CN112103040A - 变压器的冷却监控系统及方法 - Google Patents
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Abstract
变压器的冷却监控系统和变压器的冷却监控方法,涉及变压器技术领域,用于解决现有技术中的对变压器的冷却过程的监测和控制存在效果差的问题。变压器的冷却监控系统,包括冷却器模块和电源模块,所述冷却器模块用于对变压器变压器油进行降温,所述冷却器模块包括风机,所述电源模块包括至少两路电源,各路电源能够独立工作,还包括电源检测控制模块、温度采集模块、变频器模块和可编程逻辑控制器模块。变压器的冷却监控方法,所述可编程逻辑控制器根据所述变压器油温设定数据和所述温度信号进行PID运算,生成风机控制指令信号。有益效果是,对变压器温度控制精确、稳定。
Description
技术领域
本发明涉及变压器技术领域,具体地说是变压器的冷却监控系统和变压器的冷却监控方法。
背景技术
目前的大型变压器一般采用强油风冷的冷却方式。所谓强油风冷就是通过使用油泵使变压器油在散热器和变压器之间进行循环,当变压器油流经散热器的时候,变压器油在散热器部分进行散热,通过风机加快散热器的散热效率和散热效果。
现有技术中,监测和控制变压器风冷系统的装置广泛采用继电器逻辑控制的方式。现有技术中的上述这种控制方式虽然能够满足部分控制功能,但仍存在很多不足,如控制回路复杂、可靠性低、故障率高、控制误差大等。基于以上不足,传统的冷控装置已不能适应电网自动化和变电站无人值守的要求。
综上所述,现有技术中对变压器的冷却过程的监测和控制存在效果差的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供变压器的冷却监控系统和变压器的冷却监控方法,用于解决现有技术中的对变压器的冷却过程的监测和控制存在效果差的问题。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是:
变压器的冷却监控系统,包括冷却器模块和电源模块,所述冷却器模块用于对变压器变压器油进行降温,所述冷却器模块包括风机,所述电源模块包括至少两路电源,各路电源能够独立工作,还包括电源检测控制模块、温度采集模块、变频器模块和可编程逻辑控制器模块;
所述电源检测控制模块、所述变频器模块、所述温度采集模块分别与所述可编程逻辑控制器模块连接,所述冷却器模块与所述变频器连接。
所述电源检测控制模块用于检测两路所述电源的状态并输出电源状态信号;
所述温度采集模块用于对所述变压器的油温进行实时采集并输出温度信号;
所述可编程逻辑控制器用于接收所述电源状态信号以生成投切指令,所述电源检测控制模块用于根据所述投切指令控制两路所述电源的投切;
所述可编程逻辑控制用于存储变压器油温设定数据,所述可编程逻辑控制器用于接收所述温度信号,所述可编程逻辑控制器用于以所述温度信号为反馈并对比所述设定油温数据进行PID运算后生成风机控制指令信号,所述变频器用于根据所述风机控制指令信号来控制所述风机动作。
有益效果是:变压器的冷却监控系统,通过电源检测控制模块、温度采集模块、变频器模块、可编程逻辑控制器模块,便于对变压器的冷却器模块及时进行降温工作。能够对冷却器模块的电源形成实时监测,便于及时的进行电源的切换工作,进而保证冷却器模块能够持续稳定的运行。可编程逻辑控制器模块通过通过PID运算,有利于准确的控制油温,进而提高本发明控制的精确程度。
进一步地,所述可编程逻辑控制器和所述变频器组装于监控箱中,监控箱中设有凝露温度监控模块,凝露温度监控模块用于检测监控箱中的温度和湿度并生成监控箱温度信号和监控箱湿度信号,监控箱内设有监控箱加热装置和监控箱风冷装置,所述可编程控制器用于接收监控箱温度信号和监控箱湿度信号,所述可编程控制器用于根据监控箱温度信号控制监控箱风冷装置的动作,所述可编程控制器用于根据监控箱湿度信号控制监控箱加热装置的启停。
有益效果是:便于对监控箱的温度、湿度进行及时准确的控制,在保证可编程逻辑控制器模块和变频器模块持续稳定工作的同时,也提高了变频器模块和可编程逻辑控制器模块的使用寿命。
进一步地,所述冷却器模块包括四组所述风机,所述变频器用于根据所述风机控制指令信号来控制四组所述风机的投切。
有益效果是:便于根据温度的实际情况来控制实际投入适用的风机的数量和控制正处于工作状态中的风机的转速,进而有利于节能,也有利于准确的控制温度。
进一步地,还包括就地控制与显示模块,就地控制与显示模块与所述可编程控制器模块连接,就地控制与显示模块用于输入控制指令和冷却监控过程中的显示数据。
有益效果是:便于进行人机交互,便于工作人员及时的了解油温等参数,以及各风机、电源是否存在故障,便于工作人员及时发现故障所在,也有利于及时排出故障。
变压器的冷却监控方法,包括以下步骤:
