plc在變壓器冷卻控制系統(tǒng)中的作用畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-16 14:32 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 故障報(bào)警。 變壓器油溫自動控制方法油溫自動控制系統(tǒng)框圖如圖22所示，控制系統(tǒng)以變壓器頂層油溫作為被控量；PLC作為控制器；交流接觸器作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)；冷卻裝置作為被控對象；溫度繼電器作為變送器；將引起變壓器油溫變化的變壓器負(fù)荷和環(huán)境溫度看作控制系統(tǒng)的外部擾動。圖22 主變壓器冷卻控制原理框圖本裝置采用的斷續(xù)反饋控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是系統(tǒng)對被控對象的控制作用不連續(xù)，被控量最終不能穩(wěn)定在某一定值而是一個(gè)值的范圍。對變壓器溫度自動控制系統(tǒng)而言只能按組投切冷卻器實(shí)現(xiàn)對溫度的控制，所以難以實(shí)現(xiàn)對變壓油溫的定值控制，只能使其維持在一個(gè)溫度范圍內(nèi)。變壓器油溫變化通過溫度繼電器采集送入到可編程控制器，可編程序控制器根據(jù)一定的控制策略產(chǎn)生控制冷卻器投切的控制決策輸出，控制決策通過接觸器實(shí)現(xiàn)對冷卻器組的投切，通過冷卻器組的投切控制變壓器油溫的變化。 冷卻器組運(yùn)行控制原理（1）啟停的條件是變壓器的溫度和電流，其溫度測量值可表示為： （21）式中 k1為變壓器實(shí)際溫度轉(zhuǎn)化為模擬量比例系數(shù)k2為PLC數(shù)模轉(zhuǎn)化比例系數(shù)Ni 為變壓器溫度離散測量值對測量值θ進(jìn)行平滑處理后，可將變壓器的溫度分為幾個(gè)不同的區(qū)域。在每個(gè)區(qū)域，根據(jù)溫度變化值是上升還是下降的趨勢，并考慮機(jī)組的啟停時(shí)間和實(shí)際系統(tǒng)的工況形成冷卻器組運(yùn)行綜合控制解析式： （22）t=β (23)式中Δθ——變壓器溫度2min變化率，℃t——冷卻器組啟停延時(shí)時(shí)間，minα、β——可調(diào)因子，根據(jù)變壓器的容量、溫度范圍、溫度變化率、散熱條件和冷卻器組功率及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)綜合考慮取值。Δθ值的大小直接反映了變壓器負(fù)載變化的大小。當(dāng)變壓器負(fù)載突然急劇增大時(shí)，會引起變壓器溫度的急速上升，Δθ也會隨之急劇增大；但當(dāng)變壓器負(fù)載突然降低是，因變壓器的散熱不會象發(fā)熱那樣快，Δθ只能緩慢降低。因此，反映變壓器溫度變化率也即變壓器負(fù)載變化情況的調(diào)節(jié)系數(shù)α和啟停冷卻器的時(shí)間系數(shù)β就要適時(shí)改變。這樣，當(dāng)變壓器的溫度還沒到達(dá)規(guī)定值時(shí)，就會因變壓器溫度的上升趨勢使冷卻器組提前投入；同樣當(dāng)變壓器溫度在下降階段充分冷卻后，才能關(guān)閉冷卻器組。否則過早關(guān)閉冷卻器組會使變壓器溫度再次上升引起冷卻器組頻繁啟停。滯后投入冷卻器組會使變壓器溫度急劇上升。（2）根據(jù)各冷卻器組累積運(yùn)行的時(shí)間，選擇累積運(yùn)行時(shí)間最小的投入運(yùn)行。以溫度綜合表達(dá)式控制的冷卻器的組數(shù)。當(dāng)式（22）T在一定范圍時(shí)，啟動相應(yīng)的冷卻器組，至于啟停哪幾組決定于每個(gè)冷卻器組目前累積運(yùn)行時(shí)間的統(tǒng)計(jì)和排序。在排序中當(dāng)冷卻器組連續(xù)運(yùn)行一定時(shí)間后發(fā)出一個(gè)重新排序切換命令，使冷卻器組輪流工作，均衡使用。同樣，當(dāng)有冷卻器組投退或故障時(shí)也發(fā)一個(gè)重新排序切換命令，盡快啟動好冷卻器組和退出故障或需檢修冷卻器組，并將退出或故障冷卻器組當(dāng)前累積運(yùn)行時(shí)間值，以備再恢復(fù)運(yùn)行時(shí)使用。（3）冷卻機(jī)組的自適應(yīng)保護(hù)為克服傳統(tǒng)冷卻控制裝置熱繼電器保護(hù)方法存在的缺陷、有人采用自適應(yīng)保護(hù)原理，使冷卻器組保護(hù)、電源缺相保護(hù)和出口時(shí)間保護(hù)的整定值，隨冷卻器組運(yùn)行狀況和故障類型的實(shí)際情況而改變，可表示為：I=λIN （24）Tp=ζt （25）Pi=0 （26）式中 I——電流定制，A Tp——時(shí)間定值，s IN——冷卻機(jī)組額定電流，A Pi——電源三相電壓邏輯量（1，0。