《电力变压器风冷控制系统资料课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力变压器风冷控制系统资料课件（61页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电力变压器冷却控制系统,保定中恒电气有限公司,主要内容,五、公司资质与业绩,一、中国电力的发展趋势,1、我国能源资源分布 2、我国能源消费趋势 3、我国煤炭资源分布 4、我国可再生能源分布 5、各种能源存在的问题 6、中国电力的发展趋势,一、中国电力的发展趋势,1、我国能源资源分布,2010年 10.8 2020年 10.5 2030年 10.0,未来能源需求增量 主要转向东部地区,2010年 24.0 2020年 22.4 2030年 20.8,西 部 地 区,中部地区,东北地区,东部地区,2010年 21.4 2020年 21.2 2030年 21.0,2010年 43.8 2020年 4
2、5.8 2030年 48.2,2、我国能源消费趋势,一、中国电力的发展趋势,控制东部、稳定中部、发展西部,3、我国煤炭资源分布,一、中国电力的发展趋势,十三大水电基地,大型风电基地分布,太阳能辐射量区域分布,4、我国可再生能源分布,5、各种能源存在的问题,（1）、火电存在的问题 一是地理问题。煤炭资源主要集中在中国西北，远离负荷中心； 二是污染和耗水问题。火电发电主要是煤，每年向大气中排放大量的CO2、 SO2、NO，造成大气雾霾、温室效应和酸雨。需耗用大量宝贵水资源。 （2）、水电存在的问题 一是地理问题。水利资源主要集中在中国西部，远离负荷中心； 二是环保和地质问题。水中生物影响、碳酸盐地
3、质稳定问题； （3）、新能源发电存在的问题 一是能量密度低、容量小，发电成本高，可以作为补充； 二是不稳定，受昼夜温差和一年四季节气候影响比较大； 三是在生产和回收环节，风电叶片和太阳能极板存在二次污染问题。 以上3种发电能源都存在需要超高压、特高压来输送大量的电力。,一、中国电力的发展趋势,6、中国电力的发展趋势 中国要在2025年实现工业制造强国和工业制造4.0，需要大量的电力支持。大容量火电、核电、水电厂，新能源发电和特高压电网将是中国电力的发展趋势。,（4）、核能发电存在的问题 一是能量密度高、容量大，可以靠近负荷中心建设。 二是占地面积小，核燃料易运输，不排放有害气体。 三是一次投资
4、成本高，核心技术靠引进，国产化程度 低，核安全存在一定风险。,一、中国电力的发展趋势,1、变压器的分类 2、电力变压器的选型 3、变压损耗的构成及散热功率的计算 4、变压器冷却器组件,二、电力变压器的相关知识,二、电力变压器的相关知识,1、变压器的分类 按相数：三相变压器，单相变压器。 按绕组数目：双绕组，三绕组变压器。 容量较大(5600kVA以上)的变压器，有时可能有三个绕组，用以连接三种不同电压，此种变压器称作三绕组变压器，例如在电力系统中，220kV、110kV和35kV之间有时就采用三绕组变压器。 按冷却介质：油浸式变压器，干式变压器(空气冷却式)，水冷式变压器。电力变压器大多采用油
5、浸式变压器。 为了提高发电厂厂用电的可靠性，大容量机组的厂用变压器常采用特殊结构的双分裂绕组变压器。,电力变压器的分类和型号,举例说明：,变压器的型号是由字母和数字两个部分组成的，一般可表示如下： 例1：DFP400000500型变压器。主变 表示单相强迫油循环风冷式电力变压器，其额定容量400000kVA，电压等级为500kV。 例2： SFFZ68000/24型变压器。高厂变 表示三相油浸风冷式有载调压分裂绕组电力变压器，其额定容量为68000kVA，电压等级为24kV。 例3：SFZ68000/220型变压器。 启备变 表示三相油浸风冷式有载调压分裂绕组电力变压器，其额定容量为68000
