【正文】 不到此值，亦即變壓器的負(fù)荷能力未得到充分利用。變壓器運(yùn)行時(shí)，其發(fā)熱部分為繞組和鐵芯，因而在變壓器各部分中，繞組和鐵芯溫度是最高的。但這是變壓器的極限溫度，由于環(huán)境溫度一般小于 40℃，所以變壓器工作在105℃的時(shí)間是很少的，根據(jù)等值老化原則，這時(shí)不應(yīng)當(dāng)限負(fù)荷。第一種冷卻方式主要是小型配電變壓器采用，不涉及風(fēng)冷控制問(wèn)題。 強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷散熱方式通過(guò)油泵的作用，使變壓器內(nèi)的油被迫快速循環(huán)，在油流經(jīng)散熱器時(shí)，由冷卻風(fēng)扇吹出的風(fēng)將熱量帶走，這種冷卻方式主要用于大中型變壓器， 它 是在油浸自冷式的基礎(chǔ)上，在油箱壁或散熱管上加裝風(fēng)扇，利用吹風(fēng)機(jī)幫助冷卻。這種方式若把油的循環(huán) 速度比自然對(duì)流時(shí)提高 3倍，則變壓器可增加容量30%,因此采用 強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻方式 對(duì)大型電力變壓器進(jìn)行冷卻控制。裝置還具有保護(hù)、故障定位、信息顯示、通訊等功。 現(xiàn)行大型變壓器冷卻裝置的配置和缺陷 目前我國(guó)大型電力變壓器冷卻裝置的配置情況是：根據(jù)變壓器容量的大小，配置數(shù)組強(qiáng)油風(fēng)冷卻器，每組風(fēng)冷卻器由 1臺(tái)油泵和 3～ 4臺(tái)風(fēng)扇組成。 在冬季負(fù)荷較低或特別寒冷的季節(jié)，因油溫過(guò)低，不得不對(duì)其進(jìn)行加油，這對(duì)變壓器的安全運(yùn)行和壽命將十分不利，這些都對(duì)變壓器的運(yùn)行和壽命產(chǎn)生不利影響，反映出現(xiàn)行配置的變壓器冷卻裝置存在的設(shè)計(jì)和使用上的缺陷 [10]。 。 、輔助、備用和停止 4 種固定狀態(tài)不能在線調(diào)整。 制回路存在設(shè)計(jì)缺陷。本節(jié)對(duì)變壓器損耗、散熱進(jìn)行計(jì)算、分析 [6]。 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 8 第三章 冷卻控制裝置的功能和控制方法 電力變壓器運(yùn)行規(guī)程中關(guān)于冷卻控制的規(guī)定 在變壓器冷卻控制裝置的設(shè)計(jì)中參考了電 力變壓器運(yùn)行規(guī)程（ DL/T 57295）中關(guān)于強(qiáng)迫油循環(huán)電力變壓器冷卻裝置及運(yùn)行條件的規(guī)定，規(guī)定如下： 對(duì)變壓器的冷卻裝置的要求 [13] 、溫度測(cè)量裝置等應(yīng)符合 GB6451 的要求。 ，當(dāng)切除故障冷卻器時(shí)應(yīng)發(fā)出音響或燈光信號(hào)，并自動(dòng) (水冷的可手動(dòng) )投入備用冷卻器。當(dāng)冷卻介質(zhì)溫度較低時(shí)，頂層油溫也相應(yīng)降低 [30]。 3．冷卻控制裝置能控制 8組風(fēng)冷卻器，取消了固定運(yùn)行方式的工作模式，裝置能按變壓器油溫自動(dòng)、依次投入相應(yīng)臺(tái)數(shù)的冷卻器，變壓器負(fù)荷和環(huán)境溫度變化，油溫能始終維持在一個(gè)穩(wěn)定的溫度范圍內(nèi)；冷卻器 按溫度依次投入 ,防止了沖擊電流的產(chǎn)生，同時(shí)可以預(yù)防或改善油流帶電現(xiàn)象。 7．冷卻控制裝置能檢測(cè)冷卻器的風(fēng)扇和潛油泵電動(dòng)機(jī)發(fā)生的缺相、堵轉(zhuǎn)、短路、過(guò)載故障并提供保護(hù)。 11．冷卻控制裝置能在顯示控制面板顯示冷卻及控制裝置運(yùn)行中的各種信息，包括電源運(yùn)行、故障，風(fēng)冷卻器運(yùn)行、故障，接觸器故障信號(hào)；同時(shí)可以選擇手動(dòng)操作，以手動(dòng)方式投、切冷卻器組。 2．冷卻器投切保護(hù)模塊。