用PLC对变压器冷却器控制系统设计
基于PLC的电力变压器风冷控制系统设计
3.1主电路设计
风冷电源回路与控制回路均由PLC控制，风扇分两组控制，每组3台。风扇由双电源回路供电，供电电源故障时，送出故障信号，在用电源出现故障时，自动投切到另外一组电源供电。电路图如下：
3.2 PLC接线及I/O口分配
I1：低油温信号（通常设定为45℃）；I2：高油温信号（通常设定为55℃）；I3：负荷信号（设为变压器容量的75%）；I4：风扇故障信号。Q1：工作风扇启停；Q2：备用风扇启停；Q4：PLC电源监控。接线如下图所示：
参考文献：
[1]吴慎芳.基于PLC的大型电力变压器风冷控制装置的研究[D].山东科技大学，2011.
[2]赵惠忠.深入浅出西门子PLC；电力变压器；风冷控制
1变压器运行中温度变化原因分析
引起变压器运行中整体温度变化的原因主要有变压器的损耗和环境气温的影响。变压器损耗包括变压器的空载损耗和负载损耗，其空载损耗在变压器投运后就一直存在，负载损耗则随变压器所带负荷的大小而改变，变压器负载越大，则损耗越多，变压器的温升就越高；负载变化越大，变压器的温度变化就越大。另外从全国电力负荷市场全年运行变化的实际情况来看，天气越冷或越热，用电负荷增长就越快，变压器的温升就越高；即使在同一天，由于昼夜温度的变化和负荷峰谷差的变化叠加，更是造成变压器温度大幅度变化的一个主要因素。由于以上各种因素的影响，造成变压器温度在不断变化，将对变压器的安全、经济运行和使用寿命产生较大的影响。绝缘老化的“六度法则”表明：当变压器绕组绝缘温度在80～130℃范围内，温度每升高6℃，其绝缘老化速度将增加一倍，即温度每升高6℃，绝缘寿命就降低1/2。因此，探讨智能可靠的变压器冷却系统是必要的。
因此，有必要探讨更加先进风冷控制系统。本文主要针对现阶段电力系统中变压器风冷控制装置存在的问题，提出了基于于PLC风冷控制装置。其工作原理主要是通过PLC采集变压器冷却控制系统的数据，通过分组投切，自动检测运行，来达到有效控制温度的目的。不仅能够实现对装置的远程控制，还具有维护方便、安全性强、可扩充性、易于维护等优势和特点，能够满足大型电力变压器智能化、无人化现代化管理的要求。
基于plc电力变压器智能冷却系统设计范文
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(完整版)PLC在变压器冷却控制系统中的作用毕业设计
论文类型：c.应用研究
声明
一
绪论部分主要论述论文的选题意义及应用背景、国内外研究现状分析及论文的主要研究内容等。
课题背景
变压器是一种通过改变电压而传输交流电能的静止感应电器，它有一个公共的铁心和与其交链的几个绕组，且它们之间的空间位置不变。通过电磁感应原理改变电压（电流）。变压器是发电厂的主要设备之一，其作用有两个，一是满足用户电压等级的需要，二是减少电能在输送过程中的损失。
指பைடு நூலகம்教师：
网络教育学院
毕业设计(论文)考核评议书
指导教师评语：
论文分析了现行大型变压器冷却控制装置运行中存在的问题和不足，设计了基于PLC控制的变压器冷却装置，完成了控制系统的硬件设计和梯形图程序。表明作者对于PLC控制技术有了一定的掌握。论文观点正确，写作认真，达到了毕业设计的要求，同意进行答辩
建议成绩：优指导教师签名：2012年3月2日
直接读、写模拟量IO模块，不需要复杂的编程。CPU 224XP集成有2路模拟量输入，1路模拟量输出。
使用向导中的PID调解控制面板，可以实现PID参数自整定。
S7-200PLC的CPU模块集成了很强的位置控制功能，此外还有位置控制模块EM253。使用位置控制向导可以方便的实现位置控制的编程。
变压器的冷却装置是将变压器在运行中由损耗所产生的热量散发出去，以保证变压器可以安全正常的运行。变压器铁心和线圈的损耗所发出的热量，在实油受热上升，热油沿箱壁以及散热管片向下流动的过程中，将热量传给箱壁和散热管片，再由它们向周围冷却介质散发热量，保证变压器在额定温升下能够正常运行。
根据一般情况，各种冷却系统的配置情况由其电压等级来决定。35kV以下的电力变压器的冷却系统采用不吹风散热器的自然冷却装置；110kV变压器的冷却系统采用吹风散热器；而220kV及以上的电力变压器的冷却装置采用强迫油循环风冷或水冷的冷却装置。
基于PLC的电力变压器冷却控制装置的研究
2023基于plc的电力变压器冷却控制装置的研究CATALOGUE 目录•引言•plc技术概述•电力变压器冷却控制装置研究•plc在冷却控制装置中的应用研究•基于plc的冷却控制装置应用前景与展望•结论与参考文献01引言1研究背景与意义23电力变压器在电力系统中具有重要作用，其运行状态直接影响到电力系统的稳定性和可靠性。
冷却控制装置是保障电力变压器正常运行的关键设备，可以有效降低变压器温度，防止过热引发故障。
