基于PLC的油浸式电力变压器冷却系统智能控制装置

摘要：冷却系统是油浸式电力变压器的重要组成部分，主要负责为变压器散热，使变压器运行时的温度始终保持在规定允许的范围内，避免因温度升高对变压器的正常运行造成不利影响。为提高冷却系统的运行效率，可依托PLC设计智能控制装置，以此来实现冷却器的智能启停与调速。文章简要阐述了油浸式电力变压器冷却系统智能控制装置，在此基础上对基于PLC的油浸式电力变压器冷却系统智能控制装置设计展开论述，期望能够对油浸式电力变压器冷却效果的提升有所帮助。

关键词：油浸式变压器；PLC；智能控制装置

油浸式电力变压器作为变电站的关键设备，它的运行稳定与否直接关系到电力系统的运行安全。冷却系统是油浸式电力变压器的组成部分之一，在维持变压器温度方面具有重要作用。为使冷却系统的作用得以最大限度的发挥，可基于PLC设计一款油浸式电力变压器冷却系统智能控制装置，以此来提高冷却效率，确保变压器稳定运行。

1油浸式电力变压器冷却系统智能控制装置

为充分发挥出冷却系统的作用，要为其配备一套智能控制装置，该装置通过监测变压器的相关参数，如油温、负荷等，自动调节冷却风扇的转速和冷却器的投入数量，从而达到最佳的散热效果。PLC是系统智控装置的核心组成部分，通过在PLC中输入变压器绝缘油温度与冷却器运行参数，能够促使智控装置自动执行相关程序，智能化控制冷却器操作。PLC不仅可以自行判断冷却器的启动或停止时间，而且还能调整冷却风扇的转速。如果变压器的油温或是绕组温度超过预设的阈值时，则PLC会自动增加冷却器的投入数量，并在现有的基础上提高风扇的转速，从而达到增强散热效果的目的。若是温度降低至安全范围内时，PLC会将部分冷却器停用，或是降低风扇的转速，以此来降低能耗。因变压器所处的运行环境中存在高电磁干扰，所以远距离信号传输需要通过光纤来完成。变压器冷却系统采用这种自动的调控机制，除了能够使冷却系统的运行效率获得显著提升之外，还能为变压器的稳定、可靠、节能运行提供支撑。

2基于PLC的油浸式电力变压器冷却系统智能控制装置设计

在基于PLC的油浸式电力变压器冷却系统智能控制装置设计中，功能设计是重点内容，具体包括手动控制投切、轮巡投切控制、自动投切控制、远程监控投切等。为便于设计工作的开展，以某变电站内一台油浸式变压器的冷却系统为例，该变压器为变电站的主变，共有三组风机，其中Ⅰ组和Ⅱ组风机有4台风扇，为工作和辅助风机，Ⅲ组风机为备用风机有2台风扇，除风机外，还有3台油泵。

2.1手动控制投切

在变压器冷却系统的运行现场实现冷却器的就地手动投切控制，是基于PLC的智能控制装置的基本功能。该功能主要通过操作现场的控制按钮来实现，使运行人员能按变压器的实际运行情况和负荷水平，手动启动或停止冷却器，实际操作包括以下方面：打开智控装置的运行开关，由自动控制状态切换到手动控制状态；启动三组风机和全部油泵开关，观察启动指示灯是否亮起，此时风机和油泵应进入到正常运行状态；关闭三组风机和全部油泵开关，观察指示灯是否熄灭，此时风机和油泵应进入到停止运行状态。通过设计手动控制投切功能，能够保证运维人员在发生智控装置故障的情况下，仍然可以手工操作解决冷却系统运行问题，保障冷却系统安全运行。

2.2轮巡投切控制

在智控装置设计中设计轮巡投切控制功能，使I组与II组风机可以快速进行轮巡投切。轮巡投切功能要综合考虑风机使用周期、变电站负荷峰值等各种因素，合理确定两组风机的轮巡时间。该功能可按预先设定好的时间间隔，在Ⅰ组风机和Ⅱ组风机间自动切换，避免单一风机长时间运转导致过热或磨损的情况发生。风机轮巡的过程中，智能控制装置可对变压器的温度及负荷实时监测，如果发现温度或负荷超过阈值，则会自动切换到备用风机，以确保冷却效果达到最优。除此之外，该功能还具备故障自诊断能力，当检测到工作风机故障后，智能控制装置会立即将风机切换为备用，并发出报警，提示运行人员处理。

2.3自动投切控制

冷却系统智能控制装置要按照油浸式变压器的油温及负荷变化控制风机和油泵的启停，由此使自动投切控制成为整个装置的重要功能，该功能可根据变压器的实时油温与负荷状态，智能判断风机和油泵的启停。当油温或负荷超过预先设定好的安全范围时，控制装置会自动启动风机和油泵，以此来增强冷却效果，避免变压器过热；当油温及负荷降至安全范围以内时，控制装置会自动停止风机和油泵的运行，以减少能耗并延长设备的使用寿命。自动投切控制功能允许用户按实际需求设定油温及负荷阈值，从而满足变压器的冷却需求。如，当油温达到55℃时，Ⅰ组风机与Ⅱ组风机将自动切换；油温达到65℃时，Ⅰ组风机与Ⅱ组风机将停止轮巡，进入并列工作状态；油温达到75℃时，Ⅲ组风机启动后投入运行。随着油温不断降低，后加入的风机将逐步停止运行，直至油温恢复正常为止。

2.4远程监控投切

为满足变电站无人值守的需要，在基于PLC的油浸式变压器冷却系统智能控制装置的设计中，设计远程监控投切功能。工作人员利用远程终端可以对冷却系统实时监测和控制，借助先进的通信技术，远程监控投切功能可随时获取变压器的油温、负荷及冷却设备的工作状态等信息。当油温或负荷超出预先设定的阈值时，工作人员可通过远程指令操控相应的冷却器启动或停止，快速响应变压器的冷却需求。如，变压器的油温或负荷异常时，将触发报警机制时，此时远程监控功能会发送相关信息给运维人员，以便及时处理。

3结论

综上所述，基于PLC的油浸式电力变压器冷却系统智能控制装置设计是一项复杂的工作，设计人员可将控制装置的功能设计作为重点，从而使冷却系统的运行更加高效、可靠。通过PLC技术的应用，不仅使冷却系统的智能控制得以实现，还使整个系统的自动化水平大幅度提升，为变电站无人值守提供了有力的技术保障。

参考文献

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