【正文】 U。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和電壓等級(jí)的提高，在電能輸送過程中，電壓轉(zhuǎn)換層次有增多的趨勢，要求系統(tǒng)中的變壓器總量己由過去的5—7倍發(fā)電總?cè)萘?，增加?—10倍發(fā)電總?cè)萘俊Ｗ儔浩鞯男孰m然很高，但系統(tǒng)中每年變壓器總的電能耗仍然是一個(gè)相當(dāng)大的數(shù)目。變壓器的銅耗和鐵耗產(chǎn)生的熱量主要以傳導(dǎo)和對(duì)流的方式向外擴(kuò)散，變壓器運(yùn)行時(shí)，各部分的溫度分布極不均勻。通過計(jì)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(shí)，變壓器能獲得正常使用年限（20—30年）。可見，溫度對(duì)變壓器的使用壽命有著至關(guān)重要的影響?？梢?，變壓器的容量越大，其散熱問題就越突出。因此要對(duì)變壓器進(jìn)行冷卻控制。當(dāng)工作電源發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)自動(dòng)投入備用電源并發(fā)出音響或燈光信號(hào)。、水泵及油泵的附屬電動(dòng)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。（制造廠有規(guī)定的按制造廠規(guī)定）。冷卻方式冷卻介質(zhì)最高溫度最高頂層油溫強(qiáng)迫油循環(huán)40851． 強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻變壓器運(yùn)行時(shí)，必須投入冷卻器。各種負(fù)載下投入冷卻器的相應(yīng)臺(tái)數(shù)，應(yīng)按制造廠的規(guī)定。2． 強(qiáng)迫油循環(huán)變壓器投運(yùn)時(shí)應(yīng)逐臺(tái)投入冷卻器,并按負(fù)載情況控制投入冷卻器的臺(tái)數(shù)。 變壓器冷卻自動(dòng)控制裝置功能模塊設(shè)計(jì) 本文設(shè)計(jì)的變壓器冷卻控制裝置的核心是PLC，裝置的大多數(shù)功能通過可編程序控制器來實(shí)現(xiàn)，根據(jù)冷卻控制裝置的功能設(shè)計(jì)，以PLC為核心，整個(gè)控制裝置主要設(shè)計(jì)4個(gè)功能模塊組成，如圖21所示圖21冷卻控制裝置功能塊框圖變壓器冷卻控制裝置的控制功能通過電源監(jiān)視控制、冷卻器投切保護(hù)、凝露溫度監(jiān)控、就地控制與顯示、通訊、上位計(jì)算機(jī)監(jiān)視六個(gè)功能模塊實(shí)現(xiàn)，功能模塊的實(shí)現(xiàn)方法和作用簡要介紹如下：1． 電源監(jiān)視控制模塊。2． 冷卻器投切保護(hù)模塊?？删幊绦蚩刂破鞑杉儔浩鳒囟刃盘?hào)、運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)、油流繼電器反映的冷卻器油流狀態(tài)信號(hào)、反映電動(dòng)機(jī)故障狀態(tài)的空氣開關(guān)狀態(tài)信號(hào)和交流接觸器狀態(tài)信號(hào)，由可編程序控制器根據(jù)送入的這些信號(hào)進(jìn)行電動(dòng)機(jī)、油流和接觸器故障的判斷和定位并產(chǎn)生投切冷卻器的控制命令，由交流接觸器執(zhí)行投切動(dòng)作[4]。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。通訊模塊通過PLC上的RS485口經(jīng)串口長線延長器與遠(yuǎn)方的上位計(jì)算機(jī)通信，定期的將變壓器、冷卻器和冷卻控制裝置的運(yùn)行信息、故障信息通過串口傳送到上位計(jì)算機(jī)。 電氣元件及在裝置中的應(yīng)用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、過負(fù)荷、堵轉(zhuǎn)和短路保護(hù)。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(dòng)用戶連接的凝露負(fù)載和控溫負(fù)載的一種自動(dòng)化工業(yè)儀器[10]?？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)。（2）嵌入式：在安裝面板上開具45＋45＋，通過安裝支架將控制器固定在面板上凝露溫度監(jiān)控器的端子2連接溫度傳感器，6連接凝露傳感器，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(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)溫度超過設(shè)定值，將裝置箱內(nèi)風(fēng)扇啟動(dòng)，為控制裝置散熱[5]。這些器件主要選用施奈德公司的產(chǎn)品，施奈德公司的產(chǎn)品功能卓越、具有較高的安全穩(wěn)定性和電氣統(tǒng)一性。在本章“冷卻控制裝置電氣接線”一節(jié)中，結(jié)合具體實(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。