大型变压器风冷却系统的自动控制

大型变压器风冷却系统的自动控制

朱洋

身份证： 43012219851010**** 湖南中扬环保科技有限公司

摘要：大多数现有的空气冷却系统由温度继电器控制。长期运行可能会导致一些可靠性问题。例如，该继电器有许多机械触点，很容易被触点损坏，另一个问题是风扇本身的保护。传统的空气冷却系统不足以使风扇断裂和过载。还有影响可靠性的法规。由于只有一个温度调节器继电器，风扇可能会停留在温度阀点附近，这不仅会影响继电器的寿命，还会对风扇造成相当大的损坏。传统的空气冷却系统具有成本低廉的优点，但存在许多问题，影响高价值设备的使用寿命，因此这种控制系统无法节约成本，从长远来看是一种浪费，存在很多安全风险。本文介绍了基于可编程控制器的大型变压器空冷系统的主要工作方式，以及实现空冷机组运行自动控制的控制系统的结构和要求。

关键词：大型变压器；风冷却系统；继电器；可编程控制器；自动控制

在220kV及以上，主变压器通常具有较强的油冷却。目前，国内冷却操作主要是继电器逻辑控制。由于变压器的特殊电磁干电阻，控制操作包括复杂的线路，在大量连接和高故障率的情况下，主变压器经常因空冷系统故障而运行，这对网络的可靠运行有重大影响，同时由于系统中的空冷依赖于部件，自动化和网络化程度较低，现代微电子技术的发展意味着PLC可编程控制系统在工业装置中得到了广泛的应用。以可编程控制器为核心的新一代风冷调节系统的引入无疑提供了更高的可靠性和更全面的功能。

1传统的变压器风冷却系统的缺点

（1）因为控制是在逻辑开关的基础上实现的。机械触点具有复杂的电路组成和高故障率。在其工作过程中，由于接触时间长，接触点不可避免地被烧坏。此外，还有许多缺点和缺陷。（2）主变压器的油温测量主要基于变压器配备的信号温度计；测量精度很低，空冷器主要由信号温度计控制，其测量和控制精度误差较大。因此，整个系统将存在控制精度问题，无法实现远程通信。（3）低安全性。目前，短路和控制精度基于空气冷却器过载保护，主要基于空气电流开关和热继电器；这会影响风扇。（4）高燃油消耗率和高维护负载。由于风冷控制室内的机电逻辑电路由不同的继电器运行，继电器经常发生故障，例如线圈烧坏或触点烧坏。

2空气冷却系统的操作和控制要求

2.1设备概况

由于内部220kV主电压互感器需要通过YF燃料循环冷却器进行冷却，因此我们给出了yf4-200空气冷却器的代表性示例，该空气冷却器由四组均匀分布在变压器油箱周围的散热器组成，用于冷却变压器运行期间产生的热量。根据现场操作，四组散热器可轻松转换为工作或备用冷却器。

2.2变压器通风空气冷却系统

传统变压器的风冷主要由逻辑开关和继电器触点控制，这一过程主要通过闭合和断开机械触点来实现。变压器的寿命通常持续几十年，工作条件变化很大。当机械触点长时间闭合和分离时，容易产生电弧和电火花，继电器线圈燃烧的可能性很高。采用PLC控制取代固定状态继电器的新型智能变压器风冷系统提供了无触点控制，提高了系统的运行安全性，优化了控制策略，适当分配了风量和冷却时间，提高了冷却阀的效率，节约电力，降低运营成本。

2.3空气冷却系统的基本操作程序

1） 变压器冷却系统根据负荷自动开启或关闭相应数量的冷却器；2） 如果变压器负载小于标称负载的75%，如果变压器上最后一层油的温度约为55摄氏度，备用冷却器应自动启动。3） 备用冷却器应投入使用，并在工作研磨机出现故障时启动。4）如果冷却系统的电源电压降低或下降，备用电源应自动启动。2.4风冷系统控制要求

1)每个冷却器可选择配电盘的位置，以便操作、停止和备用冷却器。2）冷却系统必须有两个独立的电源装置，以备操作或运行。如果发生电源故障，备用电源将自动启动。当工作电压恢复时，备用电源自动关闭。3）具有过载、短路和浪涌保护的冰箱泵和空气电机。4）如果冷却器发生故障，备用冷却器自动进入。如果备用电源、泵和通风发动机出现故障，则会发送信号。