模塊采用凝露溫度監(jiān)控器對(duì)環(huán)境的溫度、濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)濕度達(dá)到設(shè)定值后其凝露負(fù)載輸出接通，信號(hào)送到可編程 序控制器，由控制器決策定時(shí)投運(yùn)全部風(fēng)冷卻器；同時(shí)濕度達(dá)到設(shè)定值時(shí)控制裝置能啟動(dòng)冷卻控制裝置箱體內(nèi)的加熱裝置，為控制裝置箱體除濕；溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)啟動(dòng)裝置箱體內(nèi)風(fēng)扇，給控制裝置散熱。 電氣元件及在裝置中的應(yīng)用 電動(dòng)機(jī)保護(hù)器 變壓器冷卻控制裝置采用 GDH 系列電動(dòng)機(jī)保護(hù)器與自動(dòng)空氣開關(guān)組合實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的缺相、過(guò)負(fù)荷、堵轉(zhuǎn)和短路保護(hù)?？蓪?duì)環(huán)境的溫度濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，自動(dòng)起動(dòng)負(fù)載，保證溫度指標(biāo)符合工作標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí) 具有體積小、安全性高、外形美觀、加熱效率高、加熱效果好、防潮、防凝露和低溫加熱性能優(yōu)越的特點(diǎn) 。在冷卻控制裝置中凝露溫度監(jiān)控器監(jiān)視環(huán)境的溫度、濕度，有凝露產(chǎn)生的可能時(shí)，啟動(dòng)裝置箱體內(nèi)的加熱裝置，同時(shí)將“凝露”信號(hào)送到 PLC 用于判斷啟動(dòng)冷卻器；當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定值，將裝置箱內(nèi)風(fēng)扇啟動(dòng)，為控制裝置散熱。 表 可編程序控制器的輸入輸出 Table Programmable controller39。可編程序控制器的選型，主要從以下幾個(gè)方面考慮 : (1)控制功能。我們選用 CPU224（ 14 數(shù)字輸入 /10 繼電器輸出）， CPU 有內(nèi)部電源可以為 CPU 自身，擴(kuò)展模塊和其他用電設(shè)備提供 5V 和 24V 直流電源。在輸入 /輸出性質(zhì)及點(diǎn)數(shù)要求方面，采用上面提到的 CPU 和擴(kuò)展模塊能滿足裝置的要求。 S7－ 200 型 PLC 適合運(yùn)行于額定電壓為 120～ 220V 交流電源的場(chǎng)合，在變電站能提供 220V 交流電源；輸出為繼電器輸出，繼電器觸點(diǎn)的電位對(duì)電源和輸入是隔離的，可以將各種不同的負(fù)載連接到繼電器輸出。所選擇的 PLC 在滿足前文所述指標(biāo)的前提下，安全可靠性問(wèn)題是我們最關(guān)注的，因?yàn)槔鋮s控制裝置能否可靠運(yùn)行將直接影響變壓器的可靠運(yùn)行。 裝置電氣連接 電源監(jiān)控和凝露溫度監(jiān)控部分電氣接線 [40] 冷卻系統(tǒng)由兩路電源供電，可以通過(guò)開關(guān)選擇一路為“主”電源，一路為“輔”電源，電源監(jiān)視控制部分的作用是，監(jiān)視兩路電源的狀態(tài)，并將電源狀態(tài)信號(hào)送入可編程序控制器；同時(shí)接受可編程序控制器的控制命令，通過(guò)斷路器動(dòng)作選擇一路電源為裝置供電。小型電壓繼電器 4YJ、 5YJ、 6YJ 和中間繼電器 2ZJ 的配合實(shí)現(xiàn)對(duì)電源 2 的監(jiān)視，接線和工作原理與電源 1 的監(jiān)視電路類似 。接觸器的主觸頭分別連接兩電源和變壓器冷卻裝置的電源進(jìn)線，輸入端連接可編程序控制器的輸出和斷路器常閉輔助觸點(diǎn)的組合。 凝露溫監(jiān)控器的工作原理已經(jīng)介紹過(guò)。冷卻控制裝置箱體內(nèi)的加熱裝置 WCG 連接凝露監(jiān)控器的“凝露負(fù)載”輸出，當(dāng)環(huán)境濕度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，凝露負(fù)載接通，加熱裝置啟動(dòng)為控制裝置除濕，保證冷卻控制裝置的可靠工作。