【正文】 線是相同的，這里我們只繪出了一組冷卻器保護(hù)控制的電氣接線原理圖，如圖 所示： 圖 冷卻器保護(hù)控制接線圖 Chiller protection control wiring 圖 所示線路中， 1FS 1FS4 為一組冷卻器中風(fēng)扇電動機(jī)的電動機(jī)保護(hù)器（一個風(fēng)扇1FS3 未畫出）， 1FS1 為潛油泵電動機(jī)保護(hù)器， 1FS 1FS 1FS 1FS4 分別串接在冷卻裝置電源和冷卻器風(fēng)扇電動機(jī)和潛油泵電動機(jī)之間。冷卻控制裝置箱體內(nèi)的風(fēng)扇連接到凝露控制器的“溫度負(fù)載”輸出，為了保證冷卻控制裝置的可靠工作，當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到設(shè)定值時，溫度負(fù)載將被接通，風(fēng)扇投入運(yùn)轉(zhuǎn)為冷卻控制裝置散熱。圖中 ch11 為溫度傳感器， ch12 為濕度傳感器；WCG 為冷卻控制裝置箱體內(nèi)的加熱裝置。圖中 為控制 1JC 的“合閘”信號， 為控制 1JC 的“合閘”信號， 為控制 1JC 和 2JC 的“分閘”信號。 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 17 圖 電源監(jiān)視控制接線圖 Power source supervisory control wiring diagram 中間繼電器 1ZJ 的觸點(diǎn)負(fù)責(zé)為斷路器和凝露溫度監(jiān)控器提供電源，當(dāng)電源 1 正常時， 1ZJ的常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)打開，由電源 1 為斷路器和凝露溫度監(jiān)控器的工作提供電源；當(dāng)電源 1 非正常時， 1ZJ 的常開觸點(diǎn)打開，常閉觸點(diǎn)閉合，由電源 2 為斷路器和凝露溫度監(jiān)控器供電。凝露溫度監(jiān)控器可以實(shí)時監(jiān)視環(huán)境的溫度、濕度，條件達(dá)到時可以啟動凝露負(fù)載、溫度負(fù)載，對可能產(chǎn)生的凝露、超溫情況采取應(yīng)對措施 [14]。西門子 S7200 型PLC 具有較強(qiáng)的抗振性，及很強(qiáng)的電磁兼容性（ EMC），并完全符合各項(xiàng)工 業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，能夠應(yīng)河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 16 用于各種氣候條件。 S7－ 200 型 PLC 滿足了電源和帶負(fù)載能力的要求。 (3)存儲容量。同時采用如下擴(kuò)展模塊， EM221（ 16 路數(shù)字輸入）， EM222（ 8 繼電器輸出）， EM223（ 8 數(shù)字輸入 /8 繼電器輸出），共 38 路數(shù)字量輸入和 26 路輸出。所選擇 PLC 能最大限度的滿足控制系統(tǒng)的控制功能是選擇 PLC 時首先考慮的問題。s input output 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 13 輸 入 / 輸 出 名 稱 來 源 / 去 向性 質(zhì) 及 數(shù) 量“ 自 動 ” 工 作 狀 態(tài)“ 手 動 ” 工 組 狀 態(tài)“ 主 / 輔 ” 電 源 選 擇Ⅰ 、 Ⅱ 電 源 正 常Ⅰ 、 Ⅱ 路 電 源 投 入三 側(cè) 開 關(guān) 狀 態(tài)切 除 冷 卻 器 溫 度投 入 冷 卻 器 溫 度報 警 溫 度凝 露 狀 態(tài)油 流 狀 態(tài)電 動 機(jī) 狀 態(tài)風(fēng) 冷 卻 器 的 投 入 狀態(tài)合 計輸入控 制 冷 卻 器 接 觸 器自 動 空 氣 開 關(guān)油 流 繼 電 器凝 露 溫 度 控 制 器溫 度 繼 電 器溫 度 繼 電 器溫 度 繼 電 器三 側(cè) 開 