紫坪铺电站主变冷却控制系统改造

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1、紫坪铺电站主变冷却控制系统改造莫瑶王中元张璇紫坪铺水力发电厂成都交大许继电气有限责任公司摘要：主变压器是水电站最重要的设备之一，其运行的稳定性决定了发电机是否能够正常发电。目前，大型变压器大多采用风冷、水冷等方式，紫坪铺电站主变采用了强迫油循环水冷却的冷却方式。本文主要阐述了主变冷却控制系统改造过程屮,电站技术人员通过相应的硬件配置和程序设计，解决了原控制系统中的设备隐患，实现了多种运行控制方式，提高了主变冷却系统工作的稳定性，为主变压器的安全运行提供技术保障。关键词：主变压器;冷却系统;控制系统;作者简介

2、：莫瑶（1985-），男，吉林四平人，本科，工程师，从事自动控制系统检修维护。0引言变压器在运行过程屮会产生大量的热量，这些热量以传导、对流和辐射的方式向外扩散£11。要保证变压器在良好的工况运行，就必须及时将热量转移，以维持变压器工作在正常的温度范围内。紫坪铺电站有4台主变压器，变压器容量为240MVA,低压侧电压为13.8kV,高压侧电压为500kV。每台主变压器配置4台冷却器，均采用了强迫油循环水冷却的冷却方式。主变冷却器由主变冷却控制系统根据主变油面温度控制启停。原控制系统投运已有10年，存在元器件

3、老化、硬件回路存在缺陷、控制逻辑不完善等问题，曾多次导致冷却系统故障，因此对主变冷却器控制系统进行改造。电站技术人员根据现场实际情况，提出了主变冷却控制系统改造的软硬件方案，并在改造后取得良好的效果。1设计思路针对以往主变冷却控制系统岀现的问题和硬件回路的一些不足之处，确定了控制系统的硬件选择的基木原则，即使用PLC作为控制器，PLC的品牌和型号要相对稳定，以防在后续的备品备件采购中遇到困难;人机界面应有数据记录功能、掉电保存等功能，还要与辅机监录装置软件平台有很好的兼容性;油面温度传感器作为最重要的传感器

4、，应有冗余配置;数据传输方式抗干扰能力强等。在软件编程上的基本原则为通过软件能及时有效的判断出硬件故障并进行相应的切换;冷却器启停应考虑行业标准要求；向上位机传输的数据丰富，为智能化电站建设提供技术基础等。2选择主要硬件2.1选择PLC根据紫坪铺水电站辅机技改后使用IEC61850协议通讯为主的设想和既有监控系统MB+网络通讯要求，最终选用了法国施耐德Premium系列PLC,处理器模块选择了TSXP572634M,并在处理器CPU模块上配置MB+网络接口。2.2选择人机界面要实现控制系统的现地数据记录功能

5、、掉电保存等功能，还要与辅机监录装置软件平台有很好的兼容性，两者就必须采用稳定性高，兼容性好的统一软件平台。WinCC是一个能在生产和过程自动化中解决可视化和控制任务的工业技术控制系统。所以此次改造在人机界面中安装WinCC作为人机交互软件。2.3选择通讯方式控制系统内部采用以太网通讯，所有设备均分配了唯一的IP地址。与监控系统的连接采用RS-485方式，使用MB+协议。主要传输一些辅机控制系统的重要信号，以便监控系统流程能够正常工作。主变冷却控制系统通过网线连接至交换机,再统一将数据送至辅机监录装置的服务

6、器，最后通过中控室的辅机监录显示屏显示，如图1。2.4传感器配置传感器的可靠性直接影响控制系统的可靠性。主变冷却控制系统改造后，配置了主变油而温度传感器，冷却器进、岀油温度传感器，进油流量开关，进水流量开关，油压传感器、水压传感器等传感器。其中油面温度传感器作为控制冷却器启停的直接依据，在改造后增设为2路互为备用，以提高其工作的可靠性。考虑到PLC的AI模块有可能发生故障，影响主变油面温度的判断，因此将这2路传感器分别接入不同的AI模块。laL变拎茸控匚故址HLB侠主处汕屉制系结辅机监录图i与辅机监录装置通

7、讯下载原图2.5动力电源冗余配:主变冷却控制系统原有2路400V动力电源进线，每一路为2台冷却器供电。在一路电源故障后，不能实现动力电源的自动切换，因此在改造后的控制系统中增设YDK动力电源自动切换开关。增设动力电源自动切换开关后，原有2路动力电源接至开关进线，设置1路动力电源作为主用，出现失电等情况后自动切换至备目电源。自动切换开关配有辅助节点，接入PLC后可以做出相应的报警和状态显示。3主要程序设计硕件是实现控制功能的基础，确定硕件配置后，就应通过软件编程来实现具体的功能。针对原主变冷却控制系统曾岀现缺

8、陷和一些不足，在改造后的系统中,已通过增加程序判断的方式解决。3.1主变油面温度故障判断主变油面温度包括了油面温度1和油面温度2,这两个传感器互为备用。油面温度故障判断包括了两种情况，一种情况是模拟量模块或者传感器故障;列外一种情况引入了温度梯度变化及温度测值合理性判定，即油面温度变化量25°C/s或超岀合理范围0-120°C后，报传感器温度超限。这两种故障均置位故障，不能自动恢复，需要人工按动屏柜上的“复归”按