郭先標(biāo)

(江西銅業(yè)集團(tuán)公司德興銅礦，江西德興 334224)

淺析主變強(qiáng)油循環(huán)風(fēng)冷裝置技術(shù)升級

郭先標(biāo)

(江西銅業(yè)集團(tuán)公司德興銅礦，江西德興 334224)

通過升級改造主變強(qiáng)油風(fēng)冷控制裝置，設(shè)計并安裝一套新的基于PLC實時監(jiān)控、軟硬件完善的主變風(fēng)冷控制系統(tǒng)，將風(fēng)機(jī)溫度和油泵開停狀況等對主變至關(guān)重要的參數(shù)實時反映在主控室，實現(xiàn)風(fēng)機(jī)開停與主變的溫度相結(jié)合，使控制系統(tǒng)與主變保護(hù)有機(jī)結(jié)合。增強(qiáng)自控與主變保護(hù)功能。從而加強(qiáng)對主變溫度的控制，保證大負(fù)荷電能的供應(yīng)。

升級改造;主變;強(qiáng)油風(fēng)冷;控制裝置;PLC實時監(jiān)控;溫度;供應(yīng)

1 引言

大型變壓器是變電站主要變電設(shè)備之一，它的運(yùn)行狀態(tài)直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行與供電質(zhì)量。在正常運(yùn)行過程中，變壓器繞組和鐵心的損耗轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使變壓器各部件的溫度升高。在油浸式變壓器中，散熱的工作原理?鐵心和繞組的熱量先傳給油，然后通過散熱器散到周圍介質(zhì)中，從而達(dá)到降低鐵心與繞組的溫度。

而現(xiàn)場變壓器的壽命主要取決于變壓器的絕緣材料壽命，變壓器的絕緣材料壽命隨變壓器油溫的升高將按指數(shù)規(guī)律減小，由此可見，大型變壓器的強(qiáng)油風(fēng)冷控制裝置能否可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，將直接關(guān)系到變壓器的壽命，關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2 技術(shù)改造背景

原大山變電站2#主變強(qiáng)油風(fēng)冷裝置主要由繼電器進(jìn)行控制，在主控室只能顯示溫度，不能進(jìn)行自動控制。近年來2#主變冷卻控制系統(tǒng)出現(xiàn)波動，時有故障發(fā)生。內(nèi)部元件漸趨老化，自控系統(tǒng)經(jīng)常失效，多次出現(xiàn)元件及電氣線路故障，威脅主變的安全運(yùn)行及生產(chǎn)供電。

原大山變電站強(qiáng)油循環(huán)風(fēng)冷裝置主控制箱結(jié)構(gòu)過于緊密，容易造成短路，發(fā)生過幾次相間放電現(xiàn)象。同時油泵開停情況沒有實時反映在主控室，在主控室也無法遠(yuǎn)距離對各組風(fēng)機(jī)進(jìn)行開停控制［1］。當(dāng)油溫上升至一定值時，現(xiàn)場又無法根據(jù)溫度的變化自動投入風(fēng)機(jī)，如果溫度升高到一定程度，主變線圈的絕緣在幾分鐘之內(nèi)就有可能燒毀，同時變壓器油也會迅速劣化，造成不可估量的后果。

3 升級改造方案

為確保2#主變安全穩(wěn)定運(yùn)行，工程技術(shù)人員決定改造升級大山變電站2#主變強(qiáng)油風(fēng)冷控制裝置，設(shè)計原理為:采用PLC模塊控制，實現(xiàn)實時監(jiān)控與主動控制。并安裝一套新的基于PLC實時監(jiān)控、軟硬件完善的主變風(fēng)冷控制系統(tǒng)［2］，代替大量的電磁繼電器，增大各元器件的防污等級以及相互之間的空間距離，采用高可靠性的PLC為控制核心，用大容量固態(tài)繼電器替代交流接觸器，同時采用穿心式電流互感器采集電機(jī)回路的電流，用PLC的軟件實現(xiàn)控制、報警和保護(hù)功能。以解決散熱與防塵之間的矛盾。將風(fēng)機(jī)溫度和油泵開停狀況等對主變至關(guān)重要的參數(shù)實時反映在主控室。同時將風(fēng)機(jī)開停與主變的溫度有機(jī)地結(jié)合，增強(qiáng)自控功能，避免控制回路受到強(qiáng)電的干擾［3］。具體改造程序如下:

(1)根據(jù)主變冷卻系統(tǒng)控制原理，在保留預(yù)告信號及保護(hù)跳閘的基礎(chǔ)上進(jìn)行電路設(shè)計和程序設(shè)計，并進(jìn)行可行性分析。

