基于PLC变压器风冷控制系统研究与设计

1、山东大学硕士学位论文基于PLC的变压器风冷控制系统的研究与设计姓名：毕金磊申请学位级别：硕士专业：电子与通信工程指导教师：王书鹤;童刚20081020山东大学硕士学位论文摘 要电力是重要的二次能源，关系国民经济发展的命脉。电力变压器作为电力系统和广大企业用户广泛应用的电气设备，联络电网，把供电网络的电压转换为用电设备或装置直接使用的电压，在电力输送、分配和使用过程中发挥着核心关键作用，而变压器风冷控制系统则是保证其安全正常运行的重要部分。传统变压器风冷控制箱为20世纪60年代的技术水平，由于控制系统主要由机械触点逻辑电路实现，安全隐患多，自动化程度低，不能适应当今无人值守变电站的需要，因此改进原系统的设计方案势在必行。本文针对传统变压器风冷控制系统存在的控制回路复杂、可靠性低、故障率高、控制误差大等问题，提出并研制了一种新型的变压器风冷控制系统。新型系统以西门子S7200型可编程序控制器(PLC)为核心，实现了完整的变压器风冷控制系统功能。系统以变压器顶层油温及负荷等参数作为被控量，提出了有差值裕度的投、切温度阀值的控制策略；提出了按风冷装置(油泵、风扇)的累计运行时间和累计停止时间自

2、动均衡投切风冷装置的控制方法；此外，该系统还具有通信、远方监视控制、故障定位等功能。另外，主回路选用无触点交流固态继电器代替交流接触器控制风冷装置的投切，选用电动机保护器代替热继电器以实现对风扇和潜油泵电机的保护。固态继电器具有关断速度快，避免触点烧坏，导致风机停运等特点，而电动机保护器集缺相、过流、堵转保护为一体，具有工作灵活可靠、安装方便、故障率低等优点。新型系统可克服传统变压器风冷控制系统逻辑控制功能低下、不便扩展、易发生接触不良等弊端，其功能完善、易于扩展、便于维护、运行安全可靠，实现了风冷控制系统的智能化，是传统变压器风冷控制系统的理想替代产品。该系统的广泛应用，对于缓解日益加剧的能源资源危机，促进资源的合理、有效配置，降低环境噪声污染，推动社会经济持续、快速、健康发展，将具有深刻的现实意义。关键词： 变压器；风冷控制系统；主回路；可编程序控器(PLC)山东大学硕士学位论文AB STRACTThe electric power is the important secondary energy source and is crucial to thenational econ

3、omy developmentsThe power transfornler,罄the extensive use ofelectrical equipments for the electric power system and enterprise customers，integratesall of the facilities into a electric network,transfers the supply network voltage into theservice voltage for the utilities of all kinds of equipments and devicesIt plays a pivotalrole in electric power transmission,allocation and applicationAnyway,it is the windcooling control system of the transformer,the important portion to this instrument，thaten

4、sure the transformer and the electric network mn normally and safelyThe traditional transformer wind cooling control casing still remains at thetechnological level of 20th century 60thAt the same time,the control system iscomposed of mechanical contact logic circuityet it is not safe,at low automatic leveland Can not he achieved unattendedConsequenflM it is imperative to improve theoriginal designFor the problems being in the wind cooling control system of the traditional maintransformer,such as

5、 the complicated control circuit,low reliability,high fault rate，largecontrol eliOr etc，this paper brings forward a new design based on PLC of the principleand implementation of a transformerS wind cooling control systemThe S7200 PLC of Siemens is the core of the new designBased on this，the newsystem Can achieve a variety of functions of the wind cooling control systemThe newcontrol system considers the top oil temperature and load of the transformer as itscontrolled variables，and uses control s

6、trategy of swish on and off values，which havemargin in themAnd the model combines the cumulative running time and thecumulative stop time of the cooling system,to realize the balanced integrated autocontrol of the cooling deviceBesides thisthe system has other functions such鳃communication，remote surveillance，fault locating etc2山东大学硕士学位论文In addition，the main circuit uses noncontract solid module，which has thecharacteristics of high speed switching off,and thus can avoid contract burned to stopblo

7、wer cooling deviceAