基于PLC的电力变压器冷却控制装置的研究

I毕业设计说明书(论文)基于PLC的电力变压器冷却控制装置的研究2011年06月南京摘要针对目前运行的大型电力变压器冷却控制装置存在的控制回路复杂、可靠性低、故障率高、控制误差大等问题，提出并研制了一种新型的变压器强迫油循环风冷控制装置。装置以西门子S7-200(CPU224)型PLC作为控制器构建了变压器冷却控制系统；系统以变压器顶层油温为被控量，提出了有差值裕度的投、切温度阀值的控制策略；提出了按冷却器的持续运行和累积运行时间自动均衡投切冷却器的控制方法；此外装置还具有通信及远方监视、故障定位、信息显示等功能。目前，装置已经在福建漳州莆美、角美220kV变电站投入使用。运行表明，该装置可靠性高、控制精确、并能延长冷却器组寿命，满足了大型变压器冷却控制装置智能化控制的要求。关键字：变压器，冷却控制系统，可编程序控制器，负反馈控制IIIAbstractTotheproblemexitinthecoolingcontroldeviceforlargecapacitytransformer，suchasthecomplicatedcontrolcircuit，lowreliability,highfaultrate，largecontrolerror,theprincipleandimplementationofacoolingcontroldeviceforforcedoil-circulatedlargecapacitytransformerbasedonPLCispresentedinthispaper．ThedeviceusesiemensS7-200PLC(CPU224)ascontroller,constructthecoolingcontrolsystemfortransformer；thetransformertemperatureasthecontrolsystem’scontrolledvariable，usecontrolstrategyofswitchonandoffvalue，whichhavemargininthem，combinetheaccumulateoperatingtimeandcontinualoperatingtimeofcoolingunits，realizebalanced，integratedautocontrolofcoolingdevice．Besidethis，thedevicehasotherfunctionssuchas，communicationandremotesurveillance，faultlocating，informationdisplay．ThedeviceshavebeenusedinPumeiandJiaomei220kVtransformersubstation．Zhangzhou．Fujianprovince．Theresultsofoperationsshowthatthedeviceisofhighoperationreliability,accuratecontrol．Canprolongtheservicelifeofthecoolingunit．Therequirementsoftheintelligentcontrolforlargecapacitytransformercoolingdevicearesatisfied．KEYWORDS：transformer,coolingcontrolsystem，PLC，negativefeedbackcontrol1目录摘要..................................................................................................................................IIAbstract...........................................................................................................................III第一章绪论....................................................................................................................21.1课题来源及研究目的与意义.................................................................................................21.2冷却控制装置研究现状.........................................................................................................31.3本毕业设计的具体工作.........................................................................................................4第二章强迫油循环冷却及控制系统运行分析............................................................52.1强油循环风冷却器及控制器的结构和工作原理.................................................................52.2大型油冷变压器发热和散热计算.........................................................................................8第三章冷却控制装置的功能和控制方法................................................................123.1电力变压器运行规程中关于冷却控制的规定...................................................................123.2变压器冷却控制装置的功能设计.......................................................................................133.3冷却控制装置功能模块设计...............................................................................................143.4控制方法和策略研究..........................................................................................................16第四章冷却控制装置的硬件设计..............................................................................214.1电气元件及在装置中的应用...............................................................................................214.2可编程序控制器...................................................................................................................234.3装置电气连接.......................................................................................................................264.4通讯连接..............................................................................................................................33第五章软件设计..........................................................................................................355.1可编程序控制器编程...........................................................................................................355.2上位机监视软件设计...........................................................................................................40第六章结论和展望......................................................................................................456.1结论......................................................................................................................................456.2展望......................................................................................................................................46参考文献........................................................................................................................47附录1英文文献翻译...................................................................................................51附录2英文文献原文...................................................................................................62第一章绪论1.1课题来源及研究目的与意义在输变电系统中，变压器是实现电能转换的最基本、最重要的设备，对供电可靠性有着重大的影响。变压器在运行中是有损耗的，一种是空载损耗，它与负荷大小无关：另一种是负载损耗，与负载电流的平方成正比。变压器运行中产生的损耗将转换为热量散发出来，使变压器绕组、铁芯和变压器油温上升。变压器的温升影响它的带负荷能力，同时会加速变压器绕组和铁芯所采用绝缘材料的老化，影响它的使用寿命。变压器运行中所带负荷随时都在发生变化，这将使变压器的损耗也随之发生变化，从而造成变压器油温的变化；同时不管是一年四季环境气温的变化，还是每