CN202815464U

CN202815464U - 一种变压器冷却综合智能控制系统

Info

Publication number: CN202815464U
Application number: CN 201220466409
Authority: CN
Inventors: 胡运杰; 楚舒寒
Original assignee: XI'AN LITAI ELECTRICAL AUTOMATION CO Ltd
Current assignee: XI'AN LITAI ELECTRICAL AUTOMATION CO Ltd
Priority date: 2012-09-13
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2022-09-13

Abstract

本实用新型提供一种变压器冷却综合智能控制系统，包括至少一个控制单元；控制单元包括输入输出开关量监测电路和模拟量监测电路；输入输出开关量监测电路包括依次连接的隔离电路和电平转换电路；模拟量监测电路包括第一模拟量监测电路和第二模拟量监测电路；第一模拟量监测电路包括依次连接的放大器、电平比较器、光电隔离器和电平转换电路；第二模拟量监测电路包括依次连接的多路切换器、放大器、隔离放大器和A/D转换器。本实用新型通过输入输出开关量监测电路和模拟量监测电路可以在冷却系统运行状态下记录各种状态参数，同时可以把工况信息上传到调度站，供值班人员监控。

Description

一种变压器冷却综合智能控制系统

【技术领域】

本实用新型涉及变压器技术领域，特别涉及一种变压器冷却控制系统。

【背景技术】

大型变压器是电网建设中供电环节中最重要一次设备，作为电力系统运行的主设备变压器是否安全稳定运行至关重要，在很大程度上取决于变压器的运行条件，而在诸多的影响因素中变压器的运行温度起着至关重要的作用，因此对变压器冷却系统进行温度检测与调节控制是必须的。

大型变压器冷却设备的控制与保护目前采用传统式的继电器逻辑控制模式，是靠机电逻辑回路实现的，运行方式的改变是靠手动转换开关实现，在其运行过程中存在很多缺陷，油温检测采用胀管式电接点温度表，机械触点发令，设定困难，温度测控精度低；控制系统采用继电器逻辑控制，参数设定采用万能转换开关，自动化程度低。主回路、保护电路及控制回路复杂，就决定主变压器在运行中可靠性差，显而易见增加了运行维护工作量。在更换继电器或接触器时候全是在狭小的控制箱中带电更换，无疑给设备的安全运行及人身的安全带来很大的隐患，因而这种冷却控制系统不利于主变压器运行，给主变压器及电网的安全运行带来隐患。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是提供一种变压器冷却综合智能控制系统，以解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种变压器冷却综合智能控制系统，包括至少一个控制单元；所述控制单元包括输入输出开关量监测电路和模拟量监测电路；所述输入输出开关量监测电路包括隔离电路，以及连接在隔离电路输出端的电平转换电路，所述电平转换电路的输出端连接数据总线；所述模拟量监测电路包括第一模拟量监测电路和第二模拟量监测电路；第一模拟量监测电路包括依次连接的放大器、电平比较器、光电隔离器和电平转换电路，第一模拟量监测电路的电平转换电路的输出端连接所述数据总线；第二模拟量监测电路包括依次连接的多路切换器、放大器、隔离放大器和A/D转换器，A/D转换器的输出端连接数据总线。

本实用新型进一步的改进在于：输入开关量监测电路的隔离电路输入端连接接触器的辅助触点、温度传感器辅助触点、负荷触点、油泵触点中一个或多个。

本实用新型进一步的改进在于：第一模拟量监测电路的放大器连接电机电源。

本实用新型进一步的改进在于：多路切换器连接温度传感器、环境传感器和变压器负荷检测仪。

本实用新型进一步的改进在于：所述数据总线连接数据处理芯片、Flash存储器和时钟芯片。

本实用新型进一步的改进在于：所述时钟芯片为GPS标准时钟源或内部时钟源。

本实用新型进一步的改进在于：所述数据总线连接还连接有开关量输出驱动电路，该开关量输出驱动电路连接控制电机。

本实用新型进一步的改进在于：所述至少一个控制单元连接计算机。

本实用新型进一步的改进在于：所述至少一个控制单元通过控制装置连接计算机，计算机采用屏蔽双绞线通过RS485通讯接口连接管理装置，管理装置通过RS485或RS422通讯接口连接每个控制单元。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优点：本实用新型一种变压器冷却综合智能控制系统以高速数据处理器为核心芯片，外加复杂逻辑可编程芯片以及各个监测电路，可以在冷却系统运行状态下记录各种状态参数，如风机投入、退出、故障、停止，以及各个风机在线运行时间、停止时间、运行方式、投入组别、变压器温度、变压器负荷、环境温度等工况信息，同时可以把工况信息上传到调度站，供值班人员监控；智能控制系统数据可以与其他系统互联共享；智能控制系统可以根据参数设置达到自动/手动运行；智能控制系统数据可以结合负荷预测数据调整；控制系统数据可以结合环境温度对比；智能控制系统具有很强的节能作用；此外，变压器冷却智能化运行减少了现场的维护量，节省了很大的人力，同时提高了设备的安全性。本实用新型利用微机技术实现对变压器冷却运行进行综合智能控制，能够实现变压器冷却系统的各种模式运行，从而达到变压器冷却更均匀，提高变压器设备的运行寿命，提高设备的安全性。

本实用新型从大型变压器冷却控制的原理出发，充分考虑到电力系统实际应用需求，提出一种以工业计算机微处理器为核心的智能式电力变压器冷却综合智能控制系统，代替继电器逻辑回路控制的传统运行方式。该系统以工业计算机作为主变压器冷却控制系统的控制和保护核心，对所有的输入、输出量进行逻辑处理和运算处理，在保证控制系统可靠性的基础上尽量简化装置的硬件电路。冷却机组投切除了依据变压器内部温度、环境温度、负荷预测条件外，还结合冷却器组累积运行的时间为依据，周期轮询运行，确保每组风机都能同等时间在线运行，实现了对变压器冷却系统的自动均衡控制每组冷却器运行自动均衡智能控制。新的系统克服了传统变压器冷却控制系统存在的缺陷，具有很好的实用价值，是常规冷却控制系统的理想替代产品。

【附图说明】

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型的控制单元的示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述。

请参阅图1所示，本实用新型一种变压器冷却综合智能控制系统，包括计算机、管理装置和至少一个控制单元。计算机通过屏蔽双绞线采用RS485通讯方式连接管理装置，管理装置通过RS485或RS422方式连接控制单元，控制单元可以是一个或多个，管理装置最多可以接入32个控制单元，每个控制单元不仅具有接受上级管理装置的指令执行任务，而且可以单独执行冷却机组的现场任务安排，同时把数据上传和当地保存，确保当管理装置出现异常时不至于导致冷却机组因管理装置而出现停机，具有双重保护和控制运行模式。

所述管理装置和控制单元是标准19英寸的宽，1U高的标准箱式结构设计，具有防静电、易安装等特点。前面板具有单元开关和指示灯，指示灯有运行、1组、2组、3组、4组、5组、辅助、故障8种状态标识，每个指示灯代表该管理装置所控制的机组运行工况，很方便现场人员巡检。

所述图1的管理装置通过RS485通讯口与其管理的控制单元连接，由地址码确定其要管理的每个控制单元，根据计算机的指令管理和命令其管辖范围内的所有控制单元，控制单元根据指令通知，执行冷却系统运行方式。

所述图1计算机通过RS485通讯方式连接管理装置，管理装置把实时接收控制单元执行的数据运行工况上传到计算机，计算机把接收的数据，经过分析、对比、逻辑后，通过显示器进行显示，便于工作站人员实时了解变压器冷却运行工况。

计算机可以根据用户的口令，单独操作下发指令，根据地址码随时召唤某个控制单元执行命令召唤数据。且可以修改冷却机组的运行方式。计算机能显示冷却系统的各种现象，有现场模拟的风机样式、油泵运行模拟转动。界面具有分块显示功能，如串口模块：端口、数据位、波特率、停止位、其偶校验、时间间隔、打开串口、关闭串口、时间校队功能。所述管理装置具有定值下载、遥测、遥控、地址、对时、遥测报文、遥信报文、用户设定功能。同时也可以单独的操作。

请参阅图2所示，控制单元包括输入输出开关量监测电路、模拟量监测电路、数据处理芯片和Flash存储器；所述输入输出开关量监测电路包括隔离电路，以及连接在隔离电路输出端的电平转换电路，所述隔离电路的输入端与接触器的辅助触点相连，所述电平转换电路的输出端通过数据总线与数据处理芯片相连。

输入输出开关量监测电路监测的开关量信号与接触器的开断状态同步，控制单元中的数据处理芯片根据开关量的状态和定义值的数据特征来进行分析，并对发生的事件进行分类（如：投入、切除、故障、停止、辅助、定时、温度状态、负荷状态等）存储。

控制单元包括多个模拟量监测电路，第一模拟量监测电路的输入端与电机的输入电压、电流信号相连，经放大器、电平比较器、光电隔离器和电平转换其后通过数据总线接入数据处理芯片；电平比较电路的高电平表示风机或油泵在运行状态，低电平表示风机或油泵在停止状态；第二模拟量监测电路包括依次连接的多路切换器、放大器、隔离放大器和A/D转换器；多路切换器连接温度传感器、环境传感器、变压器负荷检测仪的变压器负荷信号，该等信号依次经过放大器、隔离放大器和A/D转换器通过数据总线接入数据处理芯片，模拟量经过逻辑处理和设置参数比较，输出开关量信号。

本实用新型监测系统还设置有与数据处理芯片连接的隔离收发器RS485，其集成了电源隔离、电气隔离、RS-485接口芯片和总线保护器，是对监测系统进行集中控制的通信接口。

所述时钟芯片为监测系统的事件记录提供时间基准，保证事件记录的时间精准。本实用新型监测系统进一步包括与数据处理芯片相连的全球定位系统GPS标准时钟源，也可以人工随时对时。

本实用变压器冷却智能控制系统随时处于待触发状态，当机组发生任何事件时就会启动监测系统记录各特征参数数据。

下面介绍本实用新型变压器冷却智能控制系统的控制过程，接触器的辅助触点发生变化后，该变化信号经隔离、电平转换后，被传输给数据处理芯片，由数据处理芯片判断接触器的状态变化，数据处理芯片根据应用程序经分析判断后记录机组的运行方式和间隔时间；开关量信号量经过电子开关切换、放大、隔离后与模数转换芯片相连，电子开关的切换以及高速模数转换（A/D）通道的切换由数据处理芯片控制。当环境温度或变压器负荷模拟量变化量达到预定值时，经过对比分析，判断输出控制驱动模块，或根据用户设置的运行模式，把信号输出到控制驱动模块。

所述光电转换器是为了保证系统中各个控制单元之间以及与管理装置之间电源隔离、电气隔离，确保监测网络的稳定、可靠运行。

另外，本变压器冷却智能控制系统通过对冷却机组运行的状态判断，摒弃了传统模式的控制方式，其简化的接线节点大大的减少，使维修人员的工作量减少90%左右，提高管理水平，减少查找故障的时间，减少设备停电时间，极大提升供电可靠性。

同时，控制系统的智能性，提高了自动化管理水平。

以上所述仅为本实用新型的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种变压器冷却综合智能控制系统，其特征在于，包括至少一个控制单元；所述控制单元包括输入输出开关量监测电路和模拟量监测电路；所述输入输出开关量监测电路包括隔离电路，以及连接在隔离电路输出端的电平转换电路，所述电平转换电路的输出端连接数据总线；所述模拟量监测电路包括第一模拟量监测电路和第二模拟量监测电路；第一模拟量监测电路包括依次连接的放大器、电平比较器、光电隔离器和电平转换电路，第一模拟量监测电路的电平转换电路的输出端连接所述数据总线；第二模拟量监测电路包括依次连接的多路切换器、放大器、隔离放大器和A/D转换器，A/D转换器的输出端连接数据总线。

2.根据权利要求1所述的一种变压器冷却综合智能控制系统，其特征在于，输入输出开关量监测电路的隔离电路输入端连接接触器的辅助触点、温度传感器辅助触点、负荷触点、油泵触点中的一个或多个。

3.根据权利要求1所述的一种变压器冷却综合智能控制系统，其特征在于，第一模拟量监测电路的放大器连接电机电源。

4.根据权利要求1所述的一种变压器冷却综合智能控制系统，其特征在于，多路切换器连接温度传感器、环境传感器和变压器负荷检测仪。

5.根据权利要求1所述的一种变压器冷却综合智能控制系统，其特征在于，所述数据总线连接数据处理芯片、Flash存储器和时钟芯片。

6.根据权利要求5所述的一种变压器冷却综合智能控制系统，其特征在于，所述时钟芯片为GPS标准时钟源或内部时钟源。

7.根据权利要求5所述的一种变压器冷却综合智能控制系统，其特征在于，所述数据总线连接还连接有开关量输出驱动电路，该开关量输出驱动电路连接控制电机。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的一种变压器冷却综合智能控制系统，其特征在于，所述至少一个控制单元连接计算机。

9.根据权利要求8所述的一种变压器冷却综合智能控制系统，其特征在于，所述至少一个控制单元通过控制装置连接计算机，计算机采用屏蔽双绞线通过RS485通讯接口连接管理装置，管理装置通过RS485或RS422通讯接口连接每个控制单元。