CN217846936U - 一种基于dcs系统的主变冷却控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于DCS系统的主变冷却控制系统；包括DCS系统以及多组冷却器控制回路，每组冷却器控制回路均包括主控制回路和辅助控制回路，主控制回路包括油泵、第一风机、第二风机、第三风机以及交流接触器；油泵、第一风机、第二风机以及第三风机均与交流接触器的常开触头串联；辅助控制回路包括第一中间继电器、第二中间继电器、就地控制支路以及远方控制支路，远方控制支路与DCS系统电连接，第一中间继电器的常开触头、交流接触器的激磁线圈以及第二中间继电器的常闭触头串联；本实用新型减少了控制回路中的硬接线，降低了故障率，提高了控制系统的可靠性、可操作性，减少了运维人员的维护工作量。

Description

一种基于DCS系统的主变冷却控制系统

技术领域

本实用新型涉及电力技术领域，具体涉及一种基于DCS系统的主变冷却控制系统。

背景技术

主变压器将发电机发出的电能进行升压输送到电力网络供给用户用电，在火电厂中起着重要的作用。主变冷却器控制系统作为主变压器的重要组成部分，其安全稳定运行直接关系到主变输出能力以及运行的安全性及经济性。主变压器的冷却方式主要有自然冷却、自然油循环冷却、强迫油循环冷却三种方式。目前已经投运的主变压器大多采用强迫油循环冷却方式，搭建主变冷却器控制系统。主变冷却器控制系统主要由潜油泵、风机、油流继电器、散热器、导油管、蝶阀等控制和执行部件组成。

现有技术中，其主变冷却器控制系统采用分立元器件通过硬接点搭接来实现各种功能，接线复杂且存在多线并接、体积大导致占地面积大、分立元器件受环境因素影响大、故障隐秘性强,且部分元器件共用，不利于维护人员发现及独立检修等问题，且无法实现主变冷却器控制系统的智能化控制要求。并且双电源切换回路由交流接触器及多组继电器辅助接点联锁组成，在实际运行中出现接点转换不到位导致电源切换不成功，给机组安全运行造成风险。

同时，现有技术中，其主变冷却器控制系统还通过智能PLC控制器搭建主变冷却器控制系统；通过智能PLC控制器搭建主变冷却器控制系统时，每组风扇由独立CPU智能集成控制板控制，可实现智能控制，但智能控制柜安装在户外主变区域受外界环境影响，且实际运行中因数据模块化无法查找故障原因不利于维护人员发现问题及时处理。并且，通过智能PLC控制器搭建主变冷却器控制系统的冷却器全停逻辑由智能PLC控制器的CPU智能集成控制板实现，CPU智能集成控制板一旦故障，将直接造成主变冷却器全停动作，从而导致发电机组停机。

实用新型内容

为了解决现有技术中，主变冷却器控制系统采用分立元器件通过硬接点搭接来实现各种功能，接线复杂且存在多线并接且部分元器件共用，不利于维护人员发现及独立检修等问题技术问题，本实用新型提供一种基于DCS系统的主变冷却控制系统。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种基于DCS系统的主变冷却控制系统，包括DCS系统以及多组与所述DCS系统电连接的冷却器控制回路，每组所述冷却器控制回路均包括接入交流电源的主控制回路和辅助控制回路，所述主控制回路包括油泵、第一风机、第二风机、第三风机以及交流接触器；所述油泵、所述第一风机、所述第二风机以及所述第三风机均与所述交流接触器的常开触头串联；

所述辅助控制回路包括第一中间继电器、第二中间继电器、用于控制所述第一中间继电器和所述第二中间继电器的激磁线圈通断电的就地控制支路以及用于控制所述第一中间继电器和所述第二中间继电器的激磁线圈通断电的远方控制支路，所述远方控制支路与所述DCS系统电连接，所述第一中间继电器的常开触头、所述交流接触器的激磁线圈以及所述第二中间继电器的常闭触头串联。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的控制逻辑均通过DCS系统实现、冷却器全停逻辑由发变组保护非电量保护逻辑实现，可实现运行人员对主变冷却器远程控制，同时设置就地控制支路，可通过就地控制支路实现现场人员对主变冷却器的控制；其远程控制逻辑通过DCS系统实现，DCS系统具备故障信息历史存储实功能，便于维护人员实时调看，提高整个控制系统的维护效率。基于DCS系统的主变冷却器控制系统减少了控制回路中的硬接线，降低了故障率，提高了控制系统的可靠性、可操作性，减少了运维人员的维护工作量，避免了由于继电器硬接线回路的故障隐秘而不容易发现的问题，实现了主变冷却器控制系统全部实时信息的自动采集，满足了运维人员进行事故分析的需求。多组冷却器控制回路相对独立，不会因为某一组中的公共元器件的损坏，导致全部风扇停止。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述主控制回路还包括用于接入两路交流电源的交流双电源切换装置，所述交流双电源切换装置的输出端与所述交流接触器的常开触头电连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过采用双电源切换装置，相对传统继电器双电源切换回路由交流接触器及多个辅助闭接点串接，双电源切换装置报警功能更强，双电源切换可靠性更高。