關(guān) 輔 助 觸 點(diǎn)斷 路 器 輔 助 觸 點(diǎn)電 源 檢 測 繼 電 器撥 碼 開 關(guān)轉(zhuǎn) 換 開 關(guān)轉(zhuǎn) 換 開 關(guān)1 路 數(shù) 字 輸 入1 路 數(shù) 字 輸 入1 路 數(shù) 字 輸 入2 路 數(shù) 字 輸 入2 路 數(shù) 字 輸 入1 路 數(shù) 字 輸 入1 路 數(shù) 字 輸 入1 路 數(shù) 字 輸 入1 路 數(shù) 字 輸 入1 路 數(shù) 字 輸 入8 路 數(shù) 字 輸 入8 路 數(shù) 字 輸 入8 路 數(shù) 字 輸 入3 6 路 數(shù) 字 輸 入冷 卻 器 的 投 入 信 號冷 卻 器 故 障 信 號（ 組 號 ）冷 卻 器 故 障 類 型電 源 分 信 號電 源 合 信 號掉 三 側(cè) 開 關(guān) 信 號控 制 風(fēng) 冷 卻 器 接 觸器指 示 裝 置指 示 裝 置控 制 電 源 斷 路 器 分輸 入控 制 電 源 斷 路 器 合輸 入變 壓 器 控 制 屏8 路 數(shù) 字 輸 出8 路 數(shù) 字 輸 出3 路 數(shù) 字 輸 出1 路 數(shù) 字 輸 出2 路 數(shù) 字 輸 出1 路 數(shù) 字 輸 出2 3 路 數(shù) 字 輸 出合 計輸出 表 中給出了可編程序控制器的輸入 /輸出名稱，輸入來源和輸出去向以及輸入 /輸出的性質(zhì)及數(shù)量，從表可知可編程序控制器共有 36 路數(shù)字量輸入和 23 路數(shù)字量輸出。 可編程序控制器 在以可編程序控制器為核心的變壓器冷卻控制裝置中，輸入、輸出通過可編程序控制器連接起來，構(gòu)成完整的控制系統(tǒng)。電氣連接如圖 所示 ： 1 2 3 4 5 67 8 9 1 0 1 1 1 2溫 度 傳 感 器 控 溫 負(fù) 載 凝 露 傳 感 器凝 露 負(fù) 載相 線中 線A C 2 2 0 V 圖 凝露溫度監(jiān)控器電氣圖 Congeals the dew temperature monitor electricity chart 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 12 安裝方式 ： (1)基座式：將 8 芯繼電器座固定在 35mm導(dǎo)軌或通過安裝螺孔直接固定在安裝板上。 GDH 系列電動機(jī)保護(hù)器集缺相、過流、堵轉(zhuǎn)保護(hù)為一體，具有工作靈敏可靠、安裝方便、故障率低等優(yōu)點(diǎn)，是替代熱繼電器實(shí)現(xiàn)電動機(jī)保護(hù)的理想換代產(chǎn)品 [28]。 4．通訊模塊。模塊采用交流接 觸器控制冷卻器的投入和切除，自動空氣開關(guān)和電動機(jī)保護(hù)器配合實(shí)現(xiàn)對風(fēng)扇和潛油泵電動機(jī)的短路、過載、堵轉(zhuǎn)和缺相保護(hù)。 12．當(dāng)溫度達(dá)到一定數(shù)值時，自動接通控制箱內(nèi)的風(fēng)扇散熱裝置，保證設(shè)備內(nèi)部溫度滿足要求；濕度達(dá)到一定值時，啟動控制箱內(nèi)的加熱裝 置，防止裝置箱體內(nèi)凝露的產(chǎn)生 [21]。 8．冷卻控制裝置能檢測每組冷卻器的風(fēng)扇和潛油泵電動機(jī)故障、油路故障及控制冷卻器投切的接觸器故障，如有故障發(fā)生控制裝置自動將該組冷卻器切除，發(fā)出故障及報警信號；故障消除，可以手動復(fù)位故障信號。 4．冷卻控制裝置在產(chǎn)生投、切決策時采用有差值裕度投、切閥值的控制策略，可以有效的避免冷卻器組頻繁投切的問題。 表 油浸式變壓器頂層油溫一般限值 Table The oil bath type transformer top layer tours the warm general limiting value 冷卻方式 冷卻介質(zhì)最高溫度 ()C? 最高頂層油溫 ()C? 