电厂高压电机加热器自动控制系统的应用

电厂高压电机加热器自动控制系统的应用

康永宏

河北大唐国际王滩发电有限责任公司 , 河北省 唐山市 063000

摘要：针对电厂电机加热器易出现电机受潮、损坏等问题，提出了一种高压电机加热器自动控制系统，介绍了该系统的功能原理及现实意义。应用实例表明：采用高压电机加热器自动控制系统后，降低了电机绝缘受潮的可能性，提高了电厂的经济效益。

关键词：自动控制系统；电机加热器；经济效益

1、高压带电显示装置原理

1.1、工作原理

高压带电显示装置可将高压带电体带电与否的信号传递到发光或音响元件上，显示或同时闭锁高压开关设备，一般安装在进线母线、断路器、主变、开关柜、GIS组合电器及其他需要显示是否带电的地方，可防止电气误操作，必须符合DL/T538—2006《高压带电显示装置》的要求。高压带电显示器装置主要包括传感单元、显示单元、连接点和联锁信号输出单元。通过传感器感受到的系统电压数值控制联锁信号接点的通断，实现外部控制回路的自动投退，达到自动控制目的。

图1带电显示装置结构示意

现代的技术当中，自动电机加热器自动控制系统是一种能够直接对地区电网中无功损耗进行优化的较为合理的方式，而自动电机加热器自动控制系统的实质是对电网无功部分进行调度控制的在线控制系统。以远程终端单元为主要指令输出与输入形式，并以此构架来实现自动电机加热器自动控制系统对电网的控制。通过公式推导出电厂在输出电能的工作中需要对无功的目标值进行负担，根据实地参考出的相关的标准制定出自动电机加热器自动控制系统控制部分进行分配的相关原则，将实际中能够对输电工作产生阻碍的条件进行参考，确定出对电网中整个电厂机组在无功功率方面的分配方案。之后自动电机加热器自动控制系统利用电磁信号的方式在先前建立的网络中，对机组中电压自动调节器进行控制，使电厂中各机组的无功功率得到自动电机加热器自动控制系统的有效控制，并达到最终将有效电压合理配送的目的。在结构上自动电机加热器自动控制系统可以按照图1的方式进行理解。

1．2、控制方式

把一级电机加热器自动控制作为单元控制，控制器作为发电机的调节器，时间通常以毫秒到秒作为控制单位，通常为一个常数，针对这一级别的控制，控制设备能够保证输出量值能够符合电压变化的需要。一级电机加热器自动控制则等于一个给定的值，一般情况下不会改变；把二级电机加热器自动控制作为本地控制。时间一般都是控制在秒到分的级别，而且通常为一个常数，控制器作为发电厂的自动调控装置，主要目的就是为了实现对本地一级设备的协调，进而保证电压的设定值和需要的值相近，避免控制目标产生偏差，按照顺序改变设定值；把三级电机加热器自动控制作为全局控制。时间一般都是控制在分到消失级别，而且通常也为一个常数，它能够实现系统的经济化、安全化的运行，能够给各个分厂传输准确的电压调控结果，并下达指令。

1．3、对其他因素的参考

母线电压在整个电压系统中具有十分重要的作用，所以必须保证母线电压的值在一个安全的范围内，能够实现电力系统的稳定运行，以及变压器在一个规定的范围内运行。要想实现对无功机组的分配，就必须在满足系统需求的基础上进行，单独无功设置应该满足母线曲线的要求，才能够进一步保证机组的正常运行。3调试检查网调侧主站系统能否正确获取电厂侧远程终端单元送来的遥信遥测量；检查网调侧主站系统能否将遥调命令正确及时地发送到电厂侧RTU；检查网调侧主站系统采集的遥信遥测与电厂侧子站系统采集的遥信遥测是否一致；检查网调侧主站系统能否将遥调命令正确及时地发送到电厂侧子站系统。检查子站系统收到的遥调命令是否与主站系统下发的遥调命令一致；检查子站系统是否正确执行遥调命令；检查对应控制母线的电压调节情况；检查对应控制发电机的无功出力情况。确保电厂侧子站系统能够正确追随网调侧主站系统的控制命令。