进一步，所述主控制回路还包括与所述交流接触器的常开触头串联的空气开关。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过设置空气开关能够利用在线路发生过载、短路或严重过载电流时能够切断电源，提高系统的安全性。

进一步，所述就地控制支路包括手动合闸开关、手动分闸开关以及就地开关，所述就地开关的一端接入直流电源，所述就地开关的另一端与所述手动合闸开关的一端以及手动分闸开关的一端均电连接，所述手动合闸开关的另一端与所述第一中间继电器的激磁线圈的一端电连接，所述第一中间继电器的激磁线圈的另一端接入直流电源，所述手动分闸开关的另一端与所述第二中间继电器的激磁线圈的一端电连接，所述第二中间继电器的激磁线圈的另一端接入直流电源；

所述远方控制支路包括第三中间继电器、第四中间继电器以及远方开关，所述就地开关的一端接入直流电源，所述远方开关的另一端与所述第三中间继电器的常开触头的一端以及所述第四中间继电器的常开触头的一端均电连接，第三中间继电器的常开触头的另一端与所述第一中间继电器的激磁线圈的一端电连接，所述第四中间继电器的常开触头的另一端与所述第二中间继电器的激磁线圈的一端电连接，所述DCS系统分别与所述第三中间继电器的激磁线圈以及所述第四中间继电器的激磁线圈电连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过利用DCS系统的输出电压控制第三中间继电器以及第四中间继电器，能够直接通过DCS系统的逻辑控制第三中间继电器以及第四中间继电器，相对于现有技术中的靠电气元件实现逻辑控制的，其电气元件的的数量少，电气元件发生故障的概率也越小，能够提高整个系统的稳定性。

进一步，所述就地开关和/或所述远方开关为双掷开关，所述双掷开关的活动端接入与直流电源，所述双掷开关的第一固定端与所述手动合闸开关的一端以及所述手动分闸开关的一端均电连接，所述双掷开关的第二固定端与所述第三中间继电器的常开触头的一端以及所述第四中间继电器的常开触头的一端均电连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过设置双掷开关实现就地开关和/或所述远方开关的双路接通功能，能够实现当接至就地位置的时候其远方位置必定断开，实现远方和就地控制的单线接通功能。

进一步，所述油泵上设置有用于及检测所述油泵内部温度的第一热电偶，所述第一风机上设置有用于检测所述第一风机内部温度的第二热电偶,所述第二风机上设置有用于检测所述第二风机内部温度的第三热电偶,所述第三风机上设置有用于检测所述第三风机内部温度的第四热电偶；所述第一热电偶、所述第二热电偶、所述第三热电偶以及所述第四热电偶均与所述DCS系统电连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过设置热电偶，能够实时监控风机以及油泵的运行状况，避免出现设备发热太高烧毁设备。

进一步，所述手动合闸开关以及所述手动分闸开关均为刀闸开关。

进一步，所述DCS系统包括操作站以及与所述操作站双向通信连接的现场控制单元，所述现场控制单元包括数字量输入卡件以及开关量输出卡件，所述数字量输入卡件的输入端分别与所述第一热电偶、所述第二热电偶、所述第三热电偶以及所述第四热电偶电连接，所述数字量输入卡件的输出端与所述操作站的输入端电连接，所述操作站的输出端与所述开关量输出卡件的输入端电连接，所述开关量输出卡件的输出端分别与所述第三中间继电器的激磁线圈以及所述第四中间继电器的激磁线圈电连接。

进一步，所述主控制回路还包括热继电器，所述交流接触器的激磁线圈与所述热继电器的常闭触头串联。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过设置热继电器，通过热继电器控制整个主变冷却系统的停止，将冷却器全停逻辑由可靠性更高的热继电器保护逻辑实现，提高了主变安全经济运行可靠性。