(2)利用年終檢修變壓器停運(yùn)的機(jī)會，拆除原有控制系統(tǒng)，對整套裝置進(jìn)行啟動、控制、切換、監(jiān)視、保護(hù)等電路設(shè)計［4］。

(3)按照設(shè)計安裝要求，在主變本體上安裝單組風(fēng)機(jī)的控制箱并根據(jù)圖紙要求進(jìn)行正確接線，對進(jìn)線電源實施冗余雙回路自動切換技術(shù)設(shè)計及安裝。

(4)重新安裝風(fēng)機(jī)電源控制柜及接線，并從變電站低壓交流配電室引入兩路交流控制電源［5］，互為備用，對1－9組風(fēng)機(jī)單臺控制箱、控制裝置主控制箱實施設(shè)計及安裝。

(5)在變電站主控室安裝可編程序控制器及液晶顯示屏，更換新的主變油溫溫度表。

(6)在主控制室安裝調(diào)試可觸摸液晶顯示監(jiān)視屏。

(7)按照控制原理及要求進(jìn)行編程、調(diào)試，對整套控裝置實施調(diào)試并驗收。

4 升級改造結(jié)果與討論

(1)改造后的風(fēng)冷裝置:自動控制完善，根據(jù)油溫溫度自動啟停風(fēng)機(jī);手/自動切換方便，運(yùn)行/停止切換方便;油溫顯示及系統(tǒng)故障報警完善。

(2)由于自動化水平的提高，減輕了值班電工的勞動強(qiáng)度。

(3)通過改造，提高主變強(qiáng)油風(fēng)冷控制裝置的可靠性，保障主變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行［6］，增強(qiáng)了工程技術(shù)人員的維修技術(shù)水平。

5 結(jié)論

強(qiáng)油風(fēng)冷系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)是大山變電站變壓器的關(guān)鍵輔機(jī)。但在實際運(yùn)行中，變壓器因軸流風(fēng)機(jī)可靠性差，風(fēng)機(jī)工況與系統(tǒng)特性不匹配，風(fēng)機(jī)入口處含塵濃度高［7］，造成風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子有關(guān)部件的疲勞與損壞等問題，導(dǎo)致變壓器非計劃停機(jī)或減負(fù)荷，影響了變電站的正常運(yùn)行。

經(jīng)過升級改造后，將新的風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)與主變保護(hù)有機(jī)結(jié)合，增強(qiáng)了主變保護(hù)功能。同時加強(qiáng)了對2#主變溫度的控制，保證大負(fù)荷電能的供應(yīng)，提高山上電力系統(tǒng)的供電能力和穩(wěn)定性，值得在大型變電站主變風(fēng)冷系統(tǒng)中推廣。

［1］陳永波.變壓器強(qiáng)油循環(huán)強(qiáng)風(fēng)冷卻器控制回路的改造［J］.湖北電力.2009(8):5－8.

［2］劉新平，李宗民，等.基于模糊算法的高精度溫度控制系統(tǒng)［J］.電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報，2009(12):15－18.

［3］董繼民，華峰，等.一種新型大型變壓器自適應(yīng)冷卻控制裝置［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2008(1):13－18.

［4］鄧世杰.大型變壓器風(fēng)冷卻系統(tǒng)的自動控制［J］.變壓器，2003，40(10):23－25.

［5］顧繩谷電機(jī)及拖動基礎(chǔ)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2000 (3):11－22.

［6］周志敏，周紀(jì)海，紀(jì)愛華.變壓器實用技術(shù)問答［M］.哈爾濱:電子工業(yè)出版社，2004.229－243.

［7］李季，羅隆福，許加柱，等.變壓器熱－磁三維有限元計算［J］.電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報，2007(1):20－22.

Analysis on Air Cooling Device Technical Upgrading of Main Transformer Oil Circulation

GUO Xian－biao

(Dexing Copper mine，Jiangxi Copper Corporation，Dexing，Jiangxi 334224，China)

Through upgrading the main transformer＇s forced－oil－air cooling control device，design and install a new main air cooling system，which based on PLC real－time monitoring，with perfect software and hardware.the air temperature and oil pump operation and stop condition of main transformer＇s real time crucial parameters could be showed on the main control room，to realize the fan＇s operation combined with the main transformer temperature，enhance the automatic control function.The new wind turbine control system and main transformer protect organic union，make control system and the organic combined with main transformer protection;enhance the main transformer protection function.To strengthen the main variable temperature control，ensure the load power supply.

Upgrading;Main transformer;Forced oil and forced air cooling;Control device;PLC real－time monitoring;Temperature;Supply

TM41

B

1009－3842(2012)05－0066－02

2012－06－14

郭先標(biāo)(1962－)男，江西于都人，本科，電氣工程師，從事電氣技術(shù)工作。E－mail:272157166@qq.com