3基于可编程控制器的风冷系统的组成与实现

3.1.系统的主要硬件组成

空气冷却系统在开放和恶劣的工作条件下工作时间较长。考虑到空冷系统需要更加可靠和功能性，我们使用欧姆龙PLC系列，空中交通管理系统的主要部分是可编程控制器多功能可变性能固态开关。欧姆龙PLC系列具有功能模块和多种编程功能的优点，RS422和RS232接口可通过网关连接到远程管理计算机，实现空冷系统的实时模式和参数。为了将系统控制集成到变电站的高级控制网络中，同时保持独立性。可编程控制器电源开关在没有机械接触的情况下接管弱电源控制，以避免空气开关、交流触发开关、热继电器之间频繁接触，接触不良等缺陷，并设置过载、相位偏移、欠张力等故障自诊断功能，是理想的负载及控制产品。

3.2系统管理功能

计算机或本地控制如何发出命令停止每组冷却器，PNC快速连接到可编程控制器系统，并启动或停止相应冷却器组的固态开关，风冷系统通过具有PLC可编程功能的系统故障诊断程序对系统故障作出反应，它提供一个油路继电器，固定开关由PC上的光合装置发送到系统热继电器的附加触点，可编程控制器扫描这些输入触点的状态，并结合控制过程和预制安装状态进行逻辑分析，如果电池状态与控制过程相对应，则发送相应电池在远处和现场运行的信号；相反，如果检测设备或装置不工作，在发送相应的错误信号时自动进入纠错过程，操作人员和维护人员可以从远处快速检测和检测故障点，本地错误报警并及时处理。

3.3自动冷却器设置

在变压器进入电网之前，地面控制的冷却器控制面板位于与净负荷相对应的工作或备用位置。在这种情况下，工作研磨机的手柄置于冷却器的工作位置，通过手动触点将“工作”状态切换到可编程控制器电子号。该组的固定状态开关包括在第一个SS触点中。目前，控制风扇的交流保护器的绕组受到触点的热分离线的刺激，以闭合喷枪的主触点，泵和风扇启动，变压器油开始在冰箱中流动。如果流量达到一定值，则冰箱上安装的油流量继电器闭合，打开连接触点，并在此基础上发送PLC信号可编程控制器进入正常行程；在这种情况下，当控制空气温度计的交流屏蔽连接到触点且热继电器闭合时，信号通过图像发送。表示冰箱工作正常。如果风扇出现故障，热继电器打开触点，动态触点闭合并发送PLC信号，指示冷却组的风扇出现故障；如果水下泵发生故障，PC上会收到一个信号，表明可编程控制器固定开关存在故障。皮尔克启动备用冰箱并发送远程和本地冰箱信号。当紧急工作冷却器返回工作模式时，必须在当前时间后将其拆下。当变压器负载增加或达到最高油温55摄氏度时，将引入所有备用冷却器。满足安装条件。如果服务或备用冰箱出现故障，应发送远程或本地干扰信号。

4结束语

以PLC为核心的最终空冷系统实现了计算机技术、网络技术和可编程控制器的有机结合，实现了结构分层、对象变化控制以及控制回路在功能方面的显著优化和简化，与旧的管理系统相比，功能性和可操作性是向前迈出的重要一步。该系统的广泛应用对于缓解日益严重的能源危机，促进资源的合理有效配置，促进社会经济持续快速健康发展具有十分重要的意义。

参考文献：

[1]谢安平,宁放新.基于PLC的大型变压器智能风冷控制柜的研究[J].唐山师范学院学报,2016,38(05):65-67.

[2]李菊,王永兰,李春明.大型电力变压器强油风冷系统建模与仿真[J].内蒙古工业大学学报(自然科学版),2015,34(01):25-29.

[3]贺令辉,龚杰,刘秋平,谭一粟,于浩.一起大型变压器强油风冷系统事故的分析与改进[J].变压器,2011,48(09):48-52.

[4]章伟国,顾冰,顾克拉.基于PLC的风冷控制系统在大型变压器上的应用[J].浙江电力,2010,29(03):19-21+39.

[5]邓世杰.大型变压器风冷却系统的自动控制[J].变压器,2003(10):23-25.

[6]苏习琴,孙伟.大型变压器智能风冷系统分析[J].河北电力技术,2011,30(02):8-9+12.