CN201503749U - 一种模块式智能型变压器冷却控制装置 - Google Patents

Abstract

一种模块式智能型变压器冷却控制装置，其包括机柜，在该机柜内设置有控制单元和由控制单元控制的至少一个执行单元。每个执行单元包括一双电源自动切换装置和执行模块，执行模块用于直接驱动变压器冷却设备；其中每个执行单元通过第一双电源自动切换装置连接在两个动力电源的回路上，控制单元通过第二双电源自动切换装置连接在两个控制电源的回路上，且两个控制电源中的一个控制电源连接至所述执行单元的由双电源自动切换装置切换后的动力电源上。因此，本实用新型装置不仅在保证动力电源稳定供电的同时，而且可以保证控制电源的可靠性。本实用新型的控制单元采用可编程控制器(PLC)，因而具有高的自动化水平，能够实现与上位机通讯的功能。

Description

一种模块式智能型变压器冷却控制装置

技术领域

本实用新型涉及工业自动控制领域。更具体地，本实用新型涉及一种利用可编程控制器对变压器进行冷却控制的装置。

背景技术

目前市场上的变压器冷却控制装置只有在动力电源上做到了双电源互为备用，动力电源的可靠性得到了保证，而变压器冷却控制装置的控制电源一般仅由外供的一路电源作为控制电源。由于外供的电源存在着出现故障的因素，会使控制电源出现断电的现象。因此，目前市场上的变压器冷却控制装置的控制电源存在着可靠性差的缺陷。

而且，目前大多数变压器冷却控制装置的执行装置采用常规电磁式接触器。由于电磁式接触器采用将电磁线圈通电后，铁芯产生磁通及电磁吸力，电磁吸力克服弹簧反力使得衔铁吸合的工作原理，所以该类电磁式控制装置存在着体积大、稳定性差的、且使其所驱动的冷却设备启动时冲击电流大(通常为额定电流的4～6倍)的现象。由于这些因素的存在，使整个变压器控制装置产生体积大、冷却设备运转不稳定的现象，从而使维护成本增加。

同时，现有技术的装置需要人工记录冷却设备的运行状态，进行人工调整变压器冷却装置的工作状态，这就要求操作者需频繁地到现场进行记录调整。因此，目前的装置存在着操作者的工作内容繁琐、冷却控制装置自动化程度低、不能实现冷却控制装置与上位机通讯的缺陷。

发明内容

因此，为了克服上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种改进的变压器冷却控制装置，更具体地说，是提供一种具有模块式智能型变压器冷却控制装置，从而可克服现有技术中的上述缺点和不足，进而提高变压器冷却控制装置的控制电源的可靠性，使整个冷却控制装置的体积缩小，同时该冷却控制装置具有高的自动化水平，能够实现冷却控制装置与上位机通讯的功能。

根据本实用新型的一种模块式智能型变压器冷却控制装置，其包括机柜，在机柜内设置有控制单元和由控制单元控制的至少一个执行单元。每个执行单元包括第一双电源自动切换装置和执行模块，该执行模块用于直接驱动变压器冷却设备。每个执行单元通过第一双电源自动切换装置连接在两个动力电源的回路上。控制单元通过第二双电源自动切换装置连接在两个控制电源的回路上，且两个控制电源中的一个控制电源连接至执行单元的由第一双电源自动切换装置切换后的动力电源上。这样，与现有技术中的供电结构相比，不仅在保证动力电源稳定供电的同时，而且可保证控制电源的可靠性。

优选地，所述执行模块至少包括大功率无触点固态继电器。由于执行模块采用了大功率无触点固态继电器，所以可使整体冷却控制装置的体积缩小，且利用大功率无触点固态继电器的工作原理，可降低冷却设备启动时的启动电流，从而提高了冷却设备的安全性，进而提高了冷却设备的使用寿命。