进一步，所述第一中间继电器的常开触头与所述交流接触器的常开触头并联。

采用上述进一步方案的有益效果是，当交流接触器的激磁线圈通电之后，第一中间继电器的常开触头也接通，为第一中间继电器的线圈供电的回路接通电源，因此能够保持交流接触器的激磁线圈持续通电。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的一种基于DCS系统的主变冷却控制系统的电气原理图；

图2位本实用新型实施例中的一种基于DCS系统的主变冷却控制系统的结构框图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、操作站；2、现场控制单元；3、数字量输入卡件；4、第一热电偶；5、第二热电偶；6、第三热电偶；7、；第四热电偶；8、数字量输出卡件；9、交流双电源切换装置；10、油泵；11、第一风机；12、第二风机；13、第三风机。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图2所示，本实施例提供一种基于DCS系统的主变冷却控制系统，包括DCS系统以及九组与DCS系统电连接的冷却器控制回路，且每组冷却器控制回路相同。

如图1所示，每组冷却器控制回路均包括接入交流电源的主控制回路和辅助控制回路，主控制回路包括油泵10、第一风机11、第二风机12、第三风机13以及交流接触器KM；油泵10、第一风机11、第二风机12以及第三风机13均与交流接触器KM的常开触头串联；

辅助控制回路包括第一中间继电器KA1、第二中间继电器KA2、用于控制第一中间继电器KA1和第二中间继电器KA2的激磁线圈通断电的就地控制支路以及用于控制第一中间继电器KA1和第二中间继电器KA2的激磁线圈通断电的远方控制支路，远方控制支路与DCS系统电连接，第一中间继电器KA1的常开触头、交流接触器KM的激磁线圈以及第二中间继电器KA2的常闭触头串联。

主控制回路还包括用于接入两路交流电源的交流双电源切换装置9以及与交流接触器KM的常开触头串联的空气开关S1，交流双电源切换装置9的输出端与交流接触器KM的常开触头电连接，让交流双电源切换装置9能够自由地切换器输入电源，提高系统的稳定性。

本实用新型实施例通过设置双电源切换装置9能够根据需要选择输入电源，提高输入电源的可靠性以及可选性；通过设置空气开关S1，在线路发生过载、短路或严重过载电流时能够切断电源，提高系统的安全性。

具体地，就地控制支路包括手动合闸开关K2、手动分闸开关K3以及就地开关，就地开关的一端接入110V直流电源的正极，就地开关的另一端与手动合闸开关K2的一端以及手动分闸开关K3的一端均电连接，手动合闸开关K2的另一端与第一中间继电器KA1的激磁线圈的一端电连接，第一中间继电器KA1的激磁线圈的另一端接入110V直流电源的负极，手动分闸开关K3的另一端与第二中间继电器KA2的激磁线圈的一端电连接，第二中间继电器KA2的激磁线圈的另一端接入110V直流电源的负极；

远方控制支路包括第三中间继电器KA3、第四中间继电器KA4以及远方开关，就地开关的一端接入110V直流电源的正极，远方开关的另一端与第三中间继电器KA3的常开触头的一端以及第四中间继电器KA4的常开触头的一端均电连接，第三中间继电器KA3的常开触头的另一端与第一中间继电器KA1的激磁线圈的一端电连接，第四中间继电器KA4的常开触头的另一端与第二中间继电器KA2的激磁线圈的一端电连接，DCS系统分别与第三中间继电器KA3的激磁线圈以及第四中间继电器KA4的激磁线圈电连接。

其中，将就地开关和/或远方开关为双掷开关K1，双掷开关K1的活动端接入与直流电源，双掷开关K1的第一固定端与手动合闸开关K2的一端以及手动分闸开关K3的一端均电连接，双掷开关K1的第二固定端与第三中间继电器KA3的常开触头的一端以及第四中间继电器KA4的常开触头的一端均电连接。手动合闸开关K2以及手动分闸开关K3均为刀闸开关。

本实用新型实施例通过将就地开关和/或远方开关设置为双掷开关K1，能够选择与双掷开关K1连接的两路支路中的一路进行接通，能够实现当接至就地位置的时候其远方位置必定断开，当接至远方位置的时候其就地位置必定断开，实现远方和就地控制的单线接通功能。

