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壓力變送器

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淺析壓力變送器的保護原理及調試分析

作時間:2019-08-19  來源:  作者:
   
摘 要:在電力設備的運轉過程中,很多設備都有一套保護裝置。繼電器保護裝置在發電站設備出現故障時,把電力設備從故障端迅速隔離出來。一個發電廠涵蓋了各種電力設備,其中發電機和變壓器是非常重要的設備,這些設備在運轉過程中設置了各種保護裝備。文章具體分析了壓力變送器保護裝備的原理,并對調試方法提出了建議。
一個大型發電站的發電機和變送器是重要的電力設備,它們在運轉過程中必須要有繼電保護裝置對其進行保護,如果出現故障繼電保護裝置就會迅速將其隔離,維保人員也能夠在保護狀態下對電路進行安全檢修。電力操作人員應該對保護原理十分熟悉,并且在操作過程中能夠熟練的掌握壓力變送器保護裝置的工作原理。
 
1 壓力變送器保護原理
發電機差動保護這是屬于電器設備的主保護,在發電機的主電流兩端設計了兩個電流互感器,這兩個電流互感器傳感器的作用就是用相同相位的電流來進行標定,為了安全這些電流互感器二次側采用一點接地,兩組電流互感器接入保護裝置。如果在發電機內發生了故障就會啟動差壓保護[1] 。發電機一般都是靠電廠輸送大的功率,如果發電機突然帶電,發電機里的轉子就會運轉,在這種情況下發電機本身不會出現故障,但會對汽輪機的葉片造成了損耗。為了防止汽輪機葉片的磨損,發電機在逆功率的狀態下就會斷電保護。
電動機的定子端繞組是組重要的元件,定子端的電壓可以對發電機進行更大的保護,如果我們在發電機端向電網輸送電力時,定子端對電壓進行識別,電壓如果超過額定的電壓,定子端就會出現故障,為了保護重要的發電機定子元件,設計師在定子和定子繞組還有故障點之間進行了一個通體回路,如果發現了兩點接地的故障,接地設備就會起到保護作用。發電機在持續升壓過程中,負載的電壓會越來越大,等到電壓值積累到一定的時候,發電機就會出現不穩定的現象。發電機熱量太高會對一些發電設備內部元件造成損耗。發電機在負荷過大時,保護裝置就會自動跳閘,電流不穩或者持續增大也會突然跳閘。
 
2 發電機主要故障
發電機內部元件十分重要,定子繞組在發電機電壓不穩,電流持續增大的情況下會出現定子繞組被電流燒壞發生短路的情況。一般對發電機定子繞組設計保護裝置都會用縱向聯動差壓裝置,可以在裝配上兩套以上以防事故頻發。定子繞組接地有相間的電流突然經過,這種電流值在瞬間就能把定子旁的鐵芯給燒壞,這時如果不采取措施,很多大型發電機就會出現大故障,再耗時檢修不但延誤了工期還花費昂貴。汽輪發電機也是如此,在運轉時如果失磁,電壓就會低于額定值,當電壓變低電力系統就會出現一個低負荷運行現象,這樣對異步發電機和電廠大型機組都有很大的磨損。長時間的低負荷運行,就會不可避免地造成停機事故。操作人員這時要當機立斷地把發電機的電源摘除,迅速查找出失磁的原因。在電力系統中壓力變送器的功率如果在失磁的情況下會出現二輪發動機振動現象。為了應對這個情況,很多電網公司都會進行電能儲備,在不允許跳閘的情況下迅速恢復電能。有的操作人員認為發電機失磁后還能在低功率的狀態下運行,在整個變化周期中,發電機的異步電機對電力系統就會產生沖擊,大型機組一般會設置兩到三重的保護措施,一旦電磁的失去不會對電力系統造成損壞。轉子和定子也一樣,如果出現磨損都會影響發電機的運行,但是兩者之間相比,轉子影響相對較小,轉子如果一點接地,發電機在低功率的情況下運行還是比較穩定的。操作人員要注意不能兩點接地,發生兩點接地后電流就會通過接地端產生回路,把轉子本體損壞。轉子在接地保護中會接入低頻信號,發電機電位發生偏移時,會有信號注入到相應的模塊當中。電壓直接接至保護裝置中。這個電壓會促使轉子實現一點接地保護模式。發電機與電力系統在工作中會產生一定的沖突,同步運行是發電機穩定運行的基礎,在整個過程中對發電機都要提前進行震蕩值檢測。發電機內部的一組變壓器保護模塊會以發電機的保護啟動值為了依據,如果在發生故障短路時,發電機側面的跳桿跳動,在電流值超出范圍后會向發電機發出跳閘命令。這是失步的預測功能,F在大部分發電機站都用的 ABB 模塊,這種模塊本身就是非常靈活,可以通過一些軟件對它進行嚴格控制,在整個發電機控制模塊中非常重要的就是要讓開發人員做好邏輯分析。
發電機運行過程中要注意頻率的變化,發電機的頻率如果平穩輸出,那么發電機的功率要和額定值相同,關注發電機變化時發電機輸出頻率是非常關鍵的數值依據。發電機如果在低頻率下運行時間太長,會導致發電機發熱這樣對發電機內部元件產生很大的損傷。汽輪機的葉片在頻率不穩時會發生斷裂。發電機運行頻率的高低都應該受到相應的保護,操作人員要時刻關注機組的變化情況,頻率一旦產生波動,要對發電機的連接設備進行切斷操作。
 