6、kVA，电压等级为220kV,二、电力变压器的相关知识,2、电力变压器的选型,A、三相一体变压器。 B、三相组合式变压器。 C、三个单相变压器组。,二、电力变压器的相关知识,A、三相一体变压器。,SFP-1140MVA/500kV 变压器,二、电力变压器的相关知识,B、三相组合式变压器。,SFSZ10-240000/220三相三线圈风冷有载调压用组合式电力变压器,二、电力变压器的相关知识,C、三个单相变压器组,DFP400000MVA/500kV变压器组,二、电力变压器的相关知识,某燃煤电厂单相主变参数,型号：DFP-400000/500 额定功率：400MVA 电压比：52522.5%/24
7、kV 联接组别：Ii0(三相组Ynd11) 阻抗电压：15%(5%) 噪声水平：小于78dB 冷却方式： ODAF,二、电力变压器的相关知识,单相变压器的磁路,铁心结构为单相四柱式，六级接缝，铁心片间垫有减震胶垫。 磁路示意图：,二、电力变压器的相关知识,高质量，低损耗的晶粒取向冷轧硅钢片,铁心片，夹件，油箱互相绝缘。,单相变压器的铁芯结构,二、电力变压器的相关知识,发电侧引线,HV 屏蔽管,有载开关,芯柱1,芯柱2,单相变压器的线包结构,二、电力变压器的相关知识,3、变压器损耗构成及散热功率的计算,变压器损耗构成： 三种：铁芯损耗Po、绕组损耗Pk及杂散损耗Ps。 A、铁芯损耗Po （变压器
8、的铁损），也称空载损耗，是由材料的磁滞和涡流产生的。 B、绕组损耗Pk （变压器的铜损），也称负载损耗，是由变压器绕组的电阻引起的，是由经过绕组的负荷电流产生的。 C、杂散损耗Ps，也称附加损耗，主要包括发生在引线和外壳以及其他结构性的金属零件上的损耗。,二、电力变压器的相关知识,冷却器组件系列与需求数量计算： 中大型冷却器一般有 315kW、400kW、500kW、550kW、600kW等规格。 以DFP-400MVA/500KV为例，它的损耗为： 空载损耗：172kW 负载损耗: 738kW 每台变压器的总损耗功率为：172kW+738kW=910kW 冷却器的安全裕度系数取1.3：910
9、kW*1.3=1183kW 理论计算需冷却器组数：1183kW315KW3.76组（选用4组） 实际中，需考虑N+1组备用，选用315kW的冷却器组件时， 一共需要的冷却器：5组315kW冷却器。,二、电力变压器的相关知识,4、变压器冷却器组件,主变冷却器由若干个相对独立的冷却器组件单元构成。 每个组件单元包括：上进油管、散热翅片、油流继电器、下出油管、潜油泵、34台散热风扇、配套的电气分控接线端子盒。,二、电力变压器的相关知识,二、电力变压器的相关知识,三、变压器风冷控制柜技术现状,1、 电磁式风冷控制柜优缺点 2、PLC一体式风冷控制柜优缺点 3、智能模块式风冷控制柜的优点,三、变压器风冷
10、控制柜技术现状,1、 电磁式风冷控制柜优缺点,优点： 电磁式风冷控制柜造价低廉，控制功能简单。 采用大量接触器、空开、继电器等传统元件结实耐用。 对环境温度不敏感，能满足对冷却器组件最基本的控制需求。,缺点： 由大量时间继电器和中间继电器组成，接线复杂，计时精度不高，维护困难。 控制与报警功能不完善，不能实现冷却器对变压器温升的稳定和优化控制，容易发生故障和使故障扩大化。 对于许多数字量和模拟量无法靠通讯口上传下行，目前许多重要场所用变压器都不再采用。,1、 电磁式风冷控制柜优缺点,三、变压器风冷控制柜技术现状,注：已不能满足【 国能安全2014161号通知防止电力生产事故的二十五重点要求中1
11、2.6.8 强油 循环结构的潜油泵启动应逐台启用，延时间隔应在30S以上，以防止气体继电器误动。】的相关规定,2、PLC一体式风冷控制柜优缺点,三、变压器风冷控制柜技术现状,优点： 以可编程控制器作为主要的控制核心，触摸屏作为人机界面，实现控制自动化、状态信息化、显示与操作人性化； PLC可编程控制器的编程语言是类似继电器控制电路的“梯形图”，清晰直观，简单易学，了解继电器控制线路的电气技术人员很容易接受。 PLC可编程控制器利用程序进行定时、计数。顺序、步进等控制，十分准确可靠。 可编程控制器具有通讯联网功能，可联机控制也可远程。 可以实现对冷却器组件投切的最优控制，具有完善的控制与报警功能