油泵10上设置有用于及检测油泵10内部温度的第一热电偶4，第一风机11上设置有用于检测第一风机11内部温度的第二热电偶5,第二风机12上设置有用于检测第二风机12内部温度的第三热电偶6,第三风机13上设置有用于检测第三风机13内部温度的第四热电偶7；第一热电偶4、第二热电偶5、第三热电偶6以及第四热电偶7均与DCS系统电连接。第一热电偶4、第二热电偶5、第三热电偶6以及第四热电偶7可以是分别嵌入油泵10、第一风机11、第二风机12以及第三风机13的外加器件，也可以是油泵10、第一风机11、第二风机12以及第三风机13中自带的温度传感器，将这些温度传感器的输出信号接入DCS系统即可。

具体地，DCS系统包括操作站1以及与操作站1双向通信连接的现场控制单元2，现场控制单元2包括数字量输入卡件3以及开关量输出卡件8，数字量输入卡件3的输入端分别与第一热电偶4、第二热电偶5、第三热电偶6以及第四热电偶7电连接，数字量输入卡件3的输出端与操作站1的输入端电连接，操作站1的输出端与开关量输出卡件8的输入端电连接，开关量输出卡件8的输出端分别与第三中间继电器KA3的激磁线圈以及第四中间继电器KA4的激磁线圈电连接。其，由现有技术可以知道，开关量输出卡件8能够直接输出让中间继电器的激磁线圈激磁的直流或者交流电源，以通过DCS系统的逻辑控制功能直接控制中间继电器。

本实用新型中的DCS系统也叫分散控制系统，为市面上能够直接采购的逻辑控制系统，并且，操作站1以及现场控制单元2是所有DCS系统中均设置有的部分，为现有技术，本文中不再赘述。

主控制回路的安全停止不仅仅能够通过DCS系统切断主控制回路还能通过其它器件进行切断，具体设置如下，主控制回路还包括热继电器FR，交流接触器KM的激磁线圈与热继电器FR的常闭触头串联。

本实用新型实施例通过在主控回路上设置热继电器FR，当主控回路中电流超过额定电流，经过热继电器FR的电流产生热量，使有不同膨胀系数的双金属片发生形变，当形变达到一定距离时，就推动连杆动作，使控制电路断开，从而使接触器失电，实现主控制回路的过载保护。

将第一中间继电器KA1的常开触头与交流接触器KM的常开触头并联。交流接触器KM的激磁线圈激磁之后，其交流接触器KM的激磁线圈所在的回路会被一直接通，直到第二中间继电器KA2的常闭触头断开之后，其交流接触器KM的激磁线圈所在的回路会被切断，实现切断主控制回路的电源。通过将第一中间继电器KA1的常开触头与交流接触器KM的常开触头并联。交流接触器KM的激磁线圈激磁之后，第一中间继电器KA1的常开触头也接通，为第一中间继电器KA1的线圈供电的回路接通电源，能够保持交流接触器的激磁线圈持续通电。

本实用新型实施例通过将控制逻辑均通过DCS系统实现，冷却器全停逻辑由发变组保护非电量保护逻辑既热电偶的反馈信号实现，可实现运行人员对主变冷却器远程控制，同时设置就地控制支路，可通过就地控制支路实现现场人员对主变冷却器的控制；其远程控制逻辑通过DCS系统实现，DCS系统具备故障信息历史存储实功能，便于维护人员实时调看，提高整个控制系统的维护效率。同时多组冷却器控制回路相对独立，不会因为某一组中的公共元器件的损坏，导致全部风扇停止。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的构思和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于DCS系统的主变冷却控制系统，其特征在于：

包括DCS系统以及多组与所述DCS系统电连接的冷却器控制回路，每组所述冷却器控制回路均包括接入交流电源的主控制回路和辅助控制回路，所述主控制回路包括油泵(10)、第一风机(11)、第二风机(12)、第三风机(13)以及交流接触器(KM)；所述油泵(10)、所述第一风机(11)、所述第二风机(12)以及所述第三风机(13)均与所述交流接触器(KM)的常开触头串联；

所述辅助控制回路包括第一中间继电器(KA1)、第二中间继电器(KA2)、用于控制所述第一中间继电器(KA1)和所述第二中间继电器(KA2)的激磁线圈通断电的就地控制支路以及用于控制所述第一中间继电器(KA1)和所述第二中间继电器(KA2)的激磁线圈通断电的远方控制支路，所述远方控制支路与所述DCS系统电连接，所述第一中间继电器(KA1)的常开触头、所述交流接触器(KM)的激磁线圈以及所述第二中间继电器(KA2)的常闭触头串联。