強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng) 40 85 變壓器冷卻控制裝置的功能設(shè)計 通過對大型變壓器強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻控制系統(tǒng)的分析，結(jié)合電力變壓器運(yùn)行規(guī)程的要求和電力系統(tǒng)自動化設(shè)備的發(fā)展趨勢，本論文設(shè)計完成的變壓器冷卻控制裝置可完成的功能如下 [13]： 1．冷卻控制裝置能控制兩路獨(dú)立電源為冷卻裝置供電，可由開關(guān)選擇一路電源為“主”電源，一路為“輔”電源。 、水泵及油泵 的附屬電動機(jī)應(yīng)有過負(fù)荷、短路及斷相保護(hù)；應(yīng)有監(jiān)視油泵電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的裝置 [7]。 。 變壓器損耗計算 變壓器損耗包括變 壓器的空載損耗和負(fù)載損耗。有些文獻(xiàn)提到的冷卻控制裝置運(yùn)行中存在的設(shè)計缺陷：工作冷卻器的空氣開關(guān)跳開后不能啟動備用冷卻器；工作電源交流接觸器失磁造成主變開關(guān)跳閘；更換接觸器和空氣開關(guān)時易造成短路等 [9]。不能在線調(diào)整冷卻器組的狀態(tài)，將導(dǎo)致某些冷卻器組長期處于工作狀態(tài)，使冷卻器組尤其是油泵和風(fēng)扇電機(jī)過疲勞運(yùn)行，這對于冷卻器組的使用壽命和安全運(yùn)行十分不利 [14]。當(dāng)主變負(fù)荷在某一范圍內(nèi)波動時，測量主變負(fù)荷的電流繼電器或測量變壓器油溫的溫度繼電器會頻繁動作，將導(dǎo)致輔助冷卻器頻繁地啟停。 風(fēng)冷卻器控制線路存在的問題 現(xiàn)在運(yùn)行的繼電式控制系統(tǒng)由于受所采用器件的約束、在設(shè)計和控制策略方面不夠完善，因此主變壓器經(jīng)常因風(fēng)冷控制系統(tǒng)故障而帶病運(yùn)行，嚴(yán)重地影響電網(wǎng)可靠運(yùn)行。運(yùn)行中為滿足變壓器的各種運(yùn)行工況，一般要求冷卻器 1 臺備用（運(yùn)行冷卻器故障時可自動投入運(yùn)行）、 1臺輔助（變壓器負(fù)荷電流大于 70％額定電流或變壓器頂層油溫高于某一定值時自動投入運(yùn)行）、其余所有冷卻器全部投入運(yùn)行 [10]。能試驗(yàn)運(yùn)行表明，該裝置運(yùn)行可 靠，控制準(zhǔn)確，具有顯著節(jié)能、延長設(shè)備壽命效果 [40]。 強(qiáng)油循環(huán)風(fēng)冷主變壓器 提出了一種以 AT89C51 單片機(jī)和固態(tài)繼電器 SSR 為主要控制器件的強(qiáng)油循環(huán)風(fēng)冷變壓器冷卻系統(tǒng)自動控制裝置的原理和實(shí)現(xiàn)方法 [8]。加裝風(fēng)冷后可使變壓器的容量增加 30%～ 35%。第四種冷卻方式只在個別大型變壓器上采用，目前包頭供電局尚無此種冷卻方式的變壓器。通過上述分析可知，變壓器的散熱問題直接影響到變壓器的負(fù)荷能力和使用壽命，如何有效地對變壓器實(shí)施風(fēng)冷控制，以保證繞組熱點(diǎn)溫度不超過規(guī)定值是一個非常重要的問題。鐵芯溫度高于繞組溫度，而在高度方向的 50%以上，繞組溫度高于鐵芯溫度，且繞組最熱點(diǎn)溫度高于鐵芯最熱點(diǎn)溫度，因此，變壓器運(yùn)行規(guī)程上規(guī)定繞組最熱點(diǎn)溫度不得越限。反之，如果不規(guī)定變壓器的最高容許溫度，或者將該值規(guī)定過高，則變壓器又可能達(dá)不到正常的預(yù)期壽命。這種絕緣老化受溫度、濕度、氧氣和油中劣化物的影響，其中溫度是促成絕緣老化的直接和主要原因，變壓器運(yùn)行溫度越高，則絕 緣老化速度就越快 [8]。從理論角度分析變壓器油流帶電產(chǎn)生的原理，并對影響油流帶電的因素和產(chǎn)生條件進(jìn)行了分析，同時也提出了一些預(yù)防及改善油流帶電現(xiàn)象的措施。強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷變壓器電源自投切換回路運(yùn)行的分析，并針對缺陷提出了具體的改造措施，為冷卻裝置的可靠供電提供了保障。 