优选地，每个执行单元还包括安装在其上的转换开关，用于自由选择每个执行单元的工作电源。利用执行单元上的转换开关，可根据变压器冷却控制装置的工作状态而调整执行单元所采用的动力电源，从而合理均衡动力电源的工作负荷。

优选地，每个执行单元采用插拔式端子的方式与动力电源相连接。

优选地，控制单元采用可编程控制器(PLC)，用于通过采集变压器上的信号对执行单元进行控制，且可编程控制器(PLC)上具有用于与上位机进行通讯的通讯接口。因此，提高了变压器冷却控制装置的自动化控制水平，由人工控制变为自动化远程控制。

优选地，可编程控制器(PLC)连接有人机界面(HMI)，用于实时地设置变压器冷却设备的各类参数。

优选地，可编程控制器(PLC)内还设置有PLC故障继电器，用于当可编程控制器(PLC)在检测到自身故障时，通过启动PLC故障继电器使变压器冷却设备正常运转。这样，在可编程控制器(PLC)出现故障时，通过此种设置可保证冷却设备不出现停止运转的现象。

优选地，本实用新型的冷却控制装置还设置有智能温湿度控制器。该温湿控制器安装在机柜内，用于检测和控制机柜内的温度和湿度。

应当理解的是，对于本实用新型，无论前面的概述还是下面的详细说明都是范例和说明性的，旨在对所主张的本实用新型提供说明，而非对本实用新型的保护范围进行限制。

附图说明

附图提供对本实用新型更进一步的理解，并入并组成本申请的一部分。本实用新型的具体实施例与说明书一起用以阐明本实用新型的结构特点。在附图中：

图1是本实用新型装置中的各电源分配方式示意图；

图2是本实用新型装置中各部件之间的控制示意图。

图2中：PLC-可编程控制程器          HMI-人机界面

      1GF至nGF-多个执行单元        M1至Mn-多个冷却设备

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型内容作进一步详细描述。

参见图1，本实用新型的模块式智能型变压器冷却控制装置，包括机柜(未示出)，在机柜内设置有控制单元和由控制单元控制的至少一个执行单元，即多个执行单元。每个执行单元可以以抽屉式安插在机柜内。每个执行单元包括第一双电源自动切换装置和执行模块。每个执行模块可驱动一组冷却设备。本装置的动力电源采用互为备用的两路电源供电，它们分别分散至每个执行单元内，经各执行单元内的第一双电源自动切换装置自动切换，保证了各执行单元所需动力电源的可靠性。同时，本装置的控制电源也采用双电源供电，图1中，I段控制电源取自经执行单元的第一双电源切换后的动力电源的A相和N相组成的AC220V电源，II段控制电源取自控制室所用的电源(DC110V、DC220V、AC220V)。I段和II段控制电源所组成的两路控制电源经第二双电源切换装置自动切换，保证了控制单元所需控制电源的可靠性。通过此方式的设置，当取自控制所的电源的II段控制电源故障时，控制电源故障信号报出，此时，由取自执行单元上的动力电源的I段控制电源对控制单元进行供电。这样，与现有技术中的供电结构相比，不仅在保证变压器冷却控制装置的动力电源稳定供电的同时，而且可提高其控制电源的可靠性。在本装置中，第一和第二双电源自动切换装置具有无缝切换的效果。这样，可保证电源在切换过程中实现平稳地切换，进而使冷却设备不停止运转。

进一步地，本实用新型的执行模块至少包括大功率无触点固态继电器。在现有技术的常规装置中，变压器的冷却设备受到的冲击电流是额定电流的4～6倍，而本装置中通过采用大功率无触点固态继电器，利用改变输入电压的导通角的大小，可限制冷却设备端的电压的幅值，从而使冷却设备的启动电流变小，这样，本装置可将冷却设备的冲击电流降至额定电流的1.2～1.8倍。从而，提高了冷却设备的安全性，进而提高了冷却设备的使用寿命。