冷卻器保護(hù)控制部分可以為冷卻器風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)和潛油泵電動(dòng)機(jī)提供過(guò)載、堵轉(zhuǎn)和缺相保護(hù)，并接受可編程序控制器的輸出指令，投 /切冷卻器組。 轉(zhuǎn)換開關(guān)用于選擇是“手動(dòng)”、“自動(dòng)”投入冷卻器或處于“停止”狀態(tài)。 可編程序控制器的輸入輸出連接 變壓器冷卻控制裝置的核心 PLC 由一個(gè) CPU 模塊 CPU224（ 14 數(shù)字輸入 /10 繼電輸出），三個(gè)輸入輸出擴(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）組成， PLC 從輸入端子采集信號(hào)，從輸出端子輸出控制信號(hào)，模塊的輸入輸出連接如下。開關(guān) 1KG 閉合，表示選擇 1 電源作為“主”電源；中間繼電器 1ZJ、 2ZJ 閉合時(shí)， 、 將分別有效，表示 1 路、 2 路電源處于正常狀態(tài)； 1JC、 2JC 接通，其輔助觸點(diǎn)閉合，分別表示 1 路、 2 路電源投入。輸入 連接中間繼電器 3ZJ 的一個(gè)觸點(diǎn)，中間繼電器 3ZJ 的勵(lì)磁線圈連接凝露監(jiān)控器的凝露負(fù)載，當(dāng)凝露溫度監(jiān)控器判斷發(fā)生凝露時(shí)，線圈勵(lì)磁，將凝露信號(hào)通過(guò)該輸入端送到 PLC。 ～ 還連接信號(hào)指示燈，當(dāng)輸出有信號(hào)時(shí)，將接觸器線圈勵(lì)磁，接觸器動(dòng)作其常開觸點(diǎn)閉合，將一組風(fēng)冷 卻器投入運(yùn)行同時(shí)點(diǎn)亮風(fēng)冷卻器投入指示燈 [28]。一組冷卻器投入運(yùn)行，這組冷卻器中變壓器油流速正常，油流繼電器常開觸點(diǎn)閉合，對(duì)應(yīng)的輸入變?yōu)橛行盘?hào)狀態(tài)，變壓器油流不正常，對(duì)應(yīng)的輸入變?yōu)闊o(wú)信號(hào)狀態(tài)。 EM221 和 EM222 的輸入輸出連接 擴(kuò)展模塊 EM221 和 EM222 的作用是擴(kuò)展 CPU 模塊的輸入輸出， EM221 有 16 個(gè) 24V 直流數(shù)字輸入， EM222 有 8 個(gè)繼電器輸出，輸入輸出連接如圖 所示： 圖 EM221 和 EM222 輸入輸出連接 EM221 and EM222 input outgoing junction 模塊 EM221 的 1M～ 4M 端和 EM222 的 M 端接地， EM222 的 L＋連接 24V 直流電源， 為繼電器輸出的繼電器線圈供電，由于受 CPU24V 直流電源供電容量的限制，需要額外提供 24V 直流電源，可以通過(guò)加裝 24V 開關(guān)電源解決。自動(dòng)空氣開關(guān)與電動(dòng)機(jī)保護(hù)器配合實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)扇和潛油泵電動(dòng)機(jī)的保護(hù)，正常情況下自動(dòng)空氣開關(guān)的輔助觸點(diǎn)打開，當(dāng)冷卻器電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，輔助觸點(diǎn)閉合，將各組冷卻器的電動(dòng)機(jī)故障信號(hào)送入可編程序控制器。自由口通訊方式通訊功能完全由用戶程序控制，所有通 訊任務(wù)由用戶編程完成。 冷卻器控制裝置的通訊由 PLC、 PPI 電纜（一端為 PLC 的 RS485 一端為 RS232，可用于自由口通 訊和對(duì) PLC 進(jìn)行編程）、長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)器、通訊線和上位計(jì)算是組成，如圖 所示： 圖 冷卻控制裝置通訊組成 Cooling control device munication position 可編程序控制器 CPU224 模塊的 RS485 口連接 PPI 電纜， PPI 電纜的 RS232 口連接長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)器 1 的 RS232 側(cè)，長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)器 1 的線路側(cè)連接通信線路，通信線路的另一側(cè)連接另一個(gè)長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)器 2，長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)器 2 的 RS232 側(cè)連接上位計(jì)算機(jī) [20]。 