新型电力变压器冷却控制系统的设计与实现

　　新型电力变压器冷却控制系统的设计与实现王振浩李国庆李强，王胜楠2东北电力学院电力系，吉林吉林132012；2.营口电业局，辽宁营口5002核心实现运算逻辑功能的控制，采用变频调速技术方案，使冷却系统能够跟随温度，及负荷电流的变化连续平滑调整，有利于变器的安全运行！

　大型变压器是变电站和发电厂的主要变电设备之，运行中存在着空载损耗和负载损耗，变压器负荷的变化，其损耗随之变化，变压器所需的冷却容量将频繁调整， 传统的方法是根据变压器顶层油温及负荷电流的变化采用传统的电磁型继电器控制交流接触器进行分组投切控制，达到散热的目的，运行实践明这种传统的控制系统 存在着许多缺陷。1现行的变压器冷却系统控制回路设计有缺陷。2变压器负荷变化时由温度继电器启动电磁型开关控制引起冷却器组频繁启停，开关故障率较高。 3冷却器组容量不能随温度及负荷电流的变化连续平滑调整，几组冷却器组同时投人时易产生油流冲击，及变压器油较高速流动易产生油流带电，容易形成变压器内 部故障隐患，影响其安全稳定运行21.4冷却器组噪声较大。5自动化水平较低，各逻辑功能及定值不能在线调整。鉴于以上分析，本文提出了种智能化的冷却器 控制系统，基于可编程控制器为控制核心实现运算逻辑功能的控制，采用变频调速技术方案，闭环控制调节方式，使冷却系统能够跟随温度及负荷电流的变化连续平 滑调整，使变压器的损耗与散热功率达到种平衡关系，实现变压器冷却系统的最优控制。

　　1系统硬件设计该系统设计为某变电所220 1电力变压器，12组强油风冷却器组=系统组成主要由可编程控制器中央处理单元变频功率输出单元温度采集单元，人变换单元保护单元温度及运行参数显单元等组成。冷却控制系统原理框如1.

　可编程控制器，采用0胗尺0的60点输人输出型，人00人变换采用扩展1.001模块，2路0输人，路0输出，分辨率为位，变频器选用美国台达的，04 塑，输出功率22.5从温度采样单元采用美信公司的肘人，66，电压输出010，温度范围4，+125，灵敏度16，以丈，线性误差1丈。

　收稿日期200304温度传感器1比输人传感器电旭传感器信号变频器运转反馈值010，路电流输出420给变频器运转指令。，对其输人输出通道进行按顺 序统编址，并对其进行初始化，按照1的接线方式写人其控制代码。显单元，就地0显变压器顶层油温冷却器酵的运行参数等，485总线方式传运行参数实现上位 机监控。

　　温度传感器输出，7模拟信号经人，转换送及，输出0入到变频器电流模拟量的对应关系23.

　　考虑到变器运行的实际情况，系统把变压器顶层油温的定值设据实际情况在线修改。

　变压器投人运行时由嚎刂仆，逼舳，6变频工作组，首先给变频器赋初值，使之输出某频率，系统实时采集现场温度传感器反馈的数据经人0变换后送给，与设定 值进行计算比较校正，然后由，传给肘入，0模块经，人变换成六20的电流倍号输出到变频器，使之按照相应的频率输出带动冷却器组运行。

为使系统稳定运行，定值7设定为个温度范围，当负荷电流增大Bt，变压器油温升，系统检测到的温度信号经PLC计算后，当7，7时，变频器输出频率逐渐上 升，使冷却容量增人，直到变压器油温回到设定的范围内最终使变压器的损耗与散热功率达到种平口衡关系。反之，77时变频器输出频率逐渐降低，使冷却容量减 小到设定的了范围内通过冷却容量连续的动态调节吏变压4 8，输人数据器正常运行时其顶层油温拉制在个恒定的范围内，3 0变换输出的对成关系对于备用冷却器组72设计存以下儿点考虑，1变频器故障，由程序控制跳开变频器电源，顺序延时启动712冷却器工作。2变频，路冷却 器组6电动机故障。程序控制切除该回路，顺序延时启动，由变频器带备用冷却器组712工作。3当变压器运行温度7赛72时，变频冷却器工作绀已达到设定的 最高频率限值也无法满足温升所需的冷却容世，经延时后备用冷却器组7 12顺序投入，为了减小油流冲击，先将变频器输出频率降到最低然后分时顺序启动72冷却器组。每动组冷却器，系统在此冷却容最的基础上根据现场反馈的温度 信号使变频工作组动态调整，是否能够回到7设定的温度范内，否则，幻动下组，直到冷却容量满足设定的工作范围。

　　当2组冷却器全部工作，冷却容量仍无法满足要求，7，7时，系统报警。

　该系统的保护单元主要功能足时实检测冷却器组电机的过电流及断相等故障位总，选用专用的电动机综合保护装置，其保护动作的输出接点作为的开关量输人，由 系统判别其故障类型作出相应输出给变频器电流冷却器组16可编程控制器PLC变频器，nr 2软件设计系统软件采用梯形编程方式，逻辑清晰易于编程及在线修改，系统首先根据接线方式写入对人，1模块进行初始化查手册，读出的采样数据是放在，1输 人通道的低位，高位无效，因此，要对入，采样值进行滤波处理，取采样通道的低位有效值参与运算，直先给变频器赋40矿值，相当频率输出为12.5左右经验 值使变频冷却器组运行，然后系统根据采样值进行参数调整。温度采样间隔为1频率变化为0.0.5程序中加减法的最小单位，能够较快速连续跟踪变压器油温的 变化。主程序采用循环扫描的方式，冷却器组电机故障时，程序转保护动作逻辑操作子程序模块，系统作出相应的逻辑操作。其流程4，3性能分析提高系统的安全 稳定性变压器负荷电流变化时，不是由开关频繁启动分级投切冷却器组，而是自动跟踪变压器负荷的变化动态线性的调整其冷却容量，降低了冷却系统的事故隐患， 也可以在定范围内，提高了变压器的带负荷的能力。

　　有效抑制变压器油流带电Ifl4系统主程序流程油流带电确已成为危及大型电力变压器安 全运行的关键因素之3，油流速率是影响油流带电的关键因素，带电的程度随流速的增加而提高。油温的高低也是对油流带电有着显著的影响，很多国内外统的参数 而达到影响带电程度的。本文的设计几乎没有油流的冲击且大多数情况下油是在相对较低速下运行，可以有效抑制变压器油流带电的情况。

　　电机 运行所消耗的功率与其转速的立方成正比，传统的冷却系统没有充分考虑变压器的热冗余度，台主变多投相当于组冷却器的容量，以6.2让贾计算，年损失的电量 为6.224 365=54312kW，h.冷却器组电机运行的转速总是刚好满足冷却容量的要求，节能效果明显，实现冷却器组的经济运行。

　　提高冷却系统的自动化水平系统的运行都是由程序设定完成，其功能及定值可根据不同情况在线调整，也可实现与变电站微机监控系统接口，上传运行工况，接受控制命令，提高变电站自动化管理水平。

　　冷却器组风扇的运行是产生变压器噪音的主要原因之，冷却器的平滑调节及低速运行，可有效抑制由此产生的噪音。

　　4结束语变压器冷却器组的变频技术方案的实施，可以使变压器始终运行在个较理想的温度范围内，不仅解决了传统变压器冷却系统的很多缺陷，方便了运行与维护，而且提高了变压器运行的安全性与可靠性。

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