輸入為可編程序控制器提供完成控制功能所必須的數(shù)字量、模擬量；可編程序控制器采樣輸入，執(zhí)行編制的程序，根據(jù)程序設(shè)計(jì)對(duì)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(dòng)執(zhí)行器件，完成控制功能[6]。，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。 可編程序控制器的輸入輸出輸入/輸出名稱來源/去向性質(zhì)及數(shù)量 “自動(dòng)”工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)1路數(shù)字輸入“手動(dòng)”工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)1路數(shù)字輸入“主/輔”電源選擇撥碼開關(guān)1路數(shù)字輸入Ⅰ、Ⅱ電源正常電源檢測繼電器2路數(shù)字輸入Ⅰ、Ⅱ路電源投入斷路器輔助觸點(diǎn)2路數(shù)字輸入輸三側(cè)開關(guān)狀態(tài)三側(cè)開關(guān)輔助觸點(diǎn)1路數(shù)字輸入入切除冷卻器溫度溫度繼電器1路數(shù)字輸入投入冷卻器溫度溫度繼電器1路數(shù)字輸入報(bào)警溫度溫度繼電器1路數(shù)字輸入凝露狀態(tài)凝露溫度繼電器1路數(shù)字輸入油流狀態(tài)油流繼電器8路數(shù)字輸入電動(dòng)機(jī)狀態(tài)自動(dòng)空氣開關(guān)8路數(shù)字輸入風(fēng)冷卻器的投入狀態(tài)控制風(fēng)冷卻器接觸器8路數(shù)字輸入合計(jì)36路數(shù)字輸入冷卻器的投入信號(hào)控制風(fēng)冷卻器接觸器8路數(shù)字輸出輸冷卻器故障信號(hào)指示裝置8路數(shù)字輸出出冷卻器故障類型指示裝置3路數(shù)字輸出電源分信號(hào)控制電源斷路器分輸入1路數(shù)字輸出電源合信號(hào)控制電源斷路器合輸入2路數(shù)字輸出掉三側(cè)開關(guān)信號(hào)變壓器控制屏1路數(shù)字輸出合計(jì)23路數(shù)字輸出根據(jù)變壓器冷卻控制裝置對(duì)可編程序控制器控制功能、輸入/輸出性質(zhì)及點(diǎn)數(shù)，存儲(chǔ)容量的要求，綜合考慮性能、可靠性、價(jià)格等方面的因素，我們選用西門子S7－200型PLC作為冷卻控制裝置的控制器。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(shí)首先考慮的問題。2． 輸入/輸出性質(zhì)及點(diǎn)數(shù)要求。同時(shí)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。不同規(guī)格的CPU提供的電源容量不同，需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用就電源容量進(jìn)行規(guī)劃計(jì)算，： PLC電源計(jì)算CPU電源預(yù)算5V直流24V直流CPU224AC/DC繼電器660mA280mA減去以下電源需求減去以下電源需求系統(tǒng)要求5V直流24直流EM221,5V電源需求70mAEM222,5V電源需求40mAEM223,5V電源需求80mACPU224,14輸入14*4=56mACPU224,10繼電器線圈10*9=90mAEM221,16輸入16*4=64mAEM222,8繼電器線圈8*9=72mAEM223,8輸入8*4=32mAEM223,8繼電器線圈8*9=72mA總需求190mA386mA總電壓差額剩470mA缺106mA3． 從表中電源計(jì)算可以看出，裝置需要額外提供24V直流電源，需加裝直流電源后系統(tǒng)才能正常工作。4． 存儲(chǔ)容量。5． 從電源和帶負(fù)載能力方面考慮。S7－200型PLC滿足了電源和帶負(fù)載能力的要求。變壓器冷卻控制裝置安裝地點(diǎn)電磁環(huán)境復(fù)雜，對(duì)設(shè)備的安全可靠性提出了更高的要求。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)用于各種氣候條件。我們綜合考慮控制功能、存儲(chǔ)容量和輸入/輸出點(diǎn)數(shù)、電源和帶負(fù)載能力、安全可靠性方面及安裝使用等各個(gè)方面，選用S7－200型PLC作為控制裝置的控制器，能從各個(gè)方面滿足我們的控制要求[8]。凝露溫度監(jiān)控器可以實(shí)時(shí)監(jiān)視環(huán)境的溫度、濕度，條件達(dá)到時(shí)可以啟動(dòng)凝露負(fù)載、溫度負(fù)載，對(duì)可能產(chǎn)生的凝露、超溫情況采取應(yīng)對(duì)措施。電源各相均正常時(shí)小型繼電器1YJ、2YJ和3YJ的常開觸點(diǎn)都閉合，中間繼電器1ZJ的線圈勵(lì)磁，1ZJ常開觸點(diǎn)閉合；1ZJ的常開觸點(diǎn)連接可編程序控制的輸入端，送入電源狀態(tài)信號(hào)。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(shí)，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