基于PLC的大型变压器冷却控制装置的研制(1)
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d.冷却器组投入时,实行分时投入,防止了冲击电流的产生. e.装置能监测环境温、湿度情况,并根据湿度情况定时(时间可设定)投运那些停运时间较长
的冷却器.
f.监视装置电源、冷却器组运行、故障状态.并能显示运行状态及故障报警.
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g.变压器超温。冷却器全停与主变保护相配合。 h.可实现对冷却器组电动机的过载、堵转、短路或缺相保护。
针对继电式控制方式存在的弊端与不足,开发、研制了一种基于PLC的大型变压器冷却控制装
置。装置采用具有高可靠性的可编程序控制器(PLC)作为主控制器件,能根据变压器顶层油温。 采用有差值裕度的投/切阀值进行综合投切控制;并能根据设定的时间间隔.使冷却器组定期轮换 工作;能提供更加完善的冷却器组电机保护;在湿热季节,能定时投运那些长时间停运的冷却器; 并能实现故障定位、报警、信息显示等功能.本文从装置功能设计、硬件组成、软件设计三个方面 进行了阐述.
参考文献:
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52—55
联系方式:北京德胜门外朱辛庄华北电力大学383信箱.李化披
电话:010--80790940
基于PLC的大型变压器冷却控制装置的研制
李化渡‘,刘连光1,刘宗歧1,熊彦2 (1.华北电力大学电气工程学院,北京,102206;2.湖南湘西州电业局.湖南湘西州,416000)
摘要:本文提出了一种基于PLC的大型变压器强油循环风冷控制装置的原理和实现方法.装置按变压器项层油 温。采用有差值裕度的投切阀值进行投/切控制.并依设定的时间间隔.使冷却设备定期轮换工作.此外.装置还具有 完善的保护.故障定位、信息显示等功能.试验运行表明。该装置运行可靠、控制准确,节能并能延长冷却器组的寿 命.满足了大型变压器冷却装置智能化控制的要求. 关键词;变压罂,冷却控制,可编程序控制器
换方式进行轮换.
工作方式
工作
辅助
备用
第1运行周期
第2运行周期
第3运行周期
图4冷却器轮换工作状态示意 从图4可以看出。这种轮换虽然不能使冷却器的工作时间实现绝对的均衡,但对于本控制系统 来说已能满足要求,能解决冷却器不能均衡工作所带来的问题。 3.3。凝露”投运冷却器模块 冷却器运行环境长期湿度过大且冷却器处于停运状态,可能造成冷却器电机及风扇转轴锈蚀。 冷却器再次投运时可能出现抱死等故障,使冷却嚣不能正常投入运行。为此。我们通过凝露控制器 监测环境湿度,如果湿度超过设定值且维持一段时间,我们将停运的冷却器投运一段时间为冷却器
bureathXiangxl,416000’H∞n Province)
AbstIt'llet:The principle and implementation ofa ncw foreed oil-circolatsd air-cooled cooling corllrol device for large based on PI,C is presented in tllis paper,The switching oontrol was eerricd out based OR the transfo打ner temperature。accordingto switch on and oIrvalu岛whicIl havemargininthem.The cooling device BIteroantwork according 协the set in墉rval.Bcside tllis,the device has other functions such as,protection。fault locating.jnformation display.The
1装置的功能设计
根据强油循环风冷电力变压器运行要求,设计的控制装置可实现以下功能:
&原有冷却控制装置的Байду номын сангаас有功能.
b.装置按变压器顶层油温,采用有差值裕度的投/切阀值进行综合投切控制,确保了主变运行
中的油温控制,且避免了冷却器的频繁启停.
c.冷却器组能接设定的时间间隔定期轮换工作状态,使冷却器均衡工作,保证了冷却器组的正
到其他模块执行或显示.
