主变冷却风扇调速系统的设计剖析

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1、摘要冷却系统对变压器性能的影响日益显著，几乎所有的变压器强化都面临着如何解决高功率密度下的冷却及热平衡问题,既在提高输出功率的同时,又要兼顾其经济性和环保性。这些都对冷却系统的性能提出了新的要求，开发高效、可靠、经济、环保的冷却系统,已成为变压器进一步实现技术突破的关键所在。因此,采用先进的冷却系统设计理念，对推动变压器冷却系统技术进步具有重要的研究价值。本次设计结合PLC及变频技术，采用MM440变频器及USS通信协议设计出新的变电站主变冷却风扇调速控制系统。主要从整体上分析和研究控制系统的硬件设计、控制流程设计、软件流程设

2、计等部分。设计基于可编程控制器（PLC）硬件平台的异步电动机综合控制系统。该系统通过可编程逻辑控制器（PLC）来控制变频器，最终实现异步电动机转速的闭环控制。整个设计过程均采用变频技术，从而控制和调整大型电力变压器冷却装置的输出功率与变压器的总损耗相匹配，结合变压器油温和环境气温的反馈调节，将变压器油温控制在一个较小的给定范围。关键词：PLC；MM440变频器；USS通信协议；冷却风扇第66页共66页目录第1章概述3第2章MM440变频器52.1MM440变频器介绍52.1.1MM440变频器面板的操作62.1.2MM440变

3、频器参数设置72.1.3MM440变频器控制端子的介绍82.1.4MM440变频器的数字输入端口介绍9第3章PLC可编程控制器123.1PLC概述123.2PLC的系统组成与工作原理133.2.1PLC的组成结构133.2.2PLC的扫描工作原理143.2.3PLC的优势163.2.4PLC类型的选择17第4章通信协议的介绍194.1S7—200的通信方式与通信参数的设置194.1.1S7-200的通信方式194.1.2网络部件204.1.3使用PC/PPI电缆通信214.1.4计算机使用的通信接口参数的设置234.1.5S7

4、-200的网络通信协议24第66页共66页4.2USS通信协议254.2.1USS协议的网络结构264.2.2USS协议有关信息的详细说明294.2.3USS的物理连接324.2.4MICROMASTER4有关USS通讯的参数设置344.2.5USS库中指令介绍35第5章PLC控制系统硬件设计395.1模拟量扩展模块EM235395.2温度检测模块的介绍495.3系统硬件设计53第6章PLC控制系统软件设计546.1流程图设计546.1.1系统子流程图设计546.1.2系统主流程图设计56第7章设计过程及设备调试577.1PL

5、C与变频器通信设置587.2PLC梯形图设计64第8章总结体会64参考文献65致谢67第66页共66页第1章概述近年来，国内外对变电站主变冷却系统的进行了广泛、深入的研究，特别是随着计算机技术的发展，温度控制的研究取得了巨大的发展，形成了一批商品化的温度调节器，随着电子技术和计算机技术的广泛应用和飞速发展,电部件技术日趋成熟，传统被动式的冷却系统正在走向智能化和自动化。传统冷却系统不能更全面的适应实际运行时的冷却需求，从而无法实现对变压器油温在全运行工况内的合理控制。然而，采用电子驱动及控制技术，可以通过传感器和计算机芯片根据

6、实际的变压器油温度控制运行,从而提供最佳的冷却介质流量,降低能耗,提高效率。随着科学技术的不断发展，人们对温度控制系统的要求愈来愈高，因此，高精度、智能化、人性化的控制是国内外必然发展趋势。变电站主变是变电站的主要设备之一，随着负荷与外界环境的变化，变压器所需的冷却容量将频繁调整，传统的冷却系统控制方式分为手动与自动两种方式。手动方式缺点主要是：自动化水平低，增加值班人员工作量;冷却容量不能随温度的变化连续平滑调整，几组冷却风扇同时投入易产生冲击电流，污染电网;几组冷却风扇同时满载运行，噪声较大;远程无法监视冷却系统情况等。自

7、动方式虽然提高了自动化水平，降低了值班人员工作量，但是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系统频繁启停，开关故障率很高，可靠性低，很少被采用。第66页共66页本次设计结合PLC及变频技术，采用MM440变频器及USS通信协议设计出新的变电站主变冷却风扇调速控制系统。本次设计对节能减排和变压器的安全、经济运行及长期使用寿命具有重要的意义。第66页共66页第2章MM440变频器2.1MM440变频器介绍变频器MM440系列（MicroMaster440）是德国西门子公司广泛应用与工业场合的多功能标准变频器。该变频

8、器由微处理器控制，用现代先进技术的绝缘栅双极晶体管作为输出器件，它采用高性能的矢量控制技术，提供低速高转矩输出和良好的动态特性，同时具备超强的过载能力，以满足广泛的应用场合。2.1.1MM440变频器面板的操作利用变频器的操作面板和相关参数设置，即可实现对变频器的某些基本操作