12、。,三、变压器风冷控制柜技术现状,2、PLC一体式风冷控制柜优缺点,缺点： 核心控制单元PLC承担了双电源投切监测、所有的控制信号采集、冷却器组件投切的控制、所有的报警信号输出，一旦PLC出现物理性死机故障和损坏，电气系统的控制和报警功能将瘫痪。 虽然控制柜设计上能实现PLC故障时，可以手动控制投切冷却器，但是PLC故障的排查以及更换都需要时间，在此期间，由于控制和报警功能的瘫痪，若并发出现双电源投切电路故障，不能工作，将会出现冷却器全停不能工作的严重后果。,三、变压器风冷控制柜技术现状,2、PLC一体式风冷控制柜优缺点,国外： ABB和SIEMENS等大型变压器厂家采用的都是PLC一体式风冷
13、控制柜，由于其测试及老化手段完善，尤其是核心PLC控制器原厂出品，并经过严格老化筛选，其PLC一体式风冷控制柜的故障率很低。 国内： 国内较先进的PLC一体式风冷控制柜，有个别厂家采用双PLC结构，由于双PLC输入、输出接口并联在一起，导致机柜内部接线复杂，反而会使故障率增加。尤其是当一个PLC输入、输出接口出现物理损坏，比如内部贯通短路、过电压击穿等故障时，另一个PLC并联的接口根本无法工作。,三、变压器风冷控制柜技术现状,2、PLC一体式风冷控制柜优缺点,3、智能模块式风冷控制柜的优点,三、变压器风冷控制柜技术现状,优点： A、采用并联冗余+备用冗余的电气架构：1个触摸屏显示器 + 1个通
14、信协议转换器 + 1个综合信号监控器 + N个风冷单元智能控制模块的系统模式，符合技术发展的趋势（更安全、更可靠、易维护、智能化）。 B、每组冷却器的投切控制、信号输入输出，集成在一个ZH-FZKL风冷单元智能控制模块内。 C、能实现均衡供电，避免了某段电源失电时，因切换电源而产生大的电流冲击和大的油流扰动。 D、对底层每个ZH-FZKL风冷单元智能控制模块，采用更加可靠的硬件逻辑模式与并行通信模式双环控制。,三、变压器风冷控制柜技术现状,智能模块式风冷控制柜电气架构图,三、变压器风冷控制柜技术现状,三、变压器风冷控制柜技术现状,三、变压器风冷控制柜技术现状,ZH-FZKL风冷单元智能控制模块
15、原理框图,四、 ZH-BFKM型智能风冷控制柜特点,1、电气架构与硬件组成上的保证 2、软件控制策略及冗余设计上的保证,硬件方面对电源模块、信号输入输出均采用严格抗干扰措施，以防外界扰动引起误动；对供电系统及输入电路采用多种形式的滤波，以消除或抑制高频干扰，也消除了个别部分之间的相互影响。对可编程控制器内部中央处理单元、存贮单元所需的工作电源采用多级滤波来消除共模干扰和差模干扰，以消除电网的波动引起的过电压、欠电压的影响；采用光电隔离措施，有效的隔离了内部与外部电路间的直接联系，以减少故障和误动。,1、 电气架构与硬件组成上的保证,四、 ZH-BFKM型智能风冷控制柜特点, 电子元器件采用军品
16、级，严格老化筛选程序。 进口薄膜电容：温度范围-55-105 松下固态盐电容：温度范围-55-105 德国进口菲尼克斯大电流可拔插端子 德国进口西门康大功率可控硅,四、 ZH-BFKM型智能风冷控制柜特点,1、 电气架构与硬件组成上的保证,大功率可控硅,陶瓷封装集成电路,四、 ZH-BFKM型智能风冷控制柜特点,1、 电气架构与硬件组成上的保证,1、 电气架构与硬件组成上的保证,四、 ZH-BFKM型智能风冷控制柜特点, 每个ZH-FZKL风冷却单元智能控制模块都有双路动力电源切换电路，三相固态接触器等控制电路。 双路动力电源特点： 在模块内部，双路动力电源经2个独立的隔离控制变压器对微机控制电路供电，真正实现了只要有一路动力电源供电正常，该ZH-FZKL风冷却单元智能控制模块都能正常切换动力电源，并控制对应的冷却器。当双路动力电源均失电时，模块启用柜内DC24V电源供电，完成各项监测与报警功能。 三相固态接触器的作用： 实现动力回路的电压过零点开通和电流过零
