智能型油浸变压器冷却控制装置的设计.pdf

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第44卷第5期
変器
Vol 44 No 5
2007年5月
TRAMYORIER
May
2007
题勿智能型油浸变压器冷却控制装置的设计
2上
石岩,瞿滢,阅新军
(淄博供电公司,山东淄博255032)
摘要:对传统强油循环变压器冷却控制系统存在的问题进行了分析,设计了一种新的智能化冷却控制系统。
关键词:变压器;冷却器;控制置;设计
中图分类号:TM406文献标识码:B
文章编号:1001-8425(2007)05-0071-03
Design of Intelligent Cooling Control Device for
Oil-immersed Transformer
SHI Yan, ZHAI Ying, YAN Xin-jun
Zibo Power Supply Company, Zibo 255032, China
Abstract The problems in cooling control system of traditional forced-oil cooling trans-
former are analyzed. A new intelligent cooling control system is designed
Key words: Transformer; Cooler; Control device; Design
1引l言
便、自动化程度不高和可靠性较差。由于控制系统涉
及了多个器件,造成了故障环节的增多,无形中加大
由于变压器冷却控制系统介于变电一次设备与了设备投资。由于冷却控制箱的运行环境比较恶劣,
次设备之间,变压器制造厂家的研发重点在于变继电器容易老化。这种控制模式存在着以下问题;冷
压器的结构,很少考虑冷却控制系统的改进,而二次却控制回路有设计缺陷;因温度硬触点控制,易引起
设备生产厂家只注重继电保护和变电站直流系统等冷却器组频繁启动;热继电器对冷却器组的保护功
电网主设备,根本涉及不到变压器冷却控制系统,从能不全;冷却器组设定为运行、辅助、备用和停止四
而造成变压器冷却控制系统的研发严重滯后于其他种固定状态,不能在线调整;继电式开关故障率较
技术的发展。目前,受传统工作方式和设计结构的限高。上述问题,影响了变压器的正常冷却效率和使用
制,国内大型电力变压器冷却控制系统大部分仍延寿命。
袭传统的继电器式控制模式,以电磁继电器、交流接
近几年来,随着一些进口继电器的普遍采用,系
触器等为主要元器件进行冷却器系统的控制和故障统的硬件水平有较大的提高,但控制回路一直没有
判断。该系统结构复杂,自动化水平低,维护难度大,本质的变化。按照国网公司“运行中变压器在切换潜
安全运行水平低。
油泵时应逐台进行,每次间隔时间不少于3min”的
2传统变压器冷却控制系统结构及存在尚反事故措施要求,控制回路将进一步复杂化,更加不
利于检修人员的运行维护。
题
变压器运行规程中要求,主变冷却器的投人和3微机控制式冷却控制系统的硬件结构
退出要根据主变上层油温或变压器运行负荷自动控
系统以主CPU板为核心,由遥测量输人板、遥
制,其常规控制系统选用的器件为中间继电器、时间信量输人板和主变温度/负荷采集板组成,采集需要
继电器、交流接触器、熔断器和热过载继电器,通过的模拟量和数字量信息,通过智能化的分析判断,经
繁琐的连线完成规定要求的逻辑。按这种方式制造遥控量输出板完成对各组冷却器的控制。基于完全
的控制系统,结构复杂、体积庞大、检修困难、维护不自动化的设计理念,从本质上摆脱了传统继电器的
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第44卷
束缚。系统接线图如图1所示。为进一步提高自动化开关实现手动“工作、停止”的功能。投、停接点为瞬
水平,降损节能,将潜油泵与风扇电机的控制回路分动接点,正常运行时不导通,与三遥单元互不影响。
成两个独立部分,实现了对潜油泵或风扇电机的独
4微机控制式冷却控制系统的软件设计
立控制。
系统程序采用模块化设计,结构简单、逻辑
主CPU板「「显示与控制单
功能清晰。功能模块主要包括:故障诊断及处理
数琚总线
模块、数据采集处理模块、投切综合判断模块、循
遥溯量输人板遥信量输人板遥控量输出板主变温度/
环控制模块、远程通信模块和投入切除模块等。
荷采集板
4.1故障诊断及处理模块
程序对所有器件的开关输入量和数字量进
行扫描和分析,判断有无故障。若有故障,及时
旧三遥单
冷却设
发出报警信号,进行冷却设备的投切。
备
交流
4.2数据采集处理模块
总控三
电源I一遥单元
每隔一定时间(30s)对主变负荷、油温进行
H三遥单
冷却设
元Ⅱ
备Ⅱ
采样,并对一定时间内(3min以内)的采样值进
分毁
行数字滤波。对强油循环风冷和强油循环水冷
遥单元
交流
变压器,若冷却系统故障全停时,允许变压器带
总控三
电源Ⅱ一遥单元Ⅱ
负荷运行运行20min,如20min后顶层油温尚
直流交直流逆
三遥单
冷却设
未达到75℃,则允许上升到75℃,但在这种状
电源变电源
元N
备N
态下的最长时间不得超过Ih,超过上述限值
图1系统原理接线图
时,发出变压器跳闸命令。
Fg. 1 Connection diagram of system
4.3投切综合判断模块
(1)负荷判据:当通过变压器转换的功率达
系统与各组潜油泵或风扇电机(以下通称冷却
到变压器额定容量的80%及以上时,潜油泵全
设备)的联系,主要通过简单的三遥单元实现,具体部投入(留1组备用),若变压器的顶层油温超过
回路设计如图2。通过遥测量输入板采集400V交流75℃时,风扇电机全部投入运行。当变压器空载运行
母线和各组冷却设备的三相负荷电流,通过遥信量时,若变压器顶层油温低于45℃,至少有两组潜油
输人板采集各组冷却设备的运行状态,最终由遥控泵运行。在变压器转换功率小于额定容量的80%,
量输出板输出投、停命令,通过具备磁保持或双线圈顶层油温小于75℃,变压器空载时,冷却设备的投
(动作/复归)的继电器J、交流接触器KC控制冷却
KK投投/动作
设备的投停。
当前,大多数变电站实现了无人职守,为避免冷
遥控量输出板
却器全停事故的发生,将400V交流冷却电源母线
进行分段设计,由分段单元断开,正常情况下分段开
K停停/复归
关断开,两路交流电源分别带几组冷却设备。当一路
交流电源因故不能供电时,则跳开相应的“总控三遥
遥信量输人板
KC
单元“,并进行综合判断。若非负荷侧原因(总控三遥
单元前原因),分段开关合闻,由另一路电源带全部
遥测量输入板
冷却设备;若为负荷侧原因(总控三遥单元后故障)
KC
则分段开关保持断开,另一路交流电源继续只带原
400V
交流
冷却设备,延缓了变压器温度的上升,为事故和异常
AA
交流
母线