PLC 具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、功能強(qiáng)大、智能化等優(yōu)點(diǎn)，采用 PLC 實(shí)現(xiàn)變壓器冷卻裝置的控制，可以實(shí)現(xiàn)對變壓器油溫的精確控制；控制功能通過編程實(shí)現(xiàn)，極大的簡化了系統(tǒng)接線，提高了裝置本身的可靠性；完善了對冷卻器的保護(hù)和控制，提高了它的可靠性和工作壽命；此外還可以通過通信實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)視冷卻系統(tǒng)運(yùn)行。為了保證變壓器安全，穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，要隨時檢測變壓器的油溫并由冷卻控制裝置控制冷卻器組運(yùn)行來控制變壓器油溫的變化，使其油溫維持在一個固定的范圍內(nèi)。另一種是負(fù)載損耗，與負(fù)載電流的平方成正比。因此，如何使變壓器最大限度地散熱，是變壓器生產(chǎn)廠家的重要課題，也是電力部門在生產(chǎn)運(yùn)行中需要特別關(guān)注的問題。根據(jù)研究，變壓器繞組每升高 6℃，使用年限將縮短一半，此即所謂的絕緣老化 6℃規(guī)則 [1] 。變壓器的損耗主要是銅耗和鐵耗，而這些損耗最終均轉(zhuǎn)化為熱量，從而使變壓器的油 溫和鐵心溫度升高。河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 1 畢業(yè)論文 基于 PLC大型電力變壓器冷卻控制的研究 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 2 第一章 引言 電力變壓器是發(fā)電廠和變電所的最重要設(shè)備之一。 變壓器的效率雖然很高，但系統(tǒng)中每年變壓器總的電能耗仍然是一個相當(dāng)大的數(shù)目。通過計算以及運(yùn)行實(shí)踐證明，變壓器最熱點(diǎn)溫度維持在 98℃以下時，變壓器能獲得正常使用年限 (20— 30 年 )。可見，變壓器的容量越大，其散熱問題就越突出。變壓器在運(yùn)行中是有損耗的，一種是空載損耗，它與負(fù)荷大小無關(guān) 。 變壓器運(yùn)行中所帶負(fù)荷隨時都在發(fā)生變化，這將使變壓器的損耗也隨之發(fā)生變化，從而造成變壓器油溫的變化；同時不管是一年四季環(huán)境氣溫的變化，還是每天晝夜氣溫的變化，也都造成了變壓器油溫的變化。本課題針對存在的問題提出并研制了基于 PLC 的大型變壓器冷卻控制裝置 [4]。文獻(xiàn)分析了我國大型電力變壓器冷卻裝置配置情況、運(yùn)行特點(diǎn)和對變壓器運(yùn)行的影響，電力負(fù)荷變化和環(huán)境氣溫變化造成的變壓器運(yùn)行中溫度變化和對變壓器運(yùn)行影響的分析。從試驗(yàn)的角度對變壓器局部放電現(xiàn)象進(jìn)行 相關(guān)試驗(yàn)并測量結(jié)果，從試驗(yàn)結(jié)果上對油流帶電現(xiàn)象進(jìn)行了分析和探討，并提出了一些預(yù)防及改善油流帶電現(xiàn)象的措施。 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 4 第二章 變壓器的冷卻方式 及控制系統(tǒng)運(yùn)行分析 變壓器風(fēng)冷控制策略 變壓器的使用壽命主要取決于其絕緣介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度，而絕緣介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度在長期運(yùn)行過程中受物理和化學(xué)作用的影響會出現(xiàn)絕緣老化。實(shí)際上繞組溫度受氣溫和負(fù)荷波動的影響，變化范圍很大，如果將繞組最高允許溫度規(guī)定為 98℃，則大部分時間內(nèi)，繞組溫度達(dá)