可编程逻辑控制器（PLC）具有编程方便、可靠性高、适应性强等优点，被广泛应用于工业控制领域。
研究目的与内容研究目的：研究基于PLC的电力变压器冷却控制装置的研究内容设计与实现方法，提高冷却控制装置的智能化水平，保障电力变压器的安全稳定运行。
1. 冷却控制装置的原理及结构2. PLC在冷却控制装置中的应用及程序设计3. 冷却控制装置的实验及性能分析4. 装置的优化及改进方案研究方法与论文结构研究方法采用理论分析和实验研究相结合的方法，首先对冷却控制装置进行原理和结构设计，然后选用合适的PLC进行控制系统的搭建，通过实验验证装置的性能，并根据实验结果对装置进行优化和改进。
论文结构本文将分为五个部分进行阐述，第一部分为引言，介绍研究背景与意义、研究目的与内容、研究方法与论文结构；第二部分为冷却控制装置的原理及结构设计；第三部分为PLC在冷却控制装置中的应用及程序设计；第四部分为冷却控制装置的实验及性能分析；第五部分为装置的优化及改进方案。
02plc技术概述plc定义及工作原理PLC（可编程逻辑控制器）是一种基于数字运算的电子设备，专为工业环境设计。
它使用可编程存储器存储指令，并通过输入/输出接口与外部设备进行交互。
PLC的工作原理基于输入采样、程序执行和输出刷新的三个主要阶段。
在输入采样阶段，PLC读取输入信号的状态，并将其存储在输入映像寄存器中。
在程序执行阶段，PLC按照从上到下的顺序执行指令，并更新内部寄存器的值。
用PLC对变压器冷却器控制系统设计
用PLC对变压器冷却器控制系统设计2.国网新疆电力有限公司乌鲁木齐供电公司3.中国核动力研究设计院4.江苏核电有限公司摘要：介绍了一种基于PLC与触摸屏设计的变压器和冷却器控制系统。
它具有操作方便、保护互锁、优化功能、数据管理、远程通讯等多种功能。
在此基础上，文章对该控制系统的硬件结构进行了介绍，对该系统的各项控制功能进行了归纳，并对其实现方式及关键技术进行了详细的分析。
关键词：PLC；触摸屏；变压器冷却器；控制系统引言：随着我国电力系统规模的不断扩大，电力系统中出现了大量的大容量变压器，而作为变压器附属装置的冷却器，其冷却器的性能好坏，直接影响到变压器的安全、稳定、可靠运行。
当前，变压器冷却器多为强迫油循环空气冷却，并配有常规的人工触点电器控制系统。
为了常规控制方法的不足，近几年提出了各种新的控制方法和控制系统。
为了拓宽控制系统的应用范围，本论文采用PLC和触摸屏两种技术，开发了一套适用于变压器和冷却器的高性能控制系统。
一、变压器冷却装置及冷却控制系统的现状与存在的问题（一）现行变压器冷却装置的的现状与存在的问题在大型电力变压器的冷却系统中，根据变压器的容量和大容量的油气冷却器的配置，每台冷却器由1台油泵、3~4台风机组成。
在实际操作中，为了满足变压器不同的运行条件，通常需要有一个备用冷却器（在运行冷却器出现故障时，可以自动投入运行），一台辅助设备（变压器负荷电流超过额定电流的70%，或变压器顶部油温超过一定值，并自动投入运行），其他的冷却器已经全部投入运行。
冷却设备的结构也有不足之处，比如SFP10—240000/330主变压器有6台250千瓦冷却器，在高温季节，在变压器满负荷运转和变压器冷却系统完全运转的情况下，油温仍然达到70℃。
在夜间，特别是在强降雨过后，因负载及气温骤降，造成变压器副冷却装置停机，使油温度低于30℃，使油温度比周围环境温度更高。
这对变压器和冷却器的安全运行及服役寿命都有很大的影响。
(完整版)基于大PLC大型电力变压器冷却控制的研究毕业设计
基于PLC大型电力变压器冷却控制的研究第一章引言电力变压器是发电厂和变电所的最重要设备之一。
随着电力系统规模的不断扩大和电压等级的提高，在电能输送过程中，电压转换层次有增多的趋势，要求系统中的变压器总量己由过去的5—7倍发电总容量，增加到9—10倍发电总容量。
因此，变压器能否正常运行对于电力系统的安全稳定运行起着至关重要的作用。
变压器的效率虽然很高，但系统中每年变压器总的电能耗仍然是一个相当大的数目。
变压器的损耗主要是铜耗和铁耗，而这些损耗最终均转化为热量，从而使变压器的油温和铁心温度升高。
变压器的铜耗和铁耗产生的热量主要以传导和对流的方式向外扩散，变压器运行时，各部分的温度分布极不均匀。
分析与测试均表明，变压器产生的热量80%以上集中于绕组和铁心，它直接影响着变压器的出力。
通过计算以及运行实践证明，变压器最热点温度维持在98℃以下时，变压器能获得正常使用年限(20—30年)。
根据研究，变压器绕组每升高6℃，使用年限将缩短一半，此即所谓的绝缘老化6℃规则 [1]。
可见，温度对变压器的使用寿命有着至关重要的影响。
分析与计算表明，变压器损耗的增加与其额定容量的34次方成比例，而冷却表面的增加只与额定容量的12次方成比例。
可见，变压器的容量越大，其散热问题就越突出。