将可编程逻辑控制器的寄存器中存入变压器油温设定数据;
通过温度传感器对变压器油温进行实时采集,实时生成温度信号;
所述温度传感器通过模拟量输入模块将所述温度信号送入可编程逻辑控制器;
所述可编程逻辑控制器根据所述变压器油温设定数据和所述温度信号进行PID运算,生成风机控制指令信号;
所述可编程逻辑控制器经数字量输入模块将所述风机控制指令信号发送给变频器;
所述变频器根据所述风机控制指令来控制各风机的投切和运行。
有益效果是:变压器的冷却监控方法,有利于精确的控制变压器的油温,有利于提高变压器油温的控制效果。
附图说明
图1为本发明的结构模块图;
图2为凝露温度监控模块的示意图;
图3为CPU224的连接示意图;
图中:1电源检测控制模块,2a温度采集模块,3a变频器模块,4a可编程逻辑控制器模块,5a风机,6a凝露温度监控模块,7a监控箱风冷装置,8a监控箱加热装置,9a就地监控与显示模块。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,变压器的冷却监控系统,包括冷却器模块和电源模块,冷却器模块用于对变压器变压器油进行降温,冷却器模块包括风机5a。电源模块包括至少两路电源,各路电源能够独立工作,还包括电源检测控制模块1、温度采集模块2a、变频器模块3a和可编程逻辑控制器模块4a。电源检测控制模块1、变频器模块3a、温度采集模块2a分别与可编程逻辑控制器模块4a连接,冷却器模块与变频器连接。电源检测控制模块1用于检测两路电源的状态并输出电源状态信号;温度采集模块2a用于对变压器的油温进行实时采集并输出温度信号;可编程逻辑控制器用于接收电源状态信号以生成投切指令,电源检测控制模块1用于根据投切指令控制两路电源的投切;可编程逻辑控制用于存储变压器油温设定数据,可编程逻辑控制器用于接收温度信号,可编程逻辑控制器用于以温度信号为反馈并对比设定油温数据进行PID运算后生成风机5a控制指令信号,变频器用于根据风机5a控制指令信号来控制风机5a动作。冷却器模块包括四组风机5a,变频器用于根据风机5a控制指令信号来控制四组风机5a的投切。
如图1所示,可编程逻辑控制器和变频器组装于监控箱中,监控箱中设有凝露温度监控模块6a。凝露温度监控模块6a用于检测监控箱中的温度和湿度并生成监控箱温度信号和监控箱湿度信号,监控箱内设有监控箱加热装置8a和监控箱风冷装置7a。可编程控制器用于接收监控箱温度信号和监控箱湿度信号,可编程控制器用于根据监控箱温度信号控制监控箱风冷装置7a的动作,可编程控制器用于根据监控箱湿度信号控制监控箱加热装置8a的启停。
如图1所示,本发明包括就地控制与显示模块,就地控制与显示模块与可编程控制器模块连接,就地控制与显示模块用于输入控制指令和冷却监控过程中的显示数据。
如图1和图3所示,可编程逻辑控制器模块3a中采用S7-200型PLC,其中CPU选用CPU224。可编程序控制器模块的CPU224模块是整个装置的核心,所有的程序和数据都在CPU模块存储,控制功能和控制决策由CPU模块运行做出。CPU224有14个24V数字直流输入和10个继电器输出。220V交流电源通过电源输入(L1,N)送入该模块,模块还可以向外提供24V直流电源,从电源输出(L+,M)引出。输入I0.0和I0.1连接转换开关,分别表示“自动”、“手动”操作,转换开关在“自动”位置时I0.0将有效,转换开关在“手动”位置时I0.1将有效。输入I0.2-I0.6分别连接电源“主”、“辅”选择开关、断路器1JC和2JC的辅助触点。开关1KG闭合,表示选择1电源作为“主”电源;1JC、2JC接通,其辅助触点闭合,分别表示1路、2路电源投入。输入I0.5连接中间继电器1ZJ的一个触点,中间继电器1ZJ的励磁线圈连接凝露温度监模块6a的凝露负载。输入I1.0-I1.3分别连接4组自动空气开关1ZK-4ZK常开辅助触点,自动空气开关与电动机保护器配合实现对风机和潜油泵电动机的保护,潜油泵是冷却器模块的一部分,潜油泵在变压器冷却过程中用于强制变压器油进行循环,正常情况下自动空气开关的辅助触点打开,当风机的电机或潜油泵的电机出现故障时,辅助触点闭合,风机的电机和/或潜油泵的电机的故障信号送入可编程逻辑控制器模块4a。1L、2L、3L分别连接24V直流电源,处于“自动”操作模式时分别为输出Q0.0-Q0.3、Q0.4-Q0.6、Q0.7-Q1.1提供电源。Q0.0-Q0.3这4路输出分别连接控制4路控制冷却器投切接触器的励磁线圈。Q0.0-Q0.3还连接信号指示灯,当输出有信号时,将一组风冷却器投入运行同时点亮风冷却器投入指示灯。输出Q0.4-Q0.7连接冷却器故障信号指示灯,变压器冷却控制装置具有故障定位功能,如果对应设备的电机发生故障,对应的信号灯被点亮。
