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安科瑞特高壓試驗(yàn)系統(tǒng)在哈爾濱變壓器公司特高壓制造基地的應(yīng)用

點(diǎn)擊次數(shù):1231 更新時(shí)間:2014-09-22

 

王海芹

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(yàn)系統(tǒng),對(duì)哈爾濱天通變壓器公司試驗(yàn)線路進(jìn)行監(jiān)控,系統(tǒng)有自動(dòng)和手動(dòng)兩套試驗(yàn)線路,可充分保證在某一點(diǎn)故障時(shí),不影響正常的操作和試驗(yàn)工作的進(jìn)行,主控制回路包括一次接線圖、電機(jī)房接線圖、和各試驗(yàn)報(bào)表界面等。

關(guān)鍵詞:PLC;550KV;空載試驗(yàn);溫升試驗(yàn);

0 概述

    哈爾濱變壓器有限責(zé)任公司始建于1955年,是500家大電氣機(jī)械器材制造企業(yè)。70年代初就被確定為生產(chǎn)110kV級(jí)電力變壓器產(chǎn)品的定點(diǎn)廠,92年被確定為220kV級(jí)電力變壓器定點(diǎn)生產(chǎn)廠,97年被確定為全城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造獲批單位,目前為全變壓器行業(yè)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(yíng),為客戶提供輸變電裝備和整體解決方案與化服務(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(dòng)控制系統(tǒng)。

1、客戶需求

    試驗(yàn)系統(tǒng)要求完成實(shí)500kV/720MVA及以下容量電力變壓器的例行試驗(yàn),試驗(yàn)系統(tǒng)完成的變壓器產(chǎn)品試驗(yàn)項(xiàng)目,具體內(nèi)容如下:

   1.1 空載電流和空載損耗測(cè)量

   1.2 空載電流諧波測(cè)量

   1.3外施感應(yīng)耐壓試驗(yàn)

   1.4短路阻抗和負(fù)載損耗測(cè)量

   1.5三相變壓器零序阻抗測(cè)量

   1.6溫升試驗(yàn)

2、主要物品

   2.1 工業(yè)控制計(jì)算機(jī):主頻2.0、內(nèi)存2G  2*500G硬盤、顯示器22液晶、打印機(jī)、激光A3

   2.2  UPS電源2kVA在線式

   2.3  PLC控制柜及控制器機(jī)柜(800×800×2200)各1臺(tái),如下圖1所示

圖1

   2.4 特性試驗(yàn)桌工作臺(tái)2000*900(mm)如下圖2所示:

圖2

   2.5 機(jī)組、中間變壓器運(yùn)行參數(shù)指示儀表、監(jiān)視儀表等,具體設(shè)計(jì)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(jī)控制;

    3.2 7500kVA工頻發(fā)電機(jī)組控制(220kV試驗(yàn)站與超高壓試驗(yàn)大廳共用,但不能同時(shí)使用);

    3.3 2000kVA中頻發(fā)電機(jī)組控制(220kV試驗(yàn)站與超高壓試驗(yàn)大廳共用,但不能同時(shí)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(cè)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(bǔ)償電抗器控制;

4、試驗(yàn)項(xiàng)目

    依據(jù)被試變壓器測(cè)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(rèn)隔離刀的位置并判斷是否正確。依據(jù)試驗(yàn)電壓、電流確定過電壓、過電流的值,并進(jìn)行保護(hù)。(一般電壓不超過105%,電流不超過120%)。

    控制148kV試驗(yàn)輸出母線的隔離刀分、合位置是否正確。對(duì)分、合位置不正開關(guān)進(jìn)行提示,并且直到錯(cuò)誤糾正后才進(jìn)行下一步操作。

    a.空載試驗(yàn)

    b.負(fù)載試驗(yàn)

    c.感應(yīng)耐壓試驗(yàn)

    以上三項(xiàng)為基本的功能,試驗(yàn)測(cè)控系統(tǒng)配備自動(dòng)分段快速而無振蕩升降電壓、佳電流量程自動(dòng)選擇切換功能模塊及的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)設(shè)備,系統(tǒng)應(yīng)具有試驗(yàn)速度快、試驗(yàn)數(shù)據(jù)精度高、自動(dòng)記錄分析各項(xiàng)性能數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)顯示試品各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果等性能。系統(tǒng)配備用鼠標(biāo)或鍵盤升降鍵操作的手動(dòng)“慢升”、“慢降”、“快升”、“快降”調(diào)壓按鈕(如果發(fā)電機(jī)有此功能),供用戶需要手動(dòng)調(diào)壓時(shí)使用。手動(dòng)調(diào)壓時(shí),可隨時(shí)用鼠標(biāo)手動(dòng)點(diǎn)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù),并可無限制地重復(fù)采集,直到試驗(yàn)人員對(duì)數(shù)據(jù)滿意為止。