因此，如何使变压器最大限度地散热，是变压器生产厂家的重要课题，也是电力部门在生产运行中需要特别关注的问题。
因此要对变压器进行冷却控制[3]。
1.1 论文的背景和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，还是每天昼夜气温的变化，也都造成了变压器油温的变化。
基于PLC的变压器冷却控制系统设计
132AUTO TIMEAUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计基于PLC 的变压器冷却控制系统设计张争刚杨凌职业技术学院 陕西省咸阳市 712100摘 要： 变压器冷却系统运行的可靠性很大程度上取决于其冷却控制系统，本文使用PLC 为控制器，实现变压器冷却系统自动控制，实现变压器降温散热；变压器冷却控制系统具有自动化程度高、硬件简单、可靠性高的优点。
适合在变压器冷却控制系统中应用。
自动化程度高、硬件简单、可靠性高的优点。
能够满足变压器冷却系统控制要求。
关键词：PLC 自动控制 变压器 冷却系统1 引言电力变压器是电能输送系统中重要的电气设备，在供电系统中发挥着重要的作用，而变压器冷却系统是变压器可靠运行的前提，变压器冷却控制系统直接影响变压器的冷却效果。
常规冷却控制系统机械触点多、运行可靠性差，冷却设备投/切不灵活，冷却设备利用率低，现采PLC 进行变压器冷却系统自动控制，具有结构简单、可靠性高、自动化程度高的优点，能够满足变压器冷却系统控制要求。
2 控制要求这里针对单台变压器具有两组冷却器的变压器冷却系统为对象进行控制系统设计，主冷却器组，由1#油泵和1#、2#风机组成，辅冷却器组（备用），由2#油泵和3#、4#风机组成，通过对1#、2#油泵和1#、2#、3#、4#风机的控制实现变压器冷却控制。
系统有手动、自动两种工作模式。
自动模式下，根据变压器顶部油温度对油泵、风机进行控制，使变压器油温在合理范围内；手动模式下，可按需要进行油泵、风机的控制；系统能够显示冷却设备工作状态（运行、故障）；应有故障检测、报警、保护功能，在故障发生时提醒工作人员进行干预，保证油泵、风机安全。
3 控制系统设计3.1 系统工作原理系统控制原理框图如图1所示。
由两路温度传感器检测变压器顶部油温，经A/D 转换后将油温信息送入PLC，即PLC 获取变压器顶部油温信息，将变压器油温度（检测值）与变压器安全运行时的温度（设定值）进行比较，若当前油温高于安全运行油温，PLC 控制固态继电器接通相应的油泵、风机进行散热，使变压器油温会下降到安全运行温度，保障变压器的安全运行。
基于PLC和变频控制技术的变压器冷却系统研究
基于 PLC 和变频控制技术的变压器冷却系统研究摘要：本文基于电力系统工程现场实际需求开展研究。
针对某变电站#1主变压器强迫油循环冷却控制系统进行技术改造。
#1主变压器自投运至今，其冷却控制系统一直在不间断运行，已发生多起风扇电机轴承损坏、绕组烧坏故障，从而导致控制系统跳闸引起冷却器全停的严重事故。
经分析原因：主变压器冷却控制系统为单一的继电模式控制，即为“工作”—“油面温度计I（油面温度计II）”—“备用”模式，冷却风扇电机采用分组启停的控制方式，形成多台风扇电机同时启动或同时停止。
此运行控制方式下存在风扇电机长时间运行不能自动轮换，且风扇电机直接启动时电流大（额定电流的5~7倍）等弊端。
而且，在工频额定负载下投切拉弧容易引起风扇电机绕组绝缘老化。
因此，有必要对主变压器冷却控制系统进行技术改造，研究一款基于PLC和变频控制技术的冷却系统，科学统筹风机的各种运行状态参量，提高控制系统的智能化水平，降低风扇电机损坏概率，避免风机全停故障，同时降低电能耗散和噪声污染。
一变压器冷却控制系统设计原则本文以某变电站1#主变压器冷却系统技术改造为背景开展相关研究。
目的是设计实现PLC和变频控制技术对风机系统的智能控制。
同时实现PLC和变频控制模式为常用控制方式，工频控制模式为备用控制方式的双模控制运行方式。
控制系统的设计原则如下：①PLC采用的是大规模集成电路技术，标准化生产流程，设备的抗干扰能力很强，本文选用PLC控制技术对风机系统进行控制。
②根据变电站运行规程和操作规范等要求，在满足安全生产需求的基础上，设置触摸屏监控画面，调整设计参数，简化组态画面，使控制系统更加人性化和智能化，同时需要提高故障诊断能力及维修便利性。
③结合变电站运行环境和现场实际运行条件植入所需的程序，为PLC控制系统运行提供安全、稳定及可靠的保障。
④在进行冷却系统硬件设计时，选择标准总线的结构形式。
而且设计所有指标的时候应保留适当余量，便于后期扩充相应功能。
第三章—电力变压器风冷系统PLC控制方案及策略
第三章电力变压器风冷系统PLC控制方案及策略本章针对500kV电力变压器的风冷控制系统，基于可编程控制器PLC，介绍具体的控制方法，设计控制流程，制定电力变压器风冷系统PLC控制方案及策略。
