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220KV主變風(fēng)冷系統(tǒng)二次設(shè)備技術(shù) |
主變壓器是電廠、電站電力輸送的咽喉，它的安全可靠運行直接關(guān)系到電廠、電站的社會效益和經(jīng)濟效益，甚至更多。而主變壓器的安全與否關(guān)鍵在于冷卻器的可靠工作與否。因此，對冷卻器控制系統(tǒng)的可靠性要求也就顯得十分嚴格了。
在以往的冷卻器控制系統(tǒng)中大多數(shù)是由空氣形狀接觸器、繼電器、時間繼電器等分立的電氣元件構(gòu)成的繼電控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)元件多體積龐大，接線煩瑣、故障點多、故障率高、可靠性低、維修維護率高，雖然也能起到一定的控制作用，卻已經(jīng)不符合時代發(fā)展潮流，并且，大功率的主變壓器要求有三臺，四臺冷卻器在多種工作條件下進行智能判斷，交替投入工作的情況就顯得力不從心了。尤其是當以完成的控制柜不能適合現(xiàn)場要求，而需要進行功能改造時，控制柜需要增減器件，重新布局，重新配線，而且，時間比較長。
為此，我們采用了在工業(yè)控制領(lǐng)域有著極高威望的西門子小型PLC控制系統(tǒng)來完成這一使命。從而主變壓器得到了冷卻器無微不至的關(guān)懷，冷卻器的工作又十分的從容。例如：冷卻器可以按負荷電流投入/切除、按變壓器油溫投入/切除、按周期時間進行工作與備用的轉(zhuǎn)換、二用一備、三用一備、故障報警、備用的自動替代故障的工作、與中心控制室通訊、手動/自動轉(zhuǎn)換，而且在手動控制時，可由人工任意操控。而需要進行功能改造時，不需要增減器件，不用重新布局，重新配線，只需修改PLC的工作程序軟件即可。
本控制系統(tǒng)除了具有完備的對冷卻器的全自動控制/手動控制外，還具有對自身控制柜的監(jiān)護功能，當環(huán)境溫度高于45℃時，啟動控制柜自身的換氣風(fēng)扇。當環(huán)境溫度低于30℃時，停止換氣風(fēng)扇工作；當環(huán)境溫度低于4℃時，啟動控制柜自身的換氣風(fēng)扇及加熱器，當環(huán)境溫度高于10℃時，停止工作。與此同時，系統(tǒng)采用兩路電源供電，由電源監(jiān)控模塊同時監(jiān)視兩路供電電源是否欠壓、斷相和超壓，如胡任何一種情況發(fā)生，系統(tǒng)可及時切換供電電源，并發(fā)出報警信號到中心控制室。這一自身監(jiān)護功能用以確保冷卻器控制系統(tǒng)的安全可靠運行。系統(tǒng)的主要電氣元件均采用西門子公司的產(chǎn)品。（或按用戶要求選元器件）
1 控制系統(tǒng)的硬件方案
系統(tǒng)的主要電氣元件均采用西門子公司的產(chǎn)品。
PLC為（ ）系列，其主要的技術(shù)指標如下：
1.1 電壓：
1.2 流沖擊：
1.3 自備電源：
1.4 數(shù)字輸入:
1.5 數(shù)字輸出:
1.6 模擬輸入:
1.7 模擬輸出:
1.8 RS485可編程自由口通訊
1.9 環(huán)境溫度:0-55℃相對濕度；5-95%保護等級IP20
（由于PLC控制原理圖比較復(fù)雜這里不便一一列舉）
2 控制系統(tǒng)其控制運行方式如下：（以下為四臺冷卻器情況）
2.1 按變壓器負荷電流投切冷卻器
2.1.1 負荷達到50%時,自動投入第一臺冷卻器(有一臺冷卻器工作);當負荷降為25%時,自動切除第一臺冷卻器。
2.1.2 負荷達到80%時,自動投入第二臺冷卻器(有兩臺冷卻器同時工作);當負荷降為40%時,自動切除第二臺冷卻器。
2.1.3 負荷達到100%時,自動投入第三臺冷卻器(有三臺冷卻器同時工作);當負荷降為50%時,自動切除第三臺冷卻器。
2.2 按變壓器油溫(油溫變送器)投切冷卻器
2.2.1當油溫達到40℃時,自動投入第一臺冷卻器(有一臺冷卻器工作);當油溫降為25℃時,自動切除第一臺冷卻器。
2.2.2 當油溫達到50℃時,自動投入第二臺冷卻器(有兩臺冷卻器同時工作);當油溫降為35℃時,自動切除第二臺冷卻器。
2.2.3 當油溫達到60℃時,自動投入第三臺冷卻器(有三臺冷卻器同時工作);當油溫降為45℃時,自動切除第三臺冷卻器。
2.3 按變壓器油溫溫度開關(guān)觸點投切冷卻器
2.3.1 當溫度開關(guān)第一觸點(設(shè)定值為55℃)閉合時,自動投入第一、二臺冷卻器;該觸點斷開時,自動切除第一、二臺冷卻器。
2.3.2當溫度開關(guān)第二觸點(設(shè)定值為65℃)閉合時,自動投入第三臺冷卻器;該觸點斷開時,自動切除第三臺冷卻器。
2.4 在以上的三種工作方式中,以對變壓器最不利的條件為最優(yōu)先投入工作條件.
2.5 一、二、三、四號冷卻器中正常情況下有一臺為備用，一、二、三、四號冷卻器每周（可以按用戶要求）自動輪換一次作為備用。
2.6 當正常運行的任意一臺冷卻器出現(xiàn)故障，備用冷卻器均可自動投入，替代故障的冷卻器工作，并發(fā)出故障信號至中控室報警，提示運行人員進行檢查處理，排除故障。
2.7 冷卻器電源為兩路電源，兩路電源互為備用，當任一路電源出現(xiàn)故障時，自動投入另一路電源。
2.8 當四臺冷卻器均出現(xiàn)故障，或變壓器油溫（溫度變送器）達到75℃時，PLC發(fā)信號至主變壓器保護跳閘（延時時間由變壓器保護整定）。
2.9 本控制系統(tǒng)還可以外接中文顯示器用于修改和監(jiān)控時間，溫度等工作參數(shù)。以上這些功能在傳統(tǒng)的非PLC控制系統(tǒng)中是難以實現(xiàn)或是不可能實現(xiàn)的。
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結(jié)束語
綜上所述，由以PLC（可編程控制器）為核心組成的變壓器冷卻保護系統(tǒng)，具有保護功能全、工作可靠性高、冷卻系統(tǒng)運行穩(wěn)定、維修和維護工作量小、工人操作簡便、可集中和就地等特點。加之不銹鋼防雨水外殼，該變壓器冷卻保護系統(tǒng)可以全天候戶外工作，因此，這種冷卻系統(tǒng)有良好的性能價格比，在電力行業(yè)（電廠、電站、變電站）、變壓器生產(chǎn)行業(yè)等，具有很高的實用價值和極高的推廣價值。
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