b.电源监视控制模块.控制装置采用两路电源供电.一路主电源,一路备用电源。该模块检测 两路电源的状态,并将电源故障信息及电源运行状态传送到其他模块;模块选用施奈德公司的 NS一100塑料外壳式断路器作为执行器件,执行可编程序控制器发出的控制指令,选择一路电源为装
置供电。
C.冷却器组保护控制模块。模块能监测冷却器组运行状态及冷却器潜油泵和风扇电机的各种故 障如:过载、堵转、短路或缺相并提供保护,把工作状态信息和故障信息通过信号采集变送模块传 送到其他模块;模块选用施奈德Lcl交流接触器.执行控制器的控制指令,实现对冷却器组的投切
图1控制装置原理图
Fig.1 Principle diagram ofeontrol device
各组成模块的功能和作用:
8.可编程序控制器。可编程序控制器是控制装置的核心,它将各种经信号采集变送模块传送过 来的信息如变压器运行状态信息、电源状态信息,冷却器组工作状态信息、环境温、湿度信息等进 行综合分析、判断。产生控制决策和信息输出.可编程序控制器的输出.经信号采集变送模块传送
Keywords:transformer,coolingcontrol,programmable logical controllea(PLC)
control蛳,:uracy,and锄prolong
目前。大型电力变压器的冷却控制主要是采用传统的继电式控制方式,这种控制方式存在许多 弊端:控制回路接线复杂、可靠性差、故障率较高、维护工作量大:冷却器设定的运行、辅助、备 用和停止4种状态固定,不能进行在线调整;变压器负荷波动较大时,因温度继电器的温度硬触点 控制,造成冷却器频繁启停等.传统的继电式冷却控制装置存在的这些弊端,影响了变压器的可靠 运行和它的使用年限.
时,“辅助”被切除,变压器油温再次上升,如此往复将造成“辅助”冷却器频繁投切;如果£过
大,根据公式1,瓦将过低.“辅助”冷却器一旦投入,将很难再切除,变压器油温将在一个大范
围内变动,且不利于节能。 差值裕度乃的选取应遵循如下算法:
乃=Z—Z7+L Z。为油温正为时。投入“辅助”冷却器达到稳定后的变压器油温
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3软件设计
冷却控制装置的软件采用模块化设计,逻辑功能清晰,主要包括综合投切控制模块、轮换工作
状态控制模块,“凝露”投运冷却器模块、变压器超温及冷却器全停控制模块等。软件的主程序流
程框图如图2所示,
图2主程序流程图
3。1综合投切控制 冷却控制装置能控制8组冷却器,其中5组处于。工作”状态.2组“辅助”.1组“备用”. 一方面,变压器过负荷时,按设定的时间延时一段时间后将2组“辅助”冷却器投入;另一方面,
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除湿.
本装置中我们设定,如果湿度超过设定值且维持时间超过23小时30分。将触发冷却器全投. 在接下来的30分钟内,未发生故障的冷却器将全部投入运行l冷却嚣全部投入运行30分钟后,装
置进入正常工作模式,装置按运行控制要求投切冷却器.
4结论
基于PLc的大型变压器冷却控制装置经试验运行表明.这种装置具有明显的优点,使传统控制 方式发生的故障率高、投/切频繁、冷却器运行时间不均衡等问题得到了明显改善。并能精确监视冷 却器组各种运行、故障状态并提供了更加完善的保护.装置在功能性、可靠性和可维护性等方面较 之传统控制方式有显著提高.
2装置的硬件组成
风冷控制装置需要长时间连续运行,对可靠性要求较高,装置采用了具有抗干扰能力强.可靠 性高的西门子LOGO可编程序控制器作为装置的主控制器.整个控制装置由6部分组成,分别是: 可编程序控制器。电源监视控制模块。冷却器组保护控制模块,信号采集变送模块,凝露控镧模块 和就地控制与显示模块。控制装置的组成原理图如图I所示。
能根据变压器顶层油温投切“辅助”冷却器,投切过程如图3所示。
图中横坐标T表示变压器顶层油温,纵坐标表示“辅助”冷却器是否投入,瓦为切除“辅助” 冷却器阀值,Z为投入。辅助”冷却器阀值,互一L为乃即差值裕度。
‘
瓦‘
T菠压器顶层油温)
图3按温度投切冷却器过程图
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“辅助”冷却器投切过程是:变压器顶层油温上升。当温度超过z时。将“辅助”冷却器投入;
命都产生不利影响。为此需要定觏调整冷却器组的各种工作状态,使冷却器能够均衡工作。 我们设定使冷却器组的工作方式每月轮换一次.三次为一个循环周期。即每季度完成一次工作
方式的循环。处于“工作”状态的冷却器经循环,下一运行周期处于“辅助”或“备用”状态;处
于“辅助”或“备用”的冷却器,下一运行周期处于“工作”状态。工作方式可按如图4所示的轮
Development ofLarge Capaeity Transformer Cooling Control Device BaSed on PLC
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(1.Department
LiHua-bol,LiuLian-guangI。LiuZong-qiI。XiongYan ofElectric Engineering,North China Electric Power University,Beijing,102206; 2。Hunan Xiangxi Electric Power
变压器项层油温下降。油温低于瓦时。将“备用”冷却器切除;当变压器项层油温维持在Z和r之。