3.1 变压器风冷系统PLC控制流程3.1.1冷却控制系统功能模块介绍本设计中，PLC是500kV电力变压器风冷却控制装置的核心器件，系统的功能基本通过可编程序控制器实现，根据控制装置的功能设计，以PLC为核心，整个控制系统包括以下6个功能模块，如图3.1示。
变压器风冷却控制系统包括：电源监视控制模块、冷却器投切保护模块、凝露温度监控模块、就地控制与显示模块、通讯模块、上位计算机监视模块6个功能模块，具体实现方法和作用简要介绍如下：（1）电源监视控制模块。
首先通过电压继电器监视两路独立电源的状态(两路独立电源为冷却装置供电)，判断电源是否缺相，由两个断路器控制电源的投切；再将两路电源的故障信号和断路器辅助节点所反映的电源工作状态信号送入可编程序控制器，最后经可编程序控制器综合判断产生控制电源投切的控制命令，由断路器执行电源投切动作。
图3.1 冷却控制装置功能模块框图（2）冷却器投切保护模块。
采用交流接触器控制冷却器的投入和切除，通过自动空开和电动机保护器的配合，对风扇和潜油泵电动机的短路、过载、堵转和缺相进行保护。
通过采集变压器温度信号、运行状态信号、油流继电器反映的冷却器油流状态信号、反映电动机故障状态的空气开关状态信号和交流接触器状态信号，由可编程序控制器根据送入的这些信号进行电动机、油流和接触器故障的判断和定位并产生投切冷却器的控制命令，由交流接触器执行投切动作。
（3）凝露温度监控模块。
采用凝露温度监控器对环境的温度、湿度进行实时监控，当湿度达到设定值后凝露负载输出接通，信号送到可编程序控制器，由控制器决策定时投运全部风冷却器：同时湿度达到设定值时控制装置能启动冷却控制装置箱体内的加热装置，为控制装置箱体除湿；温度达到设定值时启动装置箱体内风扇，给控制装置散热。
基于PLC控制的电厂变压器冷却控制系统研究
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内燃机与配件
基于 PLC 控制的电厂变压器冷却控制系统研究
张成名
（大唐国际发电股份有限公司张家口发电厂设备部电气点检）
基于PLC的电力变压器冷却控制系统设计
基于 PLC 的电力变压器冷却控制系统设计发布时间：2022-11-08T03:43:47.375Z 来源：《当代电力文化》2022年7月13期作者：黄跃娟薛莹魏颖[导读] 本设计采用西门子的S7-1200 PLC作为核心控制器黄跃娟薛莹魏颖哈尔滨华德学院 150025摘要：本设计采用西门子的S7-1200 PLC作为核心控制器，冷却方式上，采用风冷，系统被控量为变压器顶层油温，控制方法上采用差值裕度投、切温度阈值，以此来防止冷却器在油温设定值附近频繁投切；而投切冷却器的策略则采用按累计运行时间的控制方法来实现。
该控制系统将通过博图平台实现控制。
关键词：电力变压器；冷却系统；投切冷却器1、引言变压器是电网中最重要的设备，变压器的非电量监控和控制系统，尤其是冷却系统是否安全可靠运行的直接关系变压器的安全性和经济性。
随着变电站的保护和监控系统的改造和完善，变压器的电量保护和控制实现了微机化与变压器主体的运转安全性直接相关的变压器冷却系统的控制仍由分立的电气元件构成，由硬件逻辑构成。
为了实现各种各样的功能而收集，这样的以往的冷却系统控制箱，有很多对可计算的运转和检查的容易性不利的问题，不能有效地实现冷却系统整合所有信息的收集、监视和应用。
2、系统硬件设计（1）电力变压器冷却控制系统主电路设计本设计为电力变压器冷却控制系统的主电路图。
六台电机，依次是M1、M2、M3、M4、M5、M6。
接触器KM4、KM5、KM6依次调整M4、M5、M6三台发电机的运行，FR1、FR2、FR3、FR4、FR5、FR6是6台电机过载保护用的热继电器保护开关的顺序。
30℃则电机将持续工作，温度继续上升到达31℃后，风机、油泵第二组将投入运行，使降温效率进一步提升，如果在第二组风机、油泵工作的这段时间内温度还是持续上升，当温度超过停机值，设备将停止进行散热，发出报警信号，提示现场工作人员。
4、总结本设计的电力变压器冷却控制系统的具体实施阶段主要包括现场参数采集、电源切换开关控制，通过西门子公司S7-1200系列PLC实现模拟量数据转换和自动控制，结合现场的执行元件控制各阶段。
(完整版)PLC在变压器冷却控制系统中的作用毕业设计
油温自动控制系统框图如图2-2所示，控制系统以变压器顶层油温作为被控量；PLC作为控制器；交流接触器作为执行机构；冷却装置作为被控对象；温度继电器作为变送器；将引起变压器油温变化的变压器负荷和环境温度看作控制系统的外部扰动。
图2-2主变压器冷却控制原理框图