2.根据权利要求1所述的基于DCS系统的主变冷却控制系统，其特征在于：所述主控制回路还包括用于接入两路交流电源的交流双电源切换装置(9)，所述交流双电源切换装置(9)的输出端与所述交流接触器(KM)的常开触头电连接。

3.根据权利要求1所述的基于DCS系统的主变冷却控制系统，其特征在于：所述主控制回路还包括与所述交流接触器(KM)的常开触头串联的空气开关(S1)。

4.根据权利要求1所述的基于DCS系统的主变冷却控制系统，其特征在于：所述就地控制支路包括手动合闸开关(K2)、手动分闸开关(K3)以及就地开关，所述就地开关的一端接入直流电源，所述就地开关的另一端与所述手动合闸开关(K2)的一端以及手动分闸开关(K3)的一端均电连接，所述手动合闸开关(K2)的另一端与所述第一中间继电器(KA1)的激磁线圈的一端电连接，所述第一中间继电器(KA1)的激磁线圈的另一端接入直流电源，所述手动分闸开关(K3)的另一端与所述第二中间继电器(KA2)的激磁线圈的一端电连接，所述第二中间继电器(KA2)的激磁线圈的另一端接入直流电源；

所述远方控制支路包括第三中间继电器(KA3)、第四中间继电器(KA4)以及远方开关，所述就地开关的一端接入直流电源，所述远方开关的另一端与所述第三中间继电器(KA3)的常开触头的一端以及所述第四中间继电器(KA4)的常开触头的一端均电连接，第三中间继电器(KA3)的常开触头的另一端与所述第一中间继电器(KA1)的激磁线圈的一端电连接，所述第四中间继电器(KA4)的常开触头的另一端与所述第二中间继电器(KA2)的激磁线圈的一端电连接，所述DCS系统分别与所述第三中间继电器(KA3)的激磁线圈以及所述第四中间继电器(KA4)的激磁线圈电连接。

5.根据权利要求4所述的基于DCS系统的主变冷却控制系统，其特征在于：所述手动合闸开关(K2)以及所述手动分闸开关(K3)均为刀闸开关。

6.根据权利要求4所述的基于DCS系统的主变冷却控制系统，其特征在于：所述就地开关和/或所述远方开关为双掷开关(K1)，所述双掷开关(K1)的活动端接入与直流电源，所述双掷开关(K1)的第一固定端与所述手动合闸开关(K2)的一端以及所述手动分闸开关(K3)的一端均电连接，所述双掷开关(K1)的第二固定端与所述第三中间继电器(KA3)的常开触头的一端以及所述第四中间继电器(KA4)的常开触头的一端均电连接。

7.根据权利要求6所述的基于DCS系统的主变冷却控制系统，其特征在于：所述油泵(10)上设置有用于及检测所述油泵(10)内部温度的第一热电偶(4)，所述第一风机(11)上设置有用于检测所述第一风机(11)内部温度的第二热电偶(5),所述第二风机(12)上设置有用于检测所述第二风机(12)内部温度的第三热电偶(6),所述第三风机(13)上设置有用于检测所述第三风机(13)内部温度的第四热电偶(7)；所述第一热电偶(4)、所述第二热电偶(5)、所述第三热电偶(6)以及所述第四热电偶(7)均与所述DCS系统电连接。

8.根据权利要求7所述的基于DCS系统的主变冷却控制系统，其特征在于：所述DCS系统包括操作站(1)以及与所述操作站(1)双向通信连接的现场控制单元(2)，所述现场控制单元(2)包括数字量输入卡件(3)以及开关量输出卡件(8)，所述数字量输入卡件(3)的输入端分别与所述第一热电偶(4)、所述第二热电偶(5)、所述第三热电偶(6)以及所述第四热电偶(7)电连接，所述数字量输入卡件(3)的输出端与所述操作站(1)的输入端电连接，所述操作站(1)的输出端与所述开关量输出卡件(8)的输入端电连接，所述开关量输出卡件(8)的输出端分别与所述第三中间继电器(KA3)的激磁线圈以及所述第四中间继电器(KA4)的激磁线圈电连接。

9.根据权利要求1到8任一项所述的基于DCS系统的主变冷却控制系统，其特征在于：所述主控制回路还包括热继电器(FR)，所述交流接触器(KM)的激磁线圈与所述热继电器(FR)的常闭触头串联。

10.根据权利要求9所述的基于DCS系统的主变冷却控制系统，其特征在于：所述第一中间继电器(KA1)的常开触头与所述交流接触器(KM)的常开触头并联。

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