由上述内容可知，本实用新型的变压器冷却控制装置的动力电源的双电源分散至每个执行单元中，执行单元包括第一双电源自动切换装置和执行模块，所述执行单元至少包括大功率无触点固态继电器和转换开关。也就是说，每个执行单元的工作电源都是独立的双电源回路。为了均衡两段动力电源的工作负荷，在执行单元上安装有转换开关。这样，利用转换开关可自由地选择每个执行单元的工作电源，即，可自由选择某段电源投入工作，而另一段电源处于备用状态，例如，可以实现一、三执行单元由一段动力电源供电，二、四执行单元由二段动力电源供电。

在本实用新型中，每个执行单元采用插拔式端子的方式与动力电源相连接，当需要对多组中的一组冷却设备进行检修和更换时，可将此组的执行单元的动力电源断开，只需将此组执行单元的插拔式端子拔掉，就可在其它组冷却设备照常运转的情况下，对此组冷却设备进行检修和更换。

参见图2，可编程控制器(PLC)是控制单元的核心元件，其通过采集变压器冷却设备的信号和控制室的信号对执行单元进行控制。可编程控制器(PLC)连接有人机界面(HMI)，即提供了操作者与冷却控制装置的信息交换界面，通过人机界面，操作者可形象地观察冷却设备的运行状态并可根据实际情况设置冷却设备的各种参数。在图2中，由(PLC)控制的1GF至nGF为多个执行单元，从1GF至nGF的每个执行单元均分别驱动M1至Mn的冷却设备。由上述可知，在每个执行单元内设置有用于转换双电源的双电源自动切换装置和用于驱动冷却设备的执行模块。在工作过程中，控制单元发出信号触发执行单元运行，继而由执行单元内的执行模块直接驱动冷却设备的运行。

可编程控制器(PLC)上具有用于与上位机进行通讯的通讯接口。可编程控制器(PLC)可支持各种通讯协议，如Modbus通迅协议、ProfibusDP、CDT通讯规约、自由口通讯协议等。

具体地，由于在本实用新型中可编程控制器(PLC)连接有人机界面(HMI)，因此人机界面成为了操作者与冷却控制装置的信息交换接口。操作者通过人机界面可以直观的看到冷却设备运行的状态，同时通过人机界面可以实时快速的修改可编程控制器(PLC)内的参数，达到改变设备运行状态的目的。这样，可编程控制器(PLC)通过设定的程序来判断各组冷却器的启停情况，操作者可通过人机界面来修改冷却控制装置的参数，以达到最优的效果。从而，操作者通过通讯在上位机对冷却设备运行参数进行修改、控制，达到远程控制的目的。通过将可编程控制器(PLC)应用在变压器冷却控制装置中，使变压器冷却控制的自动化控制水平大幅提高，由现有技术中的人工控制变为自动远程控制。

在应用中，可编程控制器(PLC)的程序能够周期性地(例如30天)自动将运行中的冷却设备和处于备用的冷却设备进行切换，以达到均衡冷却设备运行的目的，从而提高冷却设备的使用寿命。

进一步地，可编程控制器(PLC)内还可设置有PLC故障继电器，用于当可编程控制器(PLC)在检测到自身故障时，通过启动所述PLC故障继电器使变压器冷却设备正常运转。这样，在可编程控制器(PLC)自身出现故障时，可避免冷却设备出现停止运转的现象。

为了对变压器冷却控制装置的机柜内的温度和湿度进行控制，使机柜的温度和湿度有利用柜内部件的运行和延长其使用寿命，在机柜中，还设置有温湿度控制器。该温湿度控制器为智能温湿度控制器，其工作原理为：当机柜内的温湿度控制器的温度传感器检测到机柜内温度低于设定值时，温湿度控制器将启动机柜内的加热板，使机柜内的温度升高；若当机柜内的温湿度控制器的温度传感器检测到机柜内温度高于设定值时，温湿度控制器将启动机柜内的轴流风机，则轴流风机对机柜内进行强行排风，从而降低机柜内的温度；若当温湿度控制器的湿度传感器检测到机柜内湿度高于设定值时，温湿度控制器将同时启动机柜内的加热板和轴流风机，这样便可以迅速降低机柜内的湿度。因此，通过机柜内的温湿度控制器的控制，提高了设备的运行的可靠性。