本装置采用的断续反馈控制系统的特点是系统对被控对象的控制作用不连续，被控量最终不能稳定在某一定值而是一个值的范围。对变压器温度自动控制系统而言只能按组投切冷却器实现对温度的控制，所以难以实现对变压油温的定值控制，只能使其维持在一个温度范围内。变压器油温变化通过温度继电器采集送入到可编程控制器，可编程序控制器根据一定的控制策略产生控制冷却器投切的控制决策输出，控制决策通过接触器实现对冷却器组的投切，通过冷却器组的投切控制变压器油温的变化。
指导教师：
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毕业设计(论文)考核评议书
指导教师评语：
论文分析了现行大型变压器冷却控制装置运行中存在的问题和不足，设计了基于PLC控制的变压器冷却装置，完成了控制系统的硬件设计和梯形图程序。表明作者对于PLC控制技术有了一定的掌握。论文观点正确，写作认真，达到了毕业设计的要求，同意进行答辩
建议成绩：优指导教师签名：2012年3月2日
PID控制、网络通信、高速输入高速输出、位置控制、数据记录、配方和文本显示器等编程和应用是PLC程序设计中的难点，用普通的方法对它们编程既繁琐有容易出错。S7-200的编程软件为此提供了大量的编程向导，只需要在向导的对话框中输入一些参数，就可以自动生成包括中断程序在内的用户程序。
(6)强大的通信功能
（5）程序的调试及现场运行情况的分析。
二
冷却控制原理
主变压器冷却控制的原理框图如图2-1所示：
基于PLC的变压器冷却控制系统设计 文档
本人签名：___________ 日 期：___________
摘要
本文从工程应用实际要求出发， 以西门子S7-200系列PLC为控制核心设计了一 种稳定可靠的变压器冷却系统控制装置。本课题主要完成了变压器冷却系统控制 装置硬件部分的设计，包括硬件选型、电源设计、控制系统点表分配、控制系统 面板、控制系统硬件接线、系统硬件安装六个部分。文章归纳了系统的各项控制 功能，并详细分析了控制系统的实现方法和关键技术。 该装置性能优于传统控制系统，可以完成包括运行操作、联锁保护、功能优 化、数据管理和远程通信等多项功能。相关资料表明，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。 关键词：可编程序控制器；变压器；冷却控制装置
I
ABSTRACT
This paper, which aims at the practical application requirements and centers on Siemens S7-200 PLC as control core, designed a stable and reliable control system device for cooling system of transformer. The subject mainly accomplished the hardware design of the device, which including hardware selection, power source design, control distribution point table, control system panel, control system hardware wiring and hardware installation six parts. The paper summarizes the system control functionalities, and detailed analyzed the implement method and the key technology. This control system is superior to the existing system. These functionalities such as monitoring and operation ， interlocking and protecting ， function optimization ， data management and remote communication were all implemented in the new system. Relevant material shows that the device gains the advantage of reliability, high control precision, and prolongation. Accordingly, it can satisfy the intelligent control requirements for control device for cooling system of large-scale transformer.
