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1、目 录摘要IAbstractII第1章 绪论1第2章 变压器冷却控制装置的功能和控制方法22.1 电力变压器运行规程中关于冷却控制的规定22.1.1对变压器冷却装置的要求22.1.2变压器温度限值22.1.3强迫油循环冷却变压器的运行条件22.2 变压器冷却自动控制装置功能模块设计3第3章 变压器冷却自动控制装置的硬件设计53.1 电气元件及在装置中的应用53.1.1电动机保护器53.1.2凝露温度监控器53.1.3开关器件73.2 可编程序控制器73.2.1可编程序控制器的输入输出73.2.2可编程序控制器的选择83.3 装置电气连接103.3.1电源监控和凝露温度监控部分电气接线103.3
2、.2冷却器电动机保护控制电气接线12第4章 变压器冷却自动控制的软件设计194.1 软件总体设计194.1.1投入计时处理、超时和切除计时处理214.1.2投切判断和投切处理224.2 监视软件总体设计234.3 串口设置和打开244.4 线程的建立及串口数据的读取、解析和显示25结论27致谢28参考文献29摘 要在变电站中，变压器是实现电能转换的最基本、最重要的设备，对供电可靠性有着重大的影响。变压器在运行中是有损耗的，一种是空载损耗，它与负荷大小无关;另一种是负载损耗，与负载电流的平方成正比。变压器运行中产生的损耗将转换为热量散发出来，使变压器绕组、铁芯和变压器油温上升。变压器的温升影响它
3、的带负荷能力，同时会加速变压器绕组和铁芯所采用绝缘材料的老化，影响它的使用寿命。变压器运行中所带负荷随时都在发生变化，这将使变压器的损耗也随之发生变化，从而造成变压器油温的变化；同时不管是一年四季环境气温的变化，还是每天昼夜气温的变化，也都造成了变压器油温的变化。为了保证变压器安全，稳定，经济的运行，要随时检测变压器的油温并由冷却控制装置控制冷却器组运行来控制变压器油温的变化，使其油温维持在一个固定的范围内。但目前大型电力变压器的冷却控制仍然主要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，造成冷却器运行不均衡，影响冷却器组使用寿命。
4、本课题针对存在的问题提出并研制了基于PLC的大型变压器冷却控制装置。 关键字：变压器自动化；冷却控制装置；损耗；PLCAbstractIn the substation transformer is to achieve energy conversion of the most basic and important equipment, has a major impact on the reliability of power supply. Transformers in operation is lossy, a no-load loss, it has nothing to do
5、with the load size; another load loss is proportional to the square, and the load current. Losses arising from the operation of the transformer is converted to heat that comes out, the transformer windings, core and transformer oil temperature rise. Effect of temperature rise of the transformer with
6、 its load capacity, and it will accelerate the aging of the transformer windings and core of insulating material used, affect its life.Transformer load carried by running all the time change, which will allow the transformer losses also will be changed, resulting in the change of transformer oil; si
7、multaneously throughout the year regardless of environmental temperature changes, or changes in temperature between day and night every day, also caused a change in the transformer oil. In order to ensure that the transformer safe, stable and economical operation, the transformer oil to be readily d
8、etected by the cooling control device to control the operation of the control group cooler transformer oil changes, so that the oil temperature is maintained within a fixed range. But the large power transformer cooling control is still mainly traditional relay control mode, there are many drawbacks