如图2所示,凝露温度监控模块6a包括凝露温度监控器,凝露温度监控器采用采用LWK-D2(TH)型凝露温度监控器,它具有两个相对独立的工作单元:一路凝露监控;一路温度监控,具有体积小、寿命长等特点。凝露温度监控器的端子1、2连接温度传感器,5、6连接凝露传感器,3、4连接控温负载,7、8连接凝露负载,11、12连接交流220V电源。LWK-D2(TH)型凝露温度监控器的工作原理是:监控器通过凝露传感器和温度传感器对工作环境的湿度、温度等指标自动检测、采样;当工作环境有凝露产生的可能时,能自动判断并瞬间启动凝露负载;工作环境温度高于设定温度值时,相应的控温负载也将开启;环境温湿度低于设定要求时才停止工作,重新进入监控状态,如此自动循环。在冷却控制装置中凝露温度监控器监视环境的温度、湿度,有凝露产生的可能时。启动装置箱体内的监控箱加热装置8a,同时将“凝露”信号送到可编程逻辑控制器模块用于判断启动冷却器;当温度超过设定值,将装置箱内的监控箱风冷装置启动,进而对监控箱散热。
如图1至图3所示,通过电源检测控制模块1a、温度采集模块2a、变频器模块3a、可编程逻辑控制器模块4a,便于对变压器的冷却器模块及时进行降温工作。能够对冷却器模块的电源形成实时监测,便于及时的进行电源的切换工作,进而保证冷却器模块能够持续稳定的运行。可编程逻辑控制器模块通过通过PID运算,有利于准确的控制油温,进而提高本发明控制的精确程度。
如图1所示,变压器的冷却监控方法,包括以下步骤:
将可编程逻辑控制器的寄存器中存入变压器油温设定数据;
通过温度传感器对变压器油温进行实时采集,实时生成温度信号;
温度传感器通过模拟量输入模块将温度信号送入可编程逻辑控制器;
可编程逻辑控制器根据变压器油温设定数据和温度信号进行PID运算,生成风机5a控制指令信号;
可编程逻辑控制器经数字量输入模块将风机5a控制指令信号发送给变频器;
变频器根据风机5a控制指令来控制各风机5a的投切和运行。变压器的冷却监控方法,有利于精确、及时的控制变压器的油温,有利于提高变压器油温的控制效果。
Claims (5)
1.变压器的冷却监控系统,包括冷却器模块和电源模块,所述冷却器模块用于对变压器变压器油进行降温,所述冷却器模块包括风机,所述电源模块包括至少两路电源,各路电源能够独立工作,其特征是,还包括电源检测控制模块、温度采集模块、变频器模块和可编程逻辑控制器模块;
所述电源检测控制模块、所述变频器模块、所述温度采集模块分别与所述可编程逻辑控制器模块连接,所述冷却器模块与所述变频器连接;
所述电源检测控制模块用于检测两路所述电源的状态并输出电源状态信号;
所述温度采集模块用于对所述变压器的油温进行实时采集并输出温度信号;
所述可编程逻辑控制器用于接收所述电源状态信号以生成投切指令,所述电源检测控制模块用于根据所述投切指令控制两路所述电源的投切;
所述可编程逻辑控制用于存储变压器油温设定数据,所述可编程逻辑控制器用于接收所述温度信号,所述可编程逻辑控制器用于以所述温度信号为反馈并对比所述设定油温数据进行PID运算后生成风机控制指令信号,所述变频器用于根据所述风机控制指令信号来控制所述风机动作。
2.根据权利要求1所述的变压器的冷却监控系统,其特征是,所述可编程逻辑控制器和所述变频器组装于监控箱中,监控箱中设有凝露温度监控模块,凝露温度监控模块用于检测监控箱中的温度和湿度并生成监控箱温度信号和监控箱湿度信号,监控箱内设有监控箱加热装置和监控箱风冷装置,所述可编程控制器用于接收监控箱温度信号和监控箱湿度信号,所述可编程控制器用于根据监控箱温度信号控制监控箱风冷装置的动作,所述可编程控制器用于根据监控箱湿度信号控制监控箱加热装置的启停。
3.根据权利要求1所述的变压器的冷却监控系统,其特征是,所述冷却器模块包括四组所述风机,所述变频器用于根据所述风机控制指令信号来控制四组所述风机的投切。
4.根据权利要求1所述的变压器的冷却监控系统,其特征是,还包括就地控制与显示模块,就地控制与显示模块与所述可编程控制器模块连接,就地控制与显示模块用于输入控制指令和冷却监控过程中的显示数据。
5.变压器的冷却监控方法,其特征是,包括以下步骤:
将可编程逻辑控制器的寄存器中存入变压器油温设定数据;
通过温度传感器对变压器油温进行实时采集,实时生成温度信号;
所述温度传感器通过模拟量输入模块将所述温度信号送入可编程逻辑控制器;
所述可编程逻辑控制器根据所述变压器油温设定数据和所述温度信号进行PID运算,生成风机控制指令信号;
所述可编程逻辑控制器经数字量输入模块将所述风机控制指令信号发送给变频器;
所述变频器根据所述风机控制指令来控制各风机的投切和运行。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201218 |
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