技術(shù)文章
Technical articles霍麗麗
安科瑞電氣股份有限公司,上海 嘉定 201801
摘要:介紹安科瑞特高壓試驗系統(tǒng),對哈爾濱天通變壓器公司試驗線路進行監(jiān)控,系統(tǒng)有自動和手動兩套試驗線路,可充分保證在某一點故障時,不影響正常的操作和試驗工作的進行,主控制回路包括一次接線圖、電機房接線圖、和各試驗報表界面等。
關(guān)鍵詞:PLC;550KV;空載試驗;溫升試驗;
0 概述
哈爾濱變壓器有限責(zé)任公司始建于1955年,是中國500家zui大電氣機械器材制造企業(yè)之一。70年代初就被國家確定為生產(chǎn)110kV級電力變壓器產(chǎn)品的定點廠,92年被確定為國家220kV級電力變壓器定點生產(chǎn)廠,97年被確定為全國城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造獲批單位,目前為全國變壓器行業(yè)重點骨干企業(yè)和黑龍江省變壓器企業(yè),主要從事輸變電裝備的制造和經(jīng)營,為客戶提供輸變電裝備和整體解決方案與專業(yè)化服務(wù)。
安科瑞電氣股份有限公司于2009年6月承接哈爾濱變壓器有限責(zé)任公司由哈爾濱市政府投資7億元精心打造的“雙百萬”工程220kV和500kV超高壓變壓器廠房建設(shè)中的自動控制系統(tǒng)。
1、客戶需求
試驗系統(tǒng)要求必須完成實500kV/720MVA及以下容量電力變壓器的例行試驗,試驗系統(tǒng)必須完成的變壓器產(chǎn)品試驗項目,具體內(nèi)容如下:
1.1 空載電流和空載損耗測量
1.2 空載電流諧波測量
1.3外施感應(yīng)耐壓試驗
1.4短路阻抗和負載損耗測量
1.5三相變壓器零序阻抗測量
1.6溫升試驗
2、主要物品
2.1 工業(yè)控制計算機:主頻2.0、內(nèi)存2G 2*500G硬盤、顯示器22液晶、打印機、激光A3
2.2 UPS電源2kVA在線式
2.3 PLC控制柜及控制器機柜(800×800×2200)各1臺,如下圖1所示
圖1
2.4 特性試驗桌工作臺2000*900(mm)如下圖2所示:
圖2
2.5 機組、中間變壓器運行參數(shù)指示儀表、監(jiān)視儀表等,具體設(shè)計圖紙如下圖3、4所示;
圖3
圖4
2.6 控制系統(tǒng)所需要的全部軟件,軟索引界面如圖5所示:
圖5
2.7 500KV和220KV控制控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖6、7所示:
圖6
圖7
3、控制的主要設(shè)備
3.1 15000kVA工頻發(fā)電機控制;
3.2 7500kVA工頻發(fā)電機組控制(220kV試驗站與超高壓試驗大廳共用,但不能同時使用);
3.3 2000kVA中頻發(fā)電機組控制(220kV試驗站與超高壓試驗大廳共用,但不能同時使用);
3.4 2000kVA支撐變壓器控制;
3.5 15000kVA中間變壓器控制,如圖8所示:
圖8
3.6 主回路測量用電流、電壓互感器的控制,如圖9所示:
圖9
3.7 900kvar-1800kvar-2700kvar無載可調(diào)補償電抗器控制;
4、試驗項目
依據(jù)被試變壓器測試電壓,調(diào)整中間變壓器電壓分接,顯示分接開關(guān)分接位置,確定并調(diào)整電壓互感器電壓檔位,顯示電壓互感器檔位及變比,依據(jù)被試電流大小確定并調(diào)整電流互感器檔位,顯示電流互感器檔位及變比;并保證互感器二次不開路;確認隔離刀的位置并判斷是否正確。依據(jù)試驗電壓、電流確定過電壓、過電流的值,并進行保護。(一般電壓不超過105%,電流不超過120%)。
控制148kV試驗輸出母線的隔離刀分、合位置是否正確。對分、合位置不正開關(guān)進行提示,并且直到錯誤糾正后才進行下一步操作。
a.空載試驗
b.負載試驗
c.感應(yīng)耐壓試驗