    4.1 空載試驗(yàn)                                                                  

    空載試驗(yàn)由計(jì)算機(jī)根據(jù)產(chǎn)品序號(hào)調(diào)出產(chǎn)品參數(shù)或由試驗(yàn)員確定試驗(yàn)電壓,調(diào)整中間變壓器并確認(rèn),調(diào)整電壓互感器檔位并確認(rèn),調(diào)整電流互感器檔位并確認(rèn)。操作各刀閘并判斷位置是否正確,依次合各開關(guān)并驗(yàn)證是否合上,控制發(fā)電機(jī)升壓,控制升壓速度及測(cè)量點(diǎn)位置,自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)整,使測(cè)量點(diǎn)的位置以平均值電壓表為準(zhǔn)誤差小于0.2%(功率分析儀誤差保證)(或缺省設(shè)置,此數(shù)據(jù)對(duì)用戶開放,用戶可自由設(shè)定大?。?,當(dāng)電壓在誤差范圍之內(nèi)時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)試,按平均值電壓校準(zhǔn)空載損耗值,自動(dòng)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(rèn),試驗(yàn)結(jié)束。

圖10

    試驗(yàn)員可依據(jù)情況調(diào)整試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間,以便觀察被試品情況。在空載試驗(yàn)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(hù),在保護(hù)動(dòng)作時(shí)將動(dòng)作時(shí)的值鎖定,以便分析故障性質(zhì)。

    4.2 負(fù)載損耗試驗(yàn)

    負(fù)載損耗試驗(yàn)可由計(jì)算機(jī)根據(jù)產(chǎn)品序號(hào)調(diào)出產(chǎn)品參數(shù)或由試驗(yàn)員確定試驗(yàn)電流、試驗(yàn)電壓,調(diào)整中間變壓器,調(diào)整電壓互感器檔位并確認(rèn),調(diào)整電流互感器檔位并確認(rèn)。操作各刀閘并判斷位置是否正確,依次合各開關(guān)并驗(yàn)證是否合上,控制發(fā)電機(jī)升壓,控制升壓速度及測(cè)量點(diǎn)位置,可自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)整,當(dāng)電流在誤差范圍之內(nèi)時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)試,自動(dòng)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(rèn),試驗(yàn)結(jié)束。

圖11

    試驗(yàn)員可依據(jù)情況調(diào)整試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間,以便觀察被試品情況。負(fù)載損耗試驗(yàn)可直接在額定分接,大分接和小分接(或試驗(yàn)員確定的分接)分別進(jìn)行,數(shù)據(jù)可依次保存在數(shù)據(jù)庫中。

    在負(fù)載試驗(yàn)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(hù),在保護(hù)動(dòng)作時(shí)將動(dòng)作時(shí)的值鎖定,以便分析故障性質(zhì)。

   4.3感應(yīng)耐壓試驗(yàn)

    感應(yīng)耐壓試驗(yàn)可由計(jì)算機(jī)根據(jù)產(chǎn)品序號(hào)調(diào)出產(chǎn)品參數(shù)或由試驗(yàn)員確定試驗(yàn)電壓和試驗(yàn)時(shí)間,調(diào)整中間變壓器檔位并確認(rèn),調(diào)整電壓互感器檔位并確認(rèn),確定試驗(yàn)電流,調(diào)整電流互感器檔位并確認(rèn)。確認(rèn)各刀閘位置并判斷是否正確,依次合各開關(guān)并驗(yàn)證是否合上,控制發(fā)電機(jī)升壓,控制升壓速度及測(cè)量點(diǎn)位置,可自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)整,使測(cè)量點(diǎn)的位置以大于97%,小于101%(或缺省設(shè)置,此數(shù)據(jù)值對(duì)用戶開放,用戶可自由設(shè)定大小),系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)時(shí),計(jì)時(shí)結(jié)束,降低電壓,依次斷開各開關(guān)并確認(rèn),如圖12所示:

圖12

    試驗(yàn)員可依據(jù)情況調(diào)整試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間,以便觀察被試品情況。

    在感應(yīng)電壓試驗(yàn)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(hù),在保護(hù)動(dòng)作時(shí)將動(dòng)作時(shí)的值鎖定,以便分析故障性質(zhì)。

    4.4 溫升試驗(yàn)

    該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有外部試品溫度數(shù)據(jù)通訊接口,能實(shí)時(shí)顯示標(biāo)準(zhǔn)通訊信號(hào)數(shù)據(jù)。