3 壓力變送器主要調試措施
3.1 調試前檢查工作
壓力變送器在調試時操作人員要進行調試前的準備工作,對電氣設備和電子元件都進行仔細的檢測,許多電氣設備的安裝工序都是有嚴格要求的。如果壓力變送器是第一次試車,操作人員和質檢部門要對每一道工序進行檢查,質檢部門對相應的技術資料和國家質檢部門的驗收合格證都要一一核對[2] 。檢查完以后兩個部門都要對每個工序進行簽字確認。以確保每項檢查都沒有遺漏。發電設備進行外觀確認,電纜要用防爆膠泥把穿線管的敞口封住。設備的保護屏幕上要清晰可見,電子數據顯示不能出現亂碼。壓力變送器試運時要帶齊相關資料,以便隨時查閱。
壓力變送器在運行前保護測試是很關鍵的,在測試之前要了解設計上給的發電機組運行的定值是多少,測試人員可以根據電流信號和跳閘測試數據,明確壓力變送器各項保護值范圍。運行時測試人員可以觀察相位電流的測試過程,在測試過程中測試人員要先對保護限值做一個明確的分析。分析出電流在大小功率時對設備運行產生的電壓值會有什么影響,整個電流的平衡點就是電流的平衡點。如果電流在平穩運行中保持平衡沒有動作發生,就說明壓力變送器在運行中一直會保持平穩狀態。
3.2 調試范圍和安全事項
壓力變送器在檢查完以后,要確定它的調試范圍,在設計要求上要符合非常初的設計要求,每一個通道都要進行測試,保護裝置在查驗時要根據設計書進行每一項核對,不能有遺漏的現象。壓力變送器在啟動之前要對保護系統進行試驗,壓力變送器在帶負荷之前要確認檢驗的范圍,調試人員可以對壓力變送器的檢驗范圍和系統做正確的調整。壓力變送器帶負荷以后,要時刻關注它的荷載范圍,保證它的安全平穩運行。調試工作進行時要保證場地內清潔,一些保護屏要安裝完畢,在設備按時對各種回路都要檢測,調試人員一一核查回路和接地。在升壓之前所有電纜要固定好,防止 CT 開路或 PT 短路。場地內的二氧化碳滅火器要準備好,在調試過程中禁止單人調試,必須一個人調試,一個人確認。壓力變送器是大型設備,每一處接地都要仔細檢查,確保接地良好。
 
3.3 壓力變送器調試程序
壓力變送器在安全檢查完以后,調試人員要對保護裝置進行調試。調試人員對壓力變送器的投入保護定值進行設定,在保護定值設定里輸入發電機差動保護定值,控制好電流的大小。在“斷線閉鎖比率差動”的兩側如果都出現了額定電流,調試人員要對這個電流進行平衡值檢查,斷掉一側的電流,這時壓力變送器比率變化十分明顯,各種閉鎖裝置能夠很好的體現出壓力變送器的電流變化。能夠對這些變化進行復位和消除。調試人員在調試時,保護裝置會出現報警現象,調試人員可以先對自動報警設備進行消音,然后對整個設備進行消除復位。主電流的穩定性對壓力變送器的影響很大,在復合電壓閉鎖模式中必須設定好經低壓復合變鎖控制情況,電器系統經過電流保護后,記憶元件會自行消除,在電流過載或者電壓高,記憶元件就會啟動過載保護。這種現象很多處于 TV 一側,不過復合電壓的使用對整個元件都會產生一種損耗。操作人員在調試時要平穩的調整電流,等主電壓自動滿足需要。
相間電流和電壓有阻抗的保護,阻抗的方向設定在80°,阻抗在 TV 一側就能和傳感器相互配合,一旦感應相間電流過載,阻抗元件就會改變相間電流的方向,減少過大電流對核心設備的沖擊。失磁保護要根據中序電流來進行計算,每種電流要采取正電壓的形式進行計算,失磁保護要進行三步調試:第一步,母線電壓低動作調試。第二步,發電機兩端電壓低動作調試。第三步,遠傳信號突然失去保護動作調試。無論是失磁還是失步都不需要投入壓板,主電流低于設定值時可以取兩側電流進行補充。
調試斷路器序列時,在斷路器兩端先加上電壓進行模擬測試,看變壓器的回流是否暢通,電壓逐漸加大等斷路器動作后,操作人員測出斷路器的保護值,要把這些模擬數據記錄好。在設定高、低壓回流時對每個分支的閉鎖功能的動作都要測試到位。故障分量在調試中要能實時顯示出來,監視系統在電量反應過程中要有準確的指向。電力在發生震蕩或波動時,操作人員對突變量要進行合理的調試。
 
4 結束語
壓力變送器在高壓電網中處于核心位置,如果一旦出現故障將會影響整個區域的電力供應,正確的配置保護系統是壓力變送器安全平穩運行的保障。調試操作人員要不斷加強學習,對自動化程度高的壓力變送器測試數據要相當熟悉,調試和檢測好壓力變送器,才能有效降低各個電子元件在運行中的損耗。
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