以上三項為zui基本的功能,試驗測控系統(tǒng)配備自動分段快速而無振蕩升降電壓、*電流量程自動選擇切換功能模塊及*的發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)設(shè)備,系統(tǒng)應(yīng)具有試驗速度快、試驗數(shù)據(jù)精度高、自動記錄分析各項性能數(shù)據(jù)并實時顯示試品各項試驗結(jié)果等性能。系統(tǒng)配備用鼠標或鍵盤升降鍵操作的手動“慢升”、“慢降”、“快升”、“快降”調(diào)壓按鈕(如果發(fā)電機有此功能),供用戶需要手動調(diào)壓時使用。手動調(diào)壓時,可隨時用鼠標手動點擊“數(shù)據(jù)采集按鈕”,同步采集三相電壓平均值、方均根值、三相平均電流、試品總損耗等實時數(shù)據(jù),并可無限制地重復(fù)采集,直到試驗人員對數(shù)據(jù)滿意為止。
4.1 空載試驗
空載試驗由計算機根據(jù)產(chǎn)品序號調(diào)出產(chǎn)品參數(shù)或由試驗員確定試驗電壓,調(diào)整中間變壓器并確認,調(diào)整電壓互感器檔位并確認,調(diào)整電流互感器檔位并確認。操作各刀閘并判斷位置是否正確,依次合各開關(guān)并驗證是否合上,控制發(fā)電機升壓,控制升壓速度及測量點位置,自動或手動調(diào)整,使測量點的位置以平均值電壓表為準小于0.2%(功率分析儀保證)(或缺省設(shè)置,此數(shù)據(jù)對用戶開放,用戶可自由設(shè)定大小),當電壓在范圍之內(nèi)時,系統(tǒng)自動測試,按平均值電壓校準空載損耗值,自動保存數(shù)據(jù)如圖10所示,降低電壓,依次斷開各接開關(guān)并確認,試驗結(jié)束。
圖10
試驗員可依據(jù)情況調(diào)整試驗持續(xù)時間,以便觀察被試品情況。在空載試驗中依據(jù)被試變壓器設(shè)定有過電流、過電壓、電壓不平衡保護,在保護動作時將動作時的值鎖定,以便分析故障性質(zhì)。
4.2 負載損耗試驗
負載損耗試驗可由計算機根據(jù)產(chǎn)品序號調(diào)出產(chǎn)品參數(shù)或由試驗員確定試驗電流、試驗電壓,調(diào)整中間變壓器,調(diào)整電壓互感器檔位并確認,調(diào)整電流互感器檔位并確認。操作各刀閘并判斷位置是否正確,依次合各開關(guān)并驗證是否合上,控制發(fā)電機升壓,控制升壓速度及測量點位置,可自動或手動調(diào)整,當電流在范圍之內(nèi)時,系統(tǒng)自動測試,自動保存數(shù)據(jù)如圖11所示,降低電壓,依次斷開各開關(guān)并確認,試驗結(jié)束。
圖11
試驗員可依據(jù)情況調(diào)整試驗持續(xù)時間,以便觀察被試品情況。負載損耗試驗可直接在額定分接,zui大分接和zui小分接(或試驗員確定的分接)分別進行,數(shù)據(jù)可依次保存在數(shù)據(jù)庫中。
在負載試驗中依據(jù)被試變壓器設(shè)定有過電流、過電壓、電壓不平衡、電流不平衡等保護,在保護動作時將動作時的值鎖定,以便分析故障性質(zhì)。
4.3感應(yīng)耐壓試驗
感應(yīng)耐壓試驗可由計算機根據(jù)產(chǎn)品序號調(diào)出產(chǎn)品參數(shù)或由試驗員確定試驗電壓和試驗時間,調(diào)整中間變壓器檔位并確認,調(diào)整電壓互感器檔位并確認,確定試驗電流,調(diào)整電流互感器檔位并確認。確認各刀閘位置并判斷是否正確,依次合各開關(guān)并驗證是否合上,控制發(fā)電機升壓,控制升壓速度及測量點位置,可自動或手動調(diào)整,使測量點的位置以大于97%,小于101%(或缺省設(shè)置,此數(shù)據(jù)值對用戶開放,用戶可自由設(shè)定大。,系統(tǒng)自動計時,計時結(jié)束,降低電壓,依次斷開各開關(guān)并確認,如圖12所示:
圖12
試驗員可依據(jù)情況調(diào)整試驗持續(xù)時間,以便觀察被試品情況。
在感應(yīng)電壓試驗中依據(jù)被試變壓器設(shè)定有過電流、過電壓、電壓不平衡、電流不平衡等保護,在保護動作時將動作時的值鎖定,以便分析故障性質(zhì)。
4.4 溫升試驗
該計算機系統(tǒng)具有外部試品溫度數(shù)據(jù)通訊接口,能實時顯示標準通訊信號數(shù)據(jù)。
以上實測數(shù)據(jù)和計算結(jié)果數(shù)據(jù)可歸檔至數(shù)據(jù)庫,供隨時查詢、打印,如圖13所示:
圖13
4.5 諧波分析功能:1~19次諧波,變壓器諧波分量測量與空載損耗測量同時進行,測量19次以內(nèi)的三相電流、三相電壓諧波分量,可以列表顯示各次諧波分量的百分數(shù)并打印在A4紙上,以上數(shù)據(jù)可保存,待日后查詢。