毕业设计(论文)-基于PLC控制的大型电力变压器冷却控制装置的设计
目录设计总说明 (3)General description of the design (5)1绪论 (7)1.1课题来源及研究目的与意义 (8)1.2冷却控制装置研究现状 (9)1.3本毕业设计的具体工作 (10)2强迫油循环冷却及控制系统运行分析 (10)2.1强油循环风冷却器及控制器的结构和工作原理 (11)2.1.1风冷却器 (11)2.1.2风冷控制装置 (12)2.1.3现行大型变压器冷却装置的配置和特点 (13)2.1.4风冷却器控制线路存在的问题 (14)2.2大型油冷变压器发热和散热计算 (14)2.2.1变压器损耗计算 (15)2.2.2变压器散热方式 (15)2.2.3变压器散热计算 (17)3冷却控制装置的功能和控制方法 (19)3.1电力变压器运行规程中关于冷却控制的规定 (19)3.1.1对变压器的冷却装置的要求 (19)3.1.2变压器温度限值 (19)3.1.3 强迫油循环冷却变压器的运行条件 (19)3.2变压器冷却控制装置的功能设计 (20)3.3冷却控制装置功能模块设计 (21)3.4 控制方法和策略研究 (23)3.4.1变压器油温自动控制的控制方法 (23)3.4.2 综合投、切控制策略 (24)3.4.3按运行时间投切的控制方法 (26)4冷却控制装置的硬件设计 (29)4.1电气元件及其在装置中的应用 (29)4.1.1凝露温度监控器 (29)4.1.2电动机的运行保护 (30)4.1.3开关器件 (30)4.1.4电动机 (30)4.2可编程序控制器 (30)4.2.1可编程序控制器的输入输出性质和数量 (30)4.2.2可编程序控制器的选择 (35)4.3冷却控制装置接线 (30)4.3.1电源监控和凝露温度监控部分接线 (36)4.3.2冷却器电动机保护控制接线 (35)4.3.3可编程序控制器的输入输出连接 (40)5软件设计 (43)5.1软件总体设计 (43)5.2电源和三侧开关处理 (43)5.3投入计时处理、超时和切除计时处理 (46)5.4投切判断和投切处理 (49)6结论和展望 (54)6.1结论 (54)6.2展望 (54)参考文献 (56)致谢 (57)附录A：主电路图 (58)附录B：PLC接线图 (58)附录C：器件选型 (58)基于PLC控制的大型电力变压器冷却控制装置的设计设计总说明电力是重要的二次能源，关系国民经济发展的命脉。
基于PLC的变压器油监控系统的设计与实现(阿兰)
温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关。
在科学研究和生产实践的诸多领域中，温度控制占有着极为重要的地位，对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。
温度控制系统的工艺过程复杂多变，其有不确定性，因此对系统要求更为先进的控制技术和控制理论。
可编程控制器(PLC)可编程控制器是一种工业控制计算机，是继承计算机、自动控制技术和通信技术为一体的新型自动装置。
它其有抗干扰能力强，价格便宜，可靠性强，编程简单，易学易用等特点，在工业领域中深受工程操作人员的喜欢，因此PLC 已在工业控制的各个领域中被广泛地使用。
本设计针对某变压器生产厂商的变压器油在注入、净油、储存等工艺进行研究，选用西门子S7-300PLC为核心控制器，运用Profi-bus-DP总线搭建了分布式I/O 控制网络，以MCGS软件作为上位机开发软件设计了操作界面，对净油工艺进行改进并采用MCGS与PID并行控制策略对净油温度控制进行优化，提高了净油效率，能耗比原来降低近40％；使油品管理与使用实现自动化，很好地满足了变压器生产企业需求。
关键词：变压器油；西门子PLC ；Profi-bus-工业；CMAC第1章概述 (4)1.1 变压器油在线监测的意义 (4)1.2 变压器油在线监测国内外发展现状 (5)第2章控制系统总体设计 (7)2.1 系统功能 (7)2.2检测装置与执行机构 (8)第3章系统硬件设计 (10)3.1 可编程控制器 (10)3.2 PLC的系统组成与工作原理 (11)3.3 系统模块的选择 (17)3.4 硬件接线图 (24)第4章系统软件设计 (26)4.1 流程图设计 (26)4.2 控制程序的组成 (28)4.3 PID控制程序设计 (32)第5章控制系统组态设计 (43)5.1 MCGS介绍 (43)5.2 MCGS组态设计 (47)5.3 净油机油温控制设计 (48)5.4 仿真实验与分析 (50)第6章总结体会 (52)参考文献 (53)致谢 (54)第1章概述1.1 变压器油在线监测的意义随着电力需求的迅猛增大以及电力系统的高速发展，对电力设备的常规测试、综合分析、及时消除一些设备的绝缘隐患提出了越来越高的要求。
基于PLC的主变智能冷却控制系统研究尹善耀
