干式励磁变超温保护的改造

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1、全国火电大机组（300MW级）竞赛第37届年会论文集电气专业干式励磁变超温保护的改进王　璐　周　渊（北方联合电力海勃湾发电厂　内蒙古　乌海市　016034）摘要：介绍了一种新型的采用电气技术和DCS技术相结合实现励磁变超温保护的原理、改进方法和注意事项。此项技术的应用，有效的提高了励磁变保护的运行可靠性。关键词：励磁变超温保护；温度控制器；DCS；非电量保护近年来，自并励的励磁方式广泛的应用于大、中型发电机组中，作为自并励励磁系统中重要组成部件之一的励磁变压器也得到越来越多的关注。目前，自并励励磁系统中多采用环氧树脂为绝缘材料的环氧浇注的干式变压器。对于

2、环氧干式变压器，运行的安全性及使用寿命很大程度上取决于变压器绕组的绝缘水平，绕组温度超过绝缘耐受温度，加速绝缘老化和破坏是导致变压器损坏的主要原因，为确保励磁变使用温升不超过规定值，设置温控、温显系统和反映励磁变超温的非电量保护是十分必要的。目前励磁变超温保护多采用安装在就地的温度控制器按设定值输出跳闸接点至发变组非电量保护跳闸，但是由于温度控制器质量等不可靠因素，时有误动情况。海勃湾发电厂经过认真的分析研究，采用了一种新型的保护方式，改善了保护功能，提高了保护的可靠性。1　目前励磁变超温保护的现状及存在的问题图1　目前励磁变超温保护的原理框图目前干式励

3、磁变超温保护原理框图如图1所示。通过预埋在变压器低压侧A、B、C三相绕组中的测温元件PTC（PT100热敏电阻）取得温度信号，温度控制显示器根据得到的温度信号，一方面用于就地的温度显示，另一方面根据预先设定的温度定值，当温度达到启动423全国火电大机组（300MW级）竞赛第37届年会论文集电气专业风机启动设定值（F级绝缘按B级考核时80℃）时，控制帘式风机降温，当温度达到超温报警启动设定值（F级绝缘按B级考核时100℃），发信号到集控室DCS或中央信号；当温度继续上升，达到跳闸设定值（F级绝缘按B级考核时120℃）时，起动超温跳闸信号到发变组非电量保护，

4、动作于全停。采用这种方式的励磁变超温保护有两个缺点：（1）　无法实现干式励磁变温度的远方显示，不利于运行人员随时监视励磁变温度的运行情况，不符合国家电网公司《入网安全性评价》的要求。（2）　由于温度控制器质量原因和励磁变就地至集控室连接电缆的干扰等不可靠因素的影响，容易引起励磁变超温保护的误动，造成机组停机的不必要损失。2　改进的方法针对上述情况，考虑到实现励磁变温度远方显示，同时满足励磁变超温保护可靠性的要求，决定利用在励磁变加装测点，应用DCS的先进控制技术与就地温度控制器相结合的方法，实现励磁变超温保护。2.1　改进后的励磁超温保护原理如图2所示，

5、在原变压器低压侧A、B、C三相绕组预埋测温元件处另外加装一组测温元件，通过电缆接入DCS热电阻输入端子板，DCS采集到的温度信号，一方面通过画面组态用于励磁变温度的远方显示，以方便运行人员随时监视励变的温度。另一方面通过事先确定的DCS逻辑组态，DCS将输入的温度信号经过高限报警模块处理，输出数字量超温报警信号和超温跳闸信号。DCS和励磁变温控器输出的超温报警信号都作为励磁变超温信号分别报警，以提醒运行人员采取相应的措施；而将DCS和励磁变温控器输出的超温跳闸信号串联后启动发变组非电量保护动作。图2　励磁变超温保护改进后的原理框图2.2　改进后的励磁变超

6、温保护可靠性论证采用两组不同的跳闸信号经与门的关系输出至发变组非电量保护，避免了因温度控制器或电缆原因造成的误动，同时由于DCS系统和就地温度控制系统同时出现故障的可能性很小，因此在很大程度上提高了励磁变超温保护防止的可靠性。423全国火电大机组（300MW级）竞赛第37届年会论文集电气专业利用模拟励磁变温度升高的方式试验改进后的励磁变超温保护的动作可靠性，将励磁变三相温度测点分别加温，模拟励磁变温度升高，当温度达到设定值时，励磁变超温保护能够可靠动作。2.3　励磁变超温保护改进时应注意的问题2.3.1　安装温度测点时应注意两组温度测点应尽量在相同或相距

7、不远的位置，保证两组测点运行工况相同（近）。2.3.2　由于励磁变温度测点的安装位置运行温度较高，且距离电气一次高电压设备较近，安装时应注意连接温度测点二次线的耐高温特性和具有较高的绝缘水平。2.3.3　励磁变至集控室以及DCS至发变组保护的连接电缆要采用屏蔽电缆，并且安装时要保证电缆连接可靠、绝缘良好。2.3.4　改进后的励磁变超温保护要利用停机的机会定期进行传动试验，传动试验要模拟正常的运行工况，要模拟从励磁变温度升高至发变组保护动作跳开发电机出口开关的全过程。3　投运情况经改进的励磁变超温保护投入后，运行正常，没有发生过保护误动的情况，并且由于增加

8、了远方温度的显示功能，提高了运行监控水平，防止了设备超温情况的发生，保证了设备的