i=A1，B1，C1，A2，B2，C2）λ、ξ——調(diào)整系數(shù)為使保護(hù)的定值按上式變化，PLC實(shí)時(shí)在線檢測冷卻器組和供電電源的每相電流、變壓器溫度和運(yùn)行冷卻器組數(shù)，然后根據(jù)冷卻器組運(yùn)行狀況、故障類型、變壓器濕度和電源狀態(tài)等實(shí)時(shí)確定相應(yīng)的調(diào)整系數(shù)λ、ξ。如電源缺相，在冷卻器組運(yùn)行時(shí)發(fā)生這種故障其判據(jù)為：（1）一個(gè)開入邏輯量Pi=0；（2）x，λ=，C為運(yùn)行冷卻器組數(shù)，即電源回路該相總電流小于運(yùn)行冷卻器組總額定電流的50%；（3）連續(xù)判斷ξ=，盡快投入另一路電源。在無冷卻器組運(yùn)行時(shí)發(fā)生這種故障，以條件（1）、（3）判定。同樣對于冷卻器過載故障：（1）I≥ID2。過載程度λ=——；（2）過載允許時(shí)間λ≥60r（3930A），r根據(jù)不同季節(jié)與冷卻器組發(fā)熱積累值自動調(diào)整，確保冷卻器組充分發(fā)揮潛能。3 冷卻控制裝置的硬件設(shè)計(jì) 電氣元件及在裝置中的應(yīng)用 凝露溫度監(jiān)控器凝露溫度監(jiān)控器是監(jiān)視工作環(huán)境濕度、溫度，當(dāng)濕度、溫度達(dá)到設(shè)定值能啟動用戶連接的寧洛負(fù)載和控溫負(fù)載的一種儀器。本文的冷卻控制裝置采用LWK2(TH)型凝露溫度監(jiān)控器，電氣連接如圖31所示：圖31 凝露溫度監(jiān)控器凝露溫度監(jiān)控器的端子2連接溫度傳感器，6連接凝露溫度傳感器，4連接控溫負(fù)載，8連接凝露負(fù)載，112連接交流220V電源。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)，啟動裝置箱體內(nèi)的加熱裝置，同時(shí)將“凝露”信號送到PLC用于判斷啟動冷卻器；當(dāng)溫度超過設(shè)定值，將裝置箱內(nèi)風(fēng)扇啟動，為控制裝置散熱。 電動機(jī)保護(hù)器變壓器冷卻控制裝置采用GDH系列電動機(jī)保護(hù)器與自動空氣開關(guān)組合實(shí)現(xiàn)對電動機(jī)的缺相、過負(fù)荷、堵轉(zhuǎn)和短路保護(hù)。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。 開關(guān)器件變壓器冷卻控制裝置中要用到斷路器、接觸器、空氣開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)等。裝置選用繼電器和開關(guān)的名稱和型號規(guī)格如下：斷路器，NS100，3P，AC380V接觸器，LC1，32A，AC220V信號繼電器，DX8,中間繼電器，MAX DC220V熔斷器，RT1832，32A轉(zhuǎn)換開關(guān)，LW515D7612/9由于器件較多，不一一列出，結(jié)合具體的實(shí)現(xiàn)電路介紹其在變壓器冷卻控制裝置中的使用和作用。 可編程控制器在以PLC為核心的變壓器冷卻控制裝置中，輸入、輸出通過可編程控制器連接起來，構(gòu)成完整的控制系統(tǒng)。輸入為PLC提供所必須的數(shù)字量、模擬量；PLC采樣輸入，執(zhí)行編制的程序，根據(jù)程序設(shè)計(jì)對所采集信息進(jìn)行綜合分析、判斷并作出決策，產(chǎn)生數(shù)字量、模擬量輸出，驅(qū)動執(zhí)行器件，完成控制功能。 可編程控制器的輸入輸出根據(jù)變壓器冷卻控制裝置的功能設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)結(jié)合冷卻控制裝置的設(shè)備選型，確定PLC I/O的來源及數(shù)量和性質(zhì)。如表31從表31可知PLC共有36路數(shù)字量輸入和23路數(shù)字量輸出。I/O性質(zhì)及點(diǎn)數(shù)的確定非常重要，是PLC選型的一項(xiàng)重要指標(biāo)，PLC連同輸入/輸出模塊必須滿足所需點(diǎn)數(shù)的要求。 可編程控制器的選擇根據(jù)變壓器冷卻控制裝置對PLC控制功能、輸入/輸出性質(zhì)及點(diǎn)數(shù)，存儲容量的要求，綜合性能、可靠性等，選用西門子S7200作為冷卻控制裝置的控制器。我們選用CPU224（14數(shù)字輸
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