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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(yùn)行直接關(guān)系到電廠、電站的社會效益和經(jīng)濟(jì)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(yán)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(shí)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(diǎn)多、故障率高、可靠性低、維修維護(hù)率高，雖然也能起到一定的控制作用，卻已經(jīng)不符合時(shí)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(jìn)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(dāng)以完成的控制柜不能適合現(xiàn)場要求，而需要進(jìn)行功能改造時(shí)，控制柜需要增減器件，重新布局，重新配線，而且，時(shí)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(fù)荷電流投入/切除、按變壓器油溫投入/切除、按周期時(shí)間進(jìn)行工作與備用的轉(zhuǎn)換、二用一備、三用一備、故障報(bào)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(shí)，可由人工任意操控。而需要進(jìn)行功能改造時(shí)，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(hù)功能，當(dāng)環(huán)境溫度高于45℃時(shí)，啟動控制柜自身的換氣風(fēng)扇。當(dāng)環(huán)境溫度低于30℃時(shí)，停止換氣風(fēng)扇工作；當(dāng)環(huán)境溫度低于4℃時(shí)，啟動控制柜自身的換氣風(fēng)扇及加熱器，當(dāng)環(huán)境溫度高于10℃時(shí)，停止工作。與此同時(shí)，系統(tǒng)采用兩路電源供電，由電源監(jiān)控模塊同時(shí)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(shí)切換供電電源，并發(fā)出報(bào)警信號到中心控制室。這一自身監(jiān)護(hù)功能用以確保冷卻器控制系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)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(biāo)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(hù)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(yùn)行方式如下：（以下為四臺冷卻器情況）
2.1 按變壓器負(fù)荷電流投切冷卻器
2.1.1 負(fù)荷達(dá)到50%時(shí),自動投入第一臺冷卻器(有一臺冷卻器工作);當(dāng)負(fù)荷降為25%時(shí),自動切除第一臺冷卻器。
2.1.2 負(fù)荷達(dá)到80%時(shí),自動投入第二臺冷卻器(有兩臺冷卻器同時(shí)工作);當(dāng)負(fù)荷降為40%時(shí),自動切除第二臺冷卻器。
2.1.3 負(fù)荷達(dá)到100%時(shí),自動投入第三臺冷卻器(有三臺冷卻器同時(shí)工作);當(dāng)負(fù)荷降為50%時(shí),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(dāng)油溫達(dá)到40℃時(shí),自動投入第一臺冷卻器(有一臺冷卻器工作);當(dāng)油溫降為25℃時(shí),自動切除第一臺冷卻器。
2.2.2 當(dāng)油溫達(dá)到50℃時(shí),自動投入第二臺冷卻器(有兩臺冷卻器同時(shí)工作);當(dāng)油溫降為35℃時(shí),自動切除第二臺冷卻器。
2.2.3 當(dāng)油溫達(dá)到60℃時(shí),自動投入第三臺冷卻器(有三臺冷卻器同時(shí)工作);當(dāng)油溫降為45℃時(shí),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(diǎn)投切冷卻器
2.3.1 當(dāng)溫度開關(guān)第一觸點(diǎn)(設(shè)定值為55℃)閉合時(shí),自動投入第一、二臺冷卻器;該觸點(diǎn)斷開時(shí),自動切除第一、二臺冷卻器。
2.3.2當(dāng)溫度開關(guān)第二觸點(diǎn)(設(shè)定值為65℃)閉合時(shí),自動投入第三臺冷卻器;該觸點(diǎn)斷開時(shí),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(dāng)正常運(yùn)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(bào)警，提示運(yùn)行人員進(jìn)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(dāng)任一路電源出現(xiàn)故障時(shí)，自動投入另一路電源。
2.8 當(dāng)四臺冷卻器均出現(xiàn)故障，或變壓器油溫（溫度變送器）達(dá)到75℃時(shí)，PLC發(fā)信號至主變壓器保護(hù)跳閘（延時(shí)時(shí)間由變壓器保護(hù)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(shí)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(shí)現(xiàn)或是不可能實(shí)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(hù)系統(tǒng)，具有保護(hù)功能全、工作可靠性高、冷卻系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、維修和維護(hù)工作量小、工人操作簡便、可集中和就地等特點(diǎn)。加之不銹鋼防雨水外殼，該變壓器冷卻保護(hù)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(jià)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(shí)用價(jià)值和極高的推廣價(jià)值。
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