5、計算機、PLC網(wǎng)絡(luò)及控制保護
5.1 系統(tǒng)具有人性化的人機界面:試驗開始至結(jié)束,均有系統(tǒng)提示操作。
試驗數(shù)據(jù)、試驗記錄的查詢和打印功能:所有的試驗數(shù)據(jù)均保存在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫內(nèi),可按不同的方式查詢和打印,如按試品編號、試驗日期查詢,或按試驗順序用滾動方式進行模糊查詢。試驗記錄格式由哈爾濱天通變壓器有限責(zé)任公司提供。系統(tǒng)配備與本系統(tǒng)主工控計算機聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)上計算機使用的軟件,供網(wǎng)上其他終端計算機查詢、打印試驗記錄和輸入直流電阻、變比等其他數(shù)據(jù)之用,如圖14所示
圖14
5.2 系統(tǒng)運行中,即使計算機死機,系統(tǒng)也不會失控,系統(tǒng)具有緊急停止按紐。并采用可靠的隔離措施防止高電位進入計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),系統(tǒng)應(yīng)具備高可靠性。
5.3 本系統(tǒng)中的計算機(試驗臺)能查詢、顯示、控制系統(tǒng)中的所有主要運行數(shù)據(jù),如機組的各點溫度、超溫報警(如果發(fā)電機組有此通訊功能)、電流、電壓、功率、功率因素、有功功率、頻率等參數(shù)的實時值。如圖15所示:
圖15
5.4 發(fā)電機控制
發(fā)電機控制將分別進行勵磁調(diào)節(jié),勵磁電流、電壓測量。發(fā)電機輸出開關(guān)控制;發(fā)電機輸出電流、電壓測量(三相同時顯示包括開關(guān)柜上電磁式儀表);發(fā)電機過電流、過電壓保護,過流、過壓保護值要有默認值和輸入值兩種方式。以上保護與電磁式速斷保護在時間上和保護值上相互配合,使保護更完善,更可靠。上述操作均在計算機上完成,如圖16所示:
圖16
5.5 警燈、警鈴、急停按鈕:
警燈、警鈴由計算機通過開關(guān)輔助接點控制。保證程序正確。一般在電源合閘之前,響三聲警鈴,每次2秒,在電源全部斷開之后響一聲警鈴,時間為5秒。在安全開關(guān)放在運行位置時,警燈亮,在禁止位置后警燈滅。
急停按鈕在主控室和每一個控制箱上安裝,保證在發(fā)生緊急情況時可靠地斷開電源回路,以保證人身和設(shè)備的安全。
5.6 計算機上能看到以下4處電壓和電流的實際的A、B、C三相的顯示:
發(fā)電機組或調(diào)壓器的輸出電壓和電流,三相共6個值;試驗中間變壓器的輸出電壓和電流,三相共6個值;(變壓器的輸出端有電流互感器);電容器塔(如果它們投入使用的話)輸出電壓和電流,三相共6個值;(電容器塔的輸出端有電流互感器);測量系統(tǒng)所測量出的加在被試變壓器上的電壓和電流。中變、電容塔、試品上的電壓是一樣的,均來自功率分析儀,如圖17所示:
圖17
6、結(jié)束語:
采用PLC編程控制系統(tǒng)對整套試驗站的控制部分進行集中控制,通過復(fù)雜的聯(lián)鎖及互鎖電路設(shè)計,防止人為誤操作事件的發(fā)生;所采用PLC編程控制器由德國西門子生產(chǎn),控制元器件由施奈德提供;變壓器微機綜合試驗系統(tǒng)由中國新時代工程公司設(shè)計,配合高精度進口功率分析儀等測量儀器,可對各項數(shù)據(jù)進行測量、采集、顯示、儲存;PLC控制柜與監(jiān)控系統(tǒng)采用光纖通訊;試驗站通過高壓隔離切換可以完成試驗電源的選用,同時可以將試驗電源控制權(quán)交由試驗臺控制;由于兩試驗室共用兩套試驗電源。接線較為復(fù)雜,為了保證設(shè)備和人身安全,各試驗臺設(shè)置了電氣互鎖。同時在試驗室內(nèi)設(shè)置模擬運行盤,以顯示試驗系統(tǒng)的連接狀態(tài),便于試驗人員掌握設(shè)備總體運行情況。
高壓試驗系統(tǒng)自投入運行后,大大提高了試驗數(shù)據(jù)的準確性和數(shù)據(jù)保存時間,為實現(xiàn)出廠變壓器的可追溯性提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和依據(jù),獲得使用方好評!
霍麗麗,女,漢族,本科,工程師,主要研究方向為智能建筑供配電監(jiān)控系統(tǒng)。: :