综上所述，本实用新型装置的特点在于：

1、本装置的双电源切换不但具有动力电源无缝切换，还具有对控制电源的无缝切换；

2、本装置具有人机界面(HMI)式操作，更加直观形象反映出当前设备的运行状态；

3、本装置采用模块式结构，双电源切换装置和执行模块均安装在每个执行单元中，大大提高了冷却控制装置的安全性；每个执行单元控制一组冷却设备；

4、本装置通过对可编程控制器(PLC)程序的设定，使各组冷却设备可实现定时切换，这样可均衡各组冷却设备的运行时间，提高其使用寿命；

5、本装置的可编程控制器(PLC)提供通讯接口，可实现与上位机通讯，可满足多种通讯协议要求，操作者直接通过计算机便可知道变压器冷却控制装置的运行情况，大大提高了冷却控制装置的自动化水平。

进一步地，本实用新型的装置通过可编程控制器(PLC)程序的修改，可对冷却变压器的冷却介质，例如冷却油，进行恒温控制。即，采用模拟量和变频调速方法来调节变压器的温度。由每个变频器控制一组冷却设备，变压器油面温度控制器中的Pt100铂电阻接入可编程控制器(PLC)模拟量模块中，通过人机界面设置，使变频器通过输入电流的大小来改变冷却设备的转运状态，冷却设备的运转状态对应变压器的散热量，这样便可对变电器进行恒温控制。

因为在不偏离本实用新型范围的情况下，能够进行各种修改和变化，因此上述说明中包含附图中所示出的所有技术特征或内容应该理解为是说明性的而非限制性的。

Claims (8)

1.一种模块式智能型变压器冷却控制装置，包括机柜，其特征在于，在所述机柜内设置有控制单元和由所述控制单元控制的至少一个执行单元，每个所述执行单元包括第一双电源自动切换装置和执行模块，所述执行模块用于直接驱动变压器冷却设备；

其中每个所述执行单元通过第一双电源自动切换装置连接在两个动力电源的回路上，所述控制单元通过第二双电源自动切换装置连接在两个控制电源的回路上，且所述两个控制电源中的一个控制电源连接至所述执行单元的由第一双电源自动切换装置切换后的动力电源上。

2.根据权利要求1所述的变压器冷却控制装置，其特征在于，所述执行模块至少包括大功率无触点固态继电器。

3.根据权利要求1所述的变压器冷却控制装置，其特征在于，每个所述执行单元还包括安装在其上的转换开关，用于自由选择每个所述执行单元的工作电源。

4.根据权利要求1所述的变压器冷却控制装置，其特征在于，每个所述执行单元采用插拔式端子的方式与所述动力电源相连接。

5.根据权利要求1所述的变压器冷却控制装置，其特征在于，所述控制单元采用可编程控制器(PLC)，用于通过采集变压器上的信号对所述多个执行单元进行控制，且所述可编程控制器(PLC)上具有用于与上位机进行通讯的通讯接口。

6.根据权利要求5所述的变压器冷却控制装置，其特征在于，所述可编程控制器(PLC)连接有人机界面(HMI)，用于实时地设置变压器冷却设备的各类参数。

7.根据权利要求5所述的变压器冷却控制装置，其特征在于，所述可编程控制器(PLC)内还设置有PLC故障继电器，用于当可编程控制器(PLC)在检测到自身故障时，通过启动所述PLC故障继电器使变压器冷却设备正常运转。

8.如权利要求1-5中任一所述的变压器冷却控制装置，其特征在于，在所述机柜内还安装有智能温湿度控制器，用于检测和控制机柜内的温度和湿度。

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