2、高压电机加热器自动控制系统

2.1、系统组成

高压电机加热器自动控制系统主要由一次回路、控制变压器、启停回路、信号回路和回路电流监视组成。在电机接线盒处(一次回路中)安装高压带电显示装置传感单元；控制变压器对加热器电源进线隔离，并转换为合适的控制电压，作为控制回路的控制电源；启停回路与信号回路接至控制变压器次级两端，增加控制回路监视指示灯；启停回路可以手动/自动任意切换，并设就地启停按钮，方便及时处理异常情况；回路电流监视可实时监控加热器电流变化，方便判断加热器的工作状况。路可以手动/自动任意切换，并设就地启停按钮，方便及时处理异常情况；回路电流监视可实时监控加热器电流变化，方便判断加热器的工作状况。

2.2、功能原理

通过高压带电显示装置联锁信号输出接点的通断，自动控制电机加热器的投退；在自动状态下，高压电机处于停止状态，带电显示器接点闭合，加热器自动投入；反之，加热器自动退出运行。在加热器电源回路增加回路电流监视，可实时显示电流，直观反映加热器工作状况。在特殊情况下，可切换至手动方式，在就地控制柜内投退加热器。该系统还可通过扩展接点，将加热器运行情况送至远方进行监控管理。就地控制柜面板还配有电源监视及加热器启停指示灯，全面反应设备运行情况。

3、现场应用及效果分析

在正常的电厂和电网的工作中，在电能的传输过程中会发生一定的功率损耗，在电能发生损耗中，根据损耗的形势也会将损耗分为有功和无功两种损耗方式，而因为在输电线路中X远大于R，因此在线路中发生的无功损耗也就相应的会远大于线路中发生的有功损耗，因此也就能够确定出在输电线路中造成电能电压损耗的主要形式就是无功损耗。在发电厂以及电网的整个系统中，有功源的部分主要是发电机的部分，若将发电机作为整个电网调整方式的主要应用，那么在通过发电机进行电压调整时，就会使电网中的电能的符合产生较大的波动，因此，目前的技术手段中，还无法通过发电机来对电网进行调节；电网中无功源则包括了电容器、相位调整设备等部分，除去发电机中的无功源部分，我们可以通过调整对无功部分的位置设置的调整，来达到对电压的调整目的。

3.1、应用实例

现场安装实施时，要结合高压电机接线盒尺寸合理布置高压带电显示装置传感单元。在电机本体上装设转接盒，方便电机检修时拆接电缆。应就地布置控制柜，方便工作人员检查。3.2效果分析高压电机加热器自动控制系统可及时实现电机加热器的投退功能，完全实现回路的自动化控制，直观显示加热器的运行工况，方便工作人员判断加热器运行情况，具备良好的推广价值和应用前景。加热器自动控制系统的应用，解决了高压电机日常运行中的关键问题，取得了以下显著效果：(1)实现了加热器投退的自动控制功能，电机停运时就可自动投入加热器；(2)可直观显示加热器的运行工况，便于判断加热器工作是否正常；(3)设置了加热器手动投退开关，在紧急情况下可手动控制加热器投退；(4)实现了远程监视；(5)有效降低了电机的绝缘受潮概率和应急处置时间。

4、结束语

高压电机加热器自动控制系统能极大减少各电厂的维护费用和维护人员的工作量，提高了加热器自动投退的及时性，降低了电机绝缘受潮的可能性，减少了电机的绝缘损坏事故和绝缘受潮时的应急处置时间，提高了电厂的经济效益。

参考文献：

[1]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会．高压带电显示装置(VPIS):GB25081—2011[S]．北京：中国标准出版社，2011.

[2]中华人民共和国国家发展和改革委员会．高压带电显示装置:DL/T538—2006[S]．北京：中国电力出版社，2016.