基于PLC的主变智能冷却控制系统研究尹善耀发布时间：2021-08-31T06:53:43.780Z 来源：《河南电力》2021年5期作者：尹善耀王文超郑文新黎舟洋孙永斌[导读] 变压器具有电压变换和输送电能的作用，是电力系统中重要的电气设备。
变压器绕组中通过负荷电流和交变磁场，容易产生热量使变压器本体温度升高，因此，散热性能是变压器长期安全、可靠运行的基础。
（广东电网有限责任公司惠州供电局广东惠州 516000）摘要：主变压器作为变电站的核心设备，其对电力系统具有重要作用。
随着电气自动化技术的发展，主变冷控系统越来越多的采用PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）为核心以取代传统的继电器控制方式。
这极大地简化了主变冷控系统的控制回路，并可通过编程手段实现冷却风机自检及定期轮换等功能。
然而，主变以PLC作为冷控系统的核心，PLC发生故障后冷控系统将完全停止工作，降低了主变长期运行的可靠性。
本文首先以西门子自然油循环风冷主变为例，介绍了基于PLC的智能冷控系统，再结合某变电站“主变本体冷却器全停故障”频繁误告警实例，分析了该告警产生原理及相关定值设定的要求。
关键词：主变；智能冷控系统；PLC；全停故障1 前言变压器具有电压变换和输送电能的作用，是电力系统中重要的电气设备。
变压器绕组中通过负荷电流和交变磁场，容易产生热量使变压器本体温度升高，因此，散热性能是变压器长期安全、可靠运行的基础。
油浸风冷的方式是在自然冷却的基础上利用风机极大地增强了冷却效果，越来越多的应用于大型新建变电站中。
传统的主变冷控系统采用电磁继电器式控制，其回路接线复杂、维护工作量大，尤其是无法对其冷却系统进行在线升级调整，已无法适应现代电网的自动化发展要求。
以PLC为核心的主变冷控系统具有在线编程功能，可实现风机定期自检、主备风机自动轮换、冷却系统在线监视等功能[3-5]。
PLC智控制系统提升了主变控制的自动化程度，但也增加了PLC元器件故障风险。
基于PLC与变频器技术的变压器冷却智能控制系统——以500kV溯河变电站为例
基于PLC与变频器技术的变压器冷却智能控制系统——以500kV溯河变电站为例摘要：本文对变压器冷却智能控制系统进行全面的分析，特别对变频控制模式进行深入分析，为变压器的安全稳定运行提供技术参考。
关键词：变压器；智能控制系统；变频技术；分析1 风冷系统现存问题500kV溯河站#1主变为强油风冷式（有导向式）冷却方式，控制系统采用的纯元件（电磁式继电器）控制模式。
这样的控制方式运行中存在如下问题：1）风机工频直接启动，启动电流是额定电流的5~7倍，造成部分电机绕组烧坏现象；2）在工频额定负载下投切风机，由于感性负载的拉弧，引起控制空开热继电器跳闸损坏控制空开，增加检修人员的维护工作量；3）变压器的噪声主要由风机运行产生的噪声、电磁噪声和机械噪声引起，风机长时间在工频状态运行中易发生过轴承卡涩、损坏，发出巨大噪声；4）变压器产生的热量主要由空载损耗和负载损耗等引起，负载的变化直接影响发热量的多少，冷却风扇采用分组启停的控制方式，形成多台风扇同时启动或同时停止，冷却容量为阶梯变化，不能实时跟踪变压器负载变化而实时调整冷却容量，容易造成冷却容量过剩和不足，造成变压器油温温差大，影响变压器绝缘寿命。
2 变频器技术分析与确定针对以上问题，研究的主攻方向是风机的控制系统。
根据现有变频技术的成功应用，采用变频技术对风机的有效控制，具体通过以下四个方面：1）采用变频低速启动克服电机直接启动造成的冲击电流，确保冷却风机启动电流在较小的可控范围内；2）风机在工频额定负载下投切时，采用变频调速装置避免了对电机和接触器造成的伤害，延长了设备、元器件的使用寿命，减少检修人员的维护工作量；3）采用变频调速装置控制风机，可实现节能降噪，减少对环境造成污染； 4）根据变压器负荷变化和顶层油温变化，对冷却风机无级调速，确保变压器各种损耗所产生的发热量与散热量的均衡控制，避免油温发生大幅波动。
对以上四个方面开展系统分析：（1）变压器负载、油温与冷却风量的关系：负载增大，则油温升高，风量需增加，此时冷却容量增大；负载减小，则油温降低，风量需减小，此时冷却容量降低，即就是冷却容量应跟随负载变化而变化，需实时调节冷却容量，从而实现变压器油温在给定范围内波动。
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２ 变压 器冷 却 装置 及 冷却 控 制系 统 的现 状 与存 在 的 问题 ２ ． １ 现行变压器冷却 装置的的现状与存 在的 问题 大型 电力变压 器冷 却装置的 配置情 况是 ： 根据 变压器容量 的大小 ，
作， 将无故障 冷却器全部 投入。 投切 处理 。 投 操作从停止 运行 的冷却 器中选取 累积运 行时 间最短 的并 置位投 冷却器输 出； 切操作从运 行的冷却器 器； 风冷控制系统； 监控 系 统； 可编程序控器
