plc理念下电力变压器风冷管控装置的探究

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1、PLC理念下电力变压器风冷管控装置的探究1绪论1.1论文的研究背景与选题意义目前，全球对电力的需求都呈增长趋势，其中发达国家相对稳定，而发展中国家对电力的需求每年都持续增长。我国国民经济的迅速发展对电力的需求日趋上升，近几年电力供应能力持续增强，全国电网高速建设和政府对固定资产的投资拉动了输变电设备的市场需求，变压器作为输变电系统中的主要设备，也得到了长足发展。数据显示，2009年和2010年，我国220kV及以上变压器的需求量分别达到3.05亿千伏安，3.36亿千伏安，2011年更是达到了3.52亿千伏安，预计20H年之后，220kV及以上变

2、压器的需求量将维持在每年3.5亿千伏安的水平。变压器在输变电系统中是实现电能转换的最重要最基本的设备，对供电可靠性起着非同寻常的作用。变压器在运行过程中产生的损耗主要包括空载损耗和负载损耗，空载损耗主要是铁损，包括磁滞损耗和涡流损耗，负载损耗一般称为铜损，主要是负载电流通过绕组时在电阻上的损耗。变压器运行中产生的损耗将转换为热量散发出来，这些热量一部分分散到冷却介质中，另一部分会使变压器绕组、铁芯和变压器油温上升，分析和测试结果表明，变压器所产生热量80%以上集中于绕组和铁芯。变压器的温升影响它的带负载能力，同时会加速变压器绝缘材料的老化，影响

3、它的使用寿命。计算及运行的实践证明，变压器最热点的温度应维持在98C以下，变压器才能获得设计使用寿命(一般为20一30年)。研究显示，变压器绕组每升高6C，使用年限将缩短一半，这就是所谓的老化6C规则。因此，变压器的运行温度是决定变压器使用寿命的非常重要的因素。为使变压器各部分温度不超过设计的规定值，必须使热量有效散发出去。变压器损耗的增加与其额定容量的3/4次方成正比，而冷却表面的增加只与额定容量的1/2次方成比例，由此可见，变压器的容量越大，散热问题越突出，因为单靠变压器箱壁已不能使热量完全散发，为使变压器温升控制在一定范围，必须对变压器的

4、温度进行控制，一般需对变压器安装冷却装置，力日快变压器散热。冷却装置的选择与变压器容量有关，小容量变压器一般采用油浸式自冷方式，大容量变压器根据容量不同可选用油浸式风冷和强迫油循环式，强迫油循环又包括强油风冷和强油水冷等。目前，我们内容量在12500kVA一9000OkVA自勺变压器一般采用风冷的冷却力一式。控制变压器温度主要是控制变压器油的温度，因为变压器内部热量主要靠变压器油的流动循环带走。变压器在运行过程温度是不断变化的，一方面因为负荷大小在变化，另一方面环境温度也在变化，这都会引起变压器油温的变化。为保证变压器安全、稳定、经济地运行，必

5、须随时检测变压器的油温，并投入变压器冷却装置来使变压器油温控制在设定范围内。传统电力变压器大多采用继电式控制方式，这种控制方式控制回路比较复杂，可行性差，故障率高，维护量大。基于此种情况，本课题提出了基于PLc的大型电力变压器风冷控制装置的研制。可编程序控制器(Pro歹amm汕leLogiealeontroller)简称为PLe，是一不中用程序来改变控制功能的工业控制计算机，不仅能实现对数字量的逻辑控制，还具有数学运算、数据处理、运动控制、模拟量控制，还可以与其它计算机实现通信联网。可编程控制器是针对传统的继电式控制系统的缺点而出现和发展起来的

6、，它功能强，可靠性高，抗干扰能力强，智能化程度高，体积小，能耗低，且维修方便。采用PLC控制变压器的冷却装置，可以对变压器油温实现较为精确的控制;PLC通过己编制程序实现控制功能，控制回路简单，控制功能强大;同时可以通过按运行时间和停止时间投切风机，完善冷却机组的保护，提高了风机组和冷却控制装置本身的寿命;此外，PLC还可以提供串行通讯端口，供上位计算机采集变压器的部分运行信息;最后，在此基础上，还可以增力无线传输功能，把信号传送到远方在线监测系统，实现远方控制。1.2国内外研究现状目前，国内变压器生产厂家主要有沈阳、保定、西安及合资厂ABB、

7、西门子等，其变压器出厂时配置的强迫油循环风冷却控制装置的工作原理、逻辑回路、主要元器件的选配大致类似，差异很小。其主要部件采用常规的电磁式交流继电器、常规模拟式温控器、组合开关、交流接触器、热偶等，将强迫油循环的油泵和强风冷却的风机按组划分为运行、辅助与备用三种状态，正常时起动运行机组，变压器温度高时起动辅助机组，运行机组或辅助机组故障时起动备用机组;采用两路独立交流主供电源，互为备用。这利，传统的继电式控制装置的突出优点在于控制装置造价低廉。突出缺陷足控制器件、逻辑控制功能低下，无通讯和保护功能;执行元件触点多，接触不良，交流按触器、热偶等损

8、坏率较高;电机保护问题一_!级未根本解决，尤其是缺相保护几乎起不到作用。2变压器风冷控制装置的设计方案2.1变压器的发热及冷却原理变压器在运行时，铁芯