    以上實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)可歸檔至數(shù)據(jù)庫,供隨時(shí)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(cè)量與空載損耗測(cè)量同時(shí)進(jìn)行,測(cè)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?jǐn)?shù)并打印在A4紙上,以上數(shù)據(jù)可保存,待日后查詢。

5、計(jì)算機(jī)、PLC網(wǎng)絡(luò)及控制保護(hù)

   5.1 系統(tǒng)具有人性化的人機(jī)界面:試驗(yàn)開始至結(jié)束,均有系統(tǒng)提示操作。

    試驗(yàn)數(shù)據(jù)、試驗(yàn)記錄的查詢和打印功能:所有的試驗(yàn)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(hào)、試驗(yàn)日期查詢,或按試驗(yàn)順序用滾動(dòng)方式進(jìn)行模糊查詢。試驗(yàn)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(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)上計(jì)算機(jī)使用的軟件,供網(wǎng)上其他終端計(jì)算機(jī)查詢、打印試驗(yàn)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(yùn)行中,即使計(jì)算機(jī)死機(jī),系統(tǒng)也不會(huì)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(jìn)入計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)(試驗(yàn)臺(tái))能查詢、顯示、控制系統(tǒng)中的所有主要運(yùn)行數(shù)據(jù),如機(jī)組的各點(diǎn)溫度、超溫報(bào)警(如果發(fā)電機(jī)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(shí)時(shí)值。如圖15所示:

圖15

   5.4 發(fā)電機(jī)控制

    發(fā)電機(jī)控制將分別進(jìn)行勵(lì)磁調(diào)節(jié),勵(lì)磁電流、電壓測(cè)量。發(fā)電機(jī)輸出開關(guān)控制;發(fā)電機(jī)輸出電流、電壓測(cè)量(三相同時(shí)顯示包括開關(guān)柜上電磁式儀表);發(fā)電機(jī)過電流、過電壓保護(hù),過流、過壓保護(hù)值要有默認(rèn)值和輸入值兩種方式。以上保護(hù)與電磁式速斷保護(hù)在時(shí)間上和保護(hù)值上相互配合,使保護(hù)更完善,更可靠。上述操作均在計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)通過開關(guān)輔助接點(diǎn)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(shí)間為5秒。在安全開關(guān)放在運(yùn)行位置時(shí),警燈亮,在禁止位置后警燈滅。

    急停按鈕在主控室和每一個(gè)控制箱上安裝,保證在發(fā)生緊急情況時(shí)可靠地?cái)嚅_電源回路,以保證人身和設(shè)備的安全。

   5.6 計(jì)算機(jī)上能看到以下4處電壓和電流的實(shí)際的A、B、C三相的顯示:

    發(fā)電機(jī)組或調(diào)壓器的輸出電壓和電流,三相共6個(gè)值;試驗(yàn)中間變壓器的輸出電壓和電流,三相共6個(gè)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(gè)值;(電容器塔的輸出端有電流互感器);測(cè)量系統(tǒng)所測(cè)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(duì)整套試驗(yàn)站的控制部分進(jìn)行集中控制,通過復(fù)雜的聯(lián)鎖及互鎖電路設(shè)計(jì),防止人為誤操作事件的發(fā)生;所采用PLC編程控制器由德西門子生產(chǎn),控制元器件由施奈德提供;變壓器微機(jī)綜合試驗(yàn)系統(tǒng)由新時(shí)代工程公司設(shè)計(jì),配合高精度進(jìn)口功率分析儀等測(cè)量?jī)x器,可對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量、采集、顯示、儲(chǔ)存;PLC控制柜與監(jiān)控系統(tǒng)采用光纖通訊;試驗(yàn)站通過高壓隔離切換可以完成試驗(yàn)電源的選用,同時(shí)可以將試驗(yàn)電源控制權(quán)交由試驗(yàn)臺(tái)控制;由于兩試驗(yàn)室共用兩套試驗(yàn)電源。接線較為復(fù)雜,為了保證設(shè)備和人身安全,各試驗(yàn)臺(tái)設(shè)置了電氣互鎖。同時(shí)在試驗(yàn)室內(nèi)設(shè)置模擬運(yùn)行盤,以顯示試驗(yàn)系統(tǒng)的連接狀態(tài),便于試驗(yàn)人員掌握設(shè)備總體運(yùn)行情況。

    高壓試驗(yàn)系統(tǒng)自投入運(yùn)行后,大大提高了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和數(shù)據(jù)保存時(shí)間,為實(shí)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(píng)!

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