1、引言
作為電力系統運行的主設備變壓器(簡稱:主變)是否安全穩定運行至關重要。監測主變溫度是衡量其實時工況,安全運行的重要手段,也是實現綜合自動化變電站(簡稱:綜自站)無人值守的重要條件之一。而實現綜自站無人值守,其核心問題就是綜自信息對點工作中主變溫度信息異常。因此。在綜自站主變測溫系統的基礎上,詳細研究該測溫系統的異常現象,并給出相關解決方案。
2、綜自站主變測溫系統簡介
2.1綜自站主變測溫系統結構和原理
綜自站主變測溫系統是由本體溫包、毛細管、溫度表、溫度變送器、通道電纜、遠方溫度測試儀、信號采集轉換模塊、信息傳輸裝置(遠動機)、通信裝置、光纜、監控系統主機(變電站綜自后臺機、集控站集控主機、調度集控主機)等組成,如網1所示。該系統采用復合溫度傳感器技術的BWY(WTYK)-803、(TH)802AXMT型壓力式溫度指示控制器(簡稱:溫控器),能同時輸出Pt100鉑電阻信號。針對實現變電站無人值守,大多數現場要求溫度表具備O~5V溫度信號遠程傳輸功能。遠程測溫的溫度變送器安裝在溫度表內或保護控制屏后。而有的測溫系統則將4~20mA輸出的溫度變送器和24VDC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溫度變送器,輸出一個0~5V的電壓信號或4~20mA電流信號,經信號采集轉換模塊采集后計算,通過遠動機傳輸到后臺機、集控站、各級調度處。從而實現R-U轉換。
2.2Pt100鉑電阻原理
溫控器采用復合傳感器技術,在溫包內嵌鉑電阻,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阻而產生的固有誤差,R1是鉑電阻,R0為戶外至主控室(或保護室)電纜芯線內阻,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,只有三根芯線內阻R0*相等時才能消除內阻對測量結果的影響。
2.3溫度數據采集系統簡介
目前綜自站溫度數據采集系統主要有兩種:一種是主變溫度數據采集系統(DW&ZL)嵌在PST626A型主變高后備保護內,另一種是主變溫度數據采集系統嵌在公用屏內的CSD12A型數字式綜合采集裝置內,如圖3所示。其工作原理為:傳感器通過系統的5V供電端僅經一只3.92kΩ的電阻連接到Pt100。這種接法通常會引起嚴重的非線性問題,但由于經后級電路單片機的軟件進行校正,這樣就簡化傳感器的接入方式。按照Pt100的參數。其在0°C~150℃的區間內,電阻值為100~157.33Ω,按照其串聯分壓的原理,輸出電壓VOUT=VOC/(Pt100+3.92kΩ)×Pt100,計算出其輸出電壓,如表1所示。
3、測溫系統現有異常現象
針對某供電局,現有運行110kV以上綜自站36座,正在綜自改造的變電站4座,實現遠方測溫的主變78臺,其中330kV變壓器10臺,110kV變壓器68臺。330kV主變采用2臺油溫溫度表和1臺繞組溫度表,110kV主變采用2臺油溫溫度表。溫度表需輸出4~20mA電流或Pt100電阻等信號,其中有的330kV變壓器還配有遠程數字溫顯儀。綜自站變壓器主變測溫系統現有異常現象:*類為遠程數字溫顯儀(指針式遠程測溫表)、綜自后臺機顯示的溫度數值與主變本體溫度計不一致,后臺機顯示的兩個溫度亦不一致,有的差別較大;第二類為綜自站后臺機無法監測溫度;第三類為集控站或調度室無法監測溫度或偏差較大,第四類是曾經發生溫度正常而啟動備用冷卻器、溫度越限報警、“主變冷卻器全停”保護誤動作等現象。
4、解決方案
根據以上分析及對變壓器測溫系統的日常檢修維護實踐,有針對地采取以下解決方案:
4.1管理措施
(1)定值管理測溫諸多異常現象是因定值整定錯誤或參數未設置所引起。有的綜自站溫度插件嵌在保護裝置內,有的綜自站溫度插件嵌在公用遠動屏內,保護由修施工區管理,遠動由調度所管理,而溫度表由計量中心管理,定值又是現場自行整定。因此管理存在漏洞,需重新劃分管理范圍,落實責任,定值統一核算和整定。
(2)采購管理對新購表計和溫度插件嚴把質量關,提出技術要求:新購繞組溫度表、油溫表和溫度變送器及遠程數顯儀均要求附設調零機構;新購繞組溫度表、油溫表和溫度變送器及遠程數顯儀統一選用0℃~150℃測量范圍:加強新購溫度表的首檢,防止不合格的產品投入使用。溫度插件應有調整功能,以便調整因外回路引入線內阻不一致引起的測量誤差。
(3)維護管理所有110kV及以上變壓器的溫度表必須加裝防雨罩,防止雷雨天氣時雨水進人表內;加強對新投運的變壓器非電量保護的整組驗收試驗,消除基建施工缺陷;檢查鉑電阻引入線所在控制電纜屏蔽層兩側應可靠接地;周期檢驗測溫系統。
4.2異常處理
(1)*類異常處理嚴格按作業指導書更換已損壞的溫包,更換安裝溫包:溫包安裝前應在安裝孔內注滿變壓器油,然后慢慢插人溫包并擰緊M27×2接頭,調整好溫包的插入深度(盡可能選zui大的插入深度)并擰緊螺絲。保證溫包被油*浸沒。標準恒溫槽的插人深度不應少于150mm,確保現場檢驗溫度表時溫包有足夠的插人深度。在運行過程中出現的測溫差異: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調整溫度插件的電位器;綜自后臺機出現負值則引入數據采集系統的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形式檢查分析出現問題的具體一側;更換易損壞的遠程插件、模擬通道使用的調制解調器,以及更新綜自站數據庫;而丟幀現象的處理則采用提高波特率或將原來的模擬更換為數字通道等措施。
(4)第四類異常處理加強管理,將測溫系統納入考核;變壓器的繞組溫度只用于信號,本體油溫度保護一段作用于信號,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串接在二段溫度輸出回路中);更換不合格的表計。
5、結束語
在無人值守變電站改造和建設中,“四遙”信息對點工作繁瑣而重要,而主變溫度信息成為阻礙,幾乎每個綜自站都存在問題。通過上述異常分析并提出相關解決方案,已解決這一難題,加快變電站改造進程,同時更能準確反映變壓器實際運行工況,為監控站和調度提供真實可靠的現場運行信息。