9、 of this control: control circuit wiring complexity, poor reliabilityThis paper focuses on the problems proposed and developed a large transformer cooling control based on PLC devices. Keywords: Transformer automation; Cooling control devices; Losses; PLCII第1章 绪论目前，已经实际运行的综合自动控制系统有：LAS系统、基于CAN/LON网的
10、分散分布式变电站控制系统等，它们在实际应用中取得了较好的成效，但也存在着技术和经济上的各种缺点。本文在研制智能型有载调压变压器监控系统的基础上，从变电站综合自动化发展的大方向（即从集中控制型向分散（层）网络型发展；从专用设备向平台发展，中小变电站综合自动化中的自动化设备有：可编程自动化监控装置、可编程变压器自动化屏、可编程微机计量屏、可编程微机线路保护屏、可编程微机同期系统、可编程中央信号屏、可编程电容屏、可编程微机直流电源系统等均应用了PLC为其智能化单元，并且都能够挂网运行，方便地实现遥信、遥测、遥控功能，取代了传统的RTU。众所周知电力变压器是发电厂和变电所的最重要设备之一。随着电力系统
11、规模的不断扩大和电压等级的提高，在电能输送过程中，电压转换层次有增多的趋势，要求系统中的变压器总量己由过去的57倍发电总容量，增加到910倍发电总容量。因此，变压器能否正常运行对于电力系统的安全稳定运行起着至关重要的作用1。变压器的效率虽然很高，但系统中每年变压器总的电能耗仍然是一个相当大的数目。变压器的损耗主要是铜耗和铁耗，而这些损耗最终均转化为热量，从而使变压器的油温和铁心温度升高。变压器的铜耗和铁耗产生的热量主要以传导和对流的方式向外扩散，变压器运行时，各部分的温度分布极不均匀。分析与测试均表明，变压器产生的热量80%以上集中于绕组和铁心，它直接影响着变压器的出力。通过计算以及运行实践证
12、明，变压器最热点温度维持在98以下时，变压器能获得正常使用年限（2030年）。根据研究，变压器绕组每升高6，使用年限将缩短一半，此即所谓的绝缘老化6规则。可见，温度对变压器的使用寿命有着至关重要的影响。分析与计算表明，变压器损耗的增加与其额定容量的3/4次方成比例，而冷却表面的增加只与额定容量的1/2次方成比例。可见，变压器的容量越大，其散热问题就越突出。因此，如何使变压器最大限度地散热，是变压器生产厂家的重要课题，也是电力部门在生产运行中需要特别关注的问题。因此要对变压器进行冷却控制。第2章 变压器冷却控制装置的功能和控制方法2.1 电力变压器运行规程中关于冷却控制的规定 在变压器冷却控制装
13、置的设计中参考了电力变压器运行规程（DL/T 572-95）中关于强迫油循环电力变压器冷却装置及运行条件的规定，规定如下：2.1.1对变压器冷却装置的要求1.要求油浸式变压器本体的冷却装置、温度测量装置等应符合GB6451的要求。2.按制造厂的规定安装全部冷却装置。3.强油循环的冷却系统必须有两个独立的工作电源并能自动切换。当工作电源发生故障时，应自动投入备用电源并发出音响或灯光信号。4.强油循环变压器，当切除故障冷却器时应发出音响或灯光信号，并自动（水冷的可手动）投入备用冷却器。5.风扇、水泵及油泵的附属电动机应有过负荷、短路及断相保护；应有监视油泵电机旋转方向的装置。6.强油循环冷却的变压
14、器，应按温度和（或）负载控制冷却器的投切。2.1.2变压器温度限值强迫油循环变压器顶层油温一般不应超过表2.1的规定（制造厂有规定的按制造厂规定）。当冷却介质温度较低时，顶层油温也相应降低2。表2.1油浸式变压器顶层油温一般限值冷却方式冷却介质最高温度最高顶层油温强迫油循环40852.1.3强迫油循环冷却变压器的运行条件1 强迫油循环冷却变压器运行时，必须投入冷却器。空载和轻载时不应投入过多的冷却器（空载状态下允许短时不投）。各种负载下投入冷却器的相应台数，应按制造厂的规定。按温度和（或）负载投切冷却器的自动装置应保持正常。2 强迫油循环变压器投运时应逐台投入冷却器,并按负载情况控制投入冷却器
15、的台数。3 强迫油循环风冷变压器，当冷却系统故障切除全部冷却器时，允许带额定负载运行20分钟3。2.2 变压器冷却自动控制装置功能模块设计 本文设计的变压器冷却控制装置的核心是PLC，装置的大多数功能通过可编程序控制器来实现，根据冷却控制装置的功能设计，以PLC为核心，整个控制装置主要设计4个功能模块组成，如图2-1所示图2-1冷却控制装置功能块框图变压器冷却控制装置的控制功能通过电源监视控制、冷却器投切保护、凝露温度监控、就地控制与显示、通讯、上位计算机监视六个功能模块实现，功能模块的实现方法和作用简要介绍如下：1 电源监视控制模块。模块通过小型电压继电器监视两路独立电源的状态（两路独立电源为冷却装置供电），判断电源是否缺相，由两个断路器控制电源的投切；将两路电源的故障信号和断路器辅助节点所反映的电源工作状态信号送入可编程序控制器，经可编程序控制器综合判断产生控制电源投切的控制命令，由断路器执行电源投切动作。2 冷却器投切保护模块。模块采用交流接触器控制冷却器的投入和切除，自动空气开关和电动机保护器配合实现对风扇和潜油泵电动机的短路、过载、堵转和缺相保护。可编程序控制器采集变压器温度信号、运行状态信号、油流继电器反映的冷却器油流状态信号、反映电动机故障状态的空气开关状态信号和交流接触器状态信号，由
