里的感温介质的膨胀传到控制柜。
3 主要改进措施
    针对压力式温度计常见的故障:仪表无指示、跳针、指示值偏大或偏小、指示值突然下降等,和现场实际使用缺陷和故障情况,对 #9 机组主变变压器温度变送器进行了改进。
    压力式温度计的一些固有的缺点限制了在压力式温度计改进的潜力,换成 Pt100 作为感温元件,同时采用智能温度计控制和远传。金属铂的电阻随温度变化而变化,并且具有很好的重现性和温度性,利用铂的物理特性制成的传感器具有精度高,温度性好,使用范围广,是中低温区 (-200~650 ℃)最常用的一种温度检测器。采用 Pt100 作为感温元件能够有效的避免温包感温的一些缺陷。比如温包易出现磨损损坏,传压毛细管受热也会膨胀增加误差,而且毛细管不能太大弯曲现象都能有效改善,改进后使用的数显温度计操作面板如图 5 所示。
 智能温控器面板
    数显温度计面板的主要参数:在环境温度-10~55 ℃和湿度 10%~90%RH 下测量准确度±0.2%FS;采用输入信号热电阻 Pt100,经过测量变换后经RS485 与集控室通讯;耐压强度输入 / 输出 / 电源 /通讯≥1 000 V/min,绝缘阻抗输入 / 输出 / 电源 / 通讯≥100 MΩ,它的主要接线如图 6 所示。
智能温控器接线方式
    为了减少环境的电磁干扰,采用铠装的热电阻测量元件。提高了传感器的抗干扰能力、可靠性和性价比。在控制部分中,使用了控制芯片后能够很好的控制温度报警的回差。智能控制器面板指示和按键说明表如表 1 所示。
智能控制器面板指示和按键说明
    没有设置报警回差值时,当测量温度在报警点(温度 T) 附近波动时,t2-t1 和 t3-t2 的值都会很小,仪表不断进入和退出报警状态这样输出触点就会经常跳动,产生频繁报警,导致外部联锁的冷却风机产生故障[4]如图 7 所示报警输出状态。设置了回差值后,回差值等于 T1-T2。在 t2 处将不会引起外部联锁的冷却风机动作,能够消除控制仪频繁报警引起的触点频繁跳动。输出报警状态如图 8 所示。
报警输出状态设置报警回差后输出状态
4 结语
    一体化数显温度变送器是变压器非电量?;ぷ爸弥薪现惫矍沂褂闷德式细叩囊潜?。温度测量的准确、可靠能够对变压器的运行状态提供分析、判断依据。通过对温度变送器实施上述换型技改措施,从而保证变压器安全稳定运行,有效避免了可能发生的设备损坏事故。变压器在运行中油的温度升高,特别是接近设定上限值时,一定要引起警觉,准备采取措施,把变压器的温度控制在规定的值之内。必须要控制变压器的油温不要超出上限值,这样可以使绝缘材料不容易老化,经久耐用,从而延长电力变压器的使用寿命。温度的变化对变压器产生的影响很大,故温度的监测对变压器的安全稳定运行具有重要的影响。分宜电厂自变压器温度变送器技改以来,绕组及油面温度计运行良好,未发生误报警现象,对变压器的稳定运行起到了重要作用。
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