有電源投入，接下來(lái)進(jìn)行三側(cè)開關(guān)處理。 投切判斷。停止處理。 PLC 可根據(jù)輸入的油流繼電器、空氣開關(guān)和接觸器狀態(tài)，結(jié)合投切決策進(jìn)行故障定位和判斷，并將判斷的結(jié)果分別置位可編程序控制器發(fā)送緩沖區(qū)相應(yīng)的存儲(chǔ)位。 電源和三側(cè)開關(guān)處理 PLC 控制電源投切用斷路器的分閘輸出 、斷路器 1 合閘輸出 和斷路器 2 合閘輸出 的邏輯表達(dá)式如下： 3 . 6 [ 0 . 0 0 . 1 ( 0 . 5 0 . 6 ) ]Q ? ? ? ? ? [ ( ) ][ ( ) ][ ( ) ][ ( ) ]? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? [ ( 0 . 0 0 . 1 ) 0 . 3 0 . 4 ( 0 . 5 0 . 6 ]? ? ? ? ? ? （ 51） 3 . 4 [ ( 0 . 0 0 . 0 ) 0 . 5 0 . 6 0 . 2 0 . 3 ]Q ? ? ? ? ? ? ? [ ( 0 . 0 0 . 0 ) 0 . 5 0 . 6 0 . 2 0 . 3 0 . 4 ]? ? ? ? ? ? ? （ 52） 3 . 5 [ ( 0 . 0 0 . 0 ) 0 . 5 0 . 6 0 . 2 0 . 4 ]Q ? ? ? ? ? ? ? [ ( 0 . 0 0 . 0 ) 0 . 5 0 . 6 0 . 2 0 . 3 0 . 4 ]? ? ? ? ? ? ? （ 53） PLC 的輸入輸出定義在前邊已經(jīng)介紹，與公式 5－ 1 對(duì)應(yīng)在下列 6 種情況下斷路器的分閘信號(hào) 有效；“停止”狀態(tài)時(shí)：斷路器 1 或斷路器 2 還處于合閘狀態(tài)；工作狀態(tài)（手動(dòng)或自動(dòng)）時(shí)：電源 1 為主電源，電源故障 1 但斷路器 1 在合閘；電源 1 為主電源，電源 1 正常但斷路器 2 在合閘；電源 2 為主電源，電源 2 故障但斷路器 2 在合閘；電源 2 為主電源，電源 2 正常但斷路器 1 在合閘；電源 1 和 2 都故障，但斷路器 1 或 2 在合閘。該功能塊的作用是在三側(cè)開關(guān)全部斷開時(shí)，可以延時(shí)切除冷卻器保證變壓器可靠冷卻。每 5 分鐘計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次， 恒為無(wú)效。 監(jiān)視軟件總體設(shè)計(jì) 上位計(jì)算機(jī)監(jiān)視軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖 所示： 首先進(jìn)行串口參數(shù)的設(shè)置，包括串口號(hào)、波特率、奇偶校驗(yàn)位、通訊位數(shù)和停止位數(shù)，然后打開串口；串口參數(shù)的設(shè)置和打開串口都有專門的函數(shù)。之所以創(chuàng)建 新的線程，是因?yàn)樾聞?chuàng)建的線程和主線程并列運(yùn)行，可提高程序運(yùn)行的效率。 接下來(lái)程序根據(jù)解析得到的數(shù)據(jù)刷新監(jiān)視軟件可視區(qū)域。采用 PLC 實(shí)現(xiàn)變壓器冷卻裝置的控制，所有的控制功能通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)，極大的簡(jiǎn)化了系統(tǒng)接 線，加上 PLC 自身的高可靠性，大大提升了裝置的可靠性和自動(dòng)化程度。 本文設(shè)計(jì)的變壓器冷卻控制裝置在功能和可靠性方面都滿足了變壓器的運(yùn)行要求。 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 29 參考文獻(xiàn) : [1] , control of large power transformer cooling amp。值此論文完成之際，向老師們表示衷心地感謝和崇高的敬意 !