长 的冷 却器 复位 投冷 却器输 出； 在 进行投切 处理 后要 延时 投切 一段 时 配 置数组 强油风冷 却器 ， 每 组 风冷 却器由１ 台油 泵￣ １ ３ － ４ 台风 扇组 成 。 间使冷却 器动作后变压器油温维 持稳定 ， 避免 重复投切 ， 延 时投切 同时 运行 中为 满足变 压器 的各种 运行工 况 ， 一般 要求冷 却 器１ 台备 用 （ 运行 还避免了大冲击 电流 的产生 。 冷 却 器故障 时可 自 动 投 入运 行） 、 １ 台辅 助 （ 变压 器负荷 电流 大于 ７ ０ ％ 停止处理 。 将 投冷却器输 出位 复位 ， 同时复位允许投 切标志位和 计 额 定电流或 变压 器顶 层油温高 于某 一定值时 自动投 入运行 ） 、 其余所有 数器 （ 辅助计 时） 。 冷 却器全 部 投入 运行。 冷却装 置配 置有其 不尽人意的地 方， ￣ ｎ Ｓ Ｆ Ｐ １ ０ － 故障判 断。 Ｐ Ｌ Ｃ 根据 输入的油 流继 电器、 空气 开关和接触 器状态 ， ２ ４ ０ ０ ０ ０ ／ ３ ３ ０ 型主 变压器装设有６ 台冷却容量２ ５ ０ Ｋ ｗ的风冷 却器， 在高温 结合投 切决 策进 行故 障定位和 判断 ， 并将 判 断的结 果分 别置位可 编程 季 节， 变 压器满 负荷运行 ， 变压器 冷却 装置全部 投 入， 上 层油 温仍高达 序控制 器发 送缓冲 区相应的存储位 。 ７ ０ ＂ Ｃ 左右。 在 夜间尤 其是在 暴雨过后 ， 因负荷 和 气温骤降 ， 变 压器辅助 冷 却器全 停 处理 。 冷却 器全停 时允许 带额 定负载 运行２ ０ 分钟， 在 冷 却器停运 ， 油温 降至３ ０ ＂ Ｃ 以下， 导致 油温 的变化幅 度超过 了环境 温度 ２ Ｏ 分 钟后顶 层油 温 尚未达 Ｎ７ ｙ ｃ ， 允许 带额 定负载持续运 行， 但这种 状 的变化 。 对变压器的安 全运行和 寿命将十分不利。 态下运 行 时 间超 过 ｌ ｚ ｂ 时后 ， 置位 变压 器系统开 关跳 闸输 出， 使变 压器
行。 变压器运行 因负荷 随时变化 ， 从 而造成了变 压器油温变化 ； 为了保证 等。 变压器安全 、 稳 定、 经济运 行， 要 随时检 查变压 器的 油温， 并 由冷却控 制 投切 除计时处 理。 Ｐ Ｌ Ｃ 程序用定时器结合计数器计时 的方式 ， 冷却 装置控 制冷 却 器组运 行来控 制变 压器油 温的 变化 ， 使 其 油温 维持在 一 器投 入时就 对投入冷 却器开始计 时； 冷却器切除 时， 需 要将此次 运行的 个稳 定的范 围内。 但 目前大型 电力变压 器的冷却控制仍 然主要采用传 统 的持 续时 间累加到累积运 行时间存储区。 的几 点式 控制方 式 ， 造成冷 却器运行分布不均 衡， 影 响冷却 器的寿 命， 投切 判断。 Ｐ Ｌ Ｃ 按 设有差 值 裕度的 投 、 切温 度阀值 的进 行投 切判 同时不利 于节能 。 应 用Ｐ Ｌ Ｃ 可靠性高 ， 抗干扰能 力强， 功 能强大 ， 智 能 断 ； 冷却 器持 续运 行时 间计 时到设 定值 ， 进行一 次切操 作； 凝 露温 度监 进 行投操作 ， 并且禁 止切操 化等优 点实现对变 压器冷却器 的控制 ， 对变压器及电网安 全有重要意义 控 器凝露负载 接通并且持续超 过设定 时间 ， 和实用价 值。
耩 攘 篱 论
用Ｐ Ｌ Ｃ 对变压器冷却器控制系统设计
陈沛岐 重庆陆洋工程设计有限公司 重庆 ４ ０ １ １ ２ １
【 摘 耍 ｌ用Ｐ Ｌ Ｃ 作为控制 器构建 变压器冷却控 制 系 统； 系 统 以变压 器 相、 欠压、 故障 自诊断等 功能干 一身， 是 对负载进行 监测和 控制 的理想 顶层油温 为 被控 量， 设 置有差值裕度的投 、 切温度 阀值的控制方法； 按 冷却 产 品 。 其 中硬 件框 图 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。 ￣ ｎ ３ －１ 所示 ： ３ ． ２ 冷 却 控 制装 置的软 件设计 １ 、 引言 程 序 流 程 介 绍 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 如下 ， 首先 初 始 化 ， Ｌ Ｃ由停止 到运行 的 备， 对供 电可靠性有 着重大影 响。 变 压器在运 行中有空载 损耗和 负载损 Ｐ 耗。 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 第一个运 行周期进行 芯所采 用绝缘材 料的老 化 ， 影 响它的寿 命。 变压器油温 是变 压器运行 中 初始 化 操作 ～次 ，初 需 要重点监 视跟 踪 的参 数之一 。 长 时间低油温 运行有利于 延长变压 器 始化 操作 由可编程 序 寿 命， 提 高输送 容量和过 负荷 能力 ， 保证 变压器的运 行性能 和抗 冲压 能 控制器通讯 设置； 清零程 序中用到的计数器、 定时器、 故障标 志位、 持 续 力。 而 变 压器冷 却器控 制装 置就 是控 制油 温保证 变压器 连续 正常的 运 运行 时 间和 累积 运 行时 间存 储 区， 置位 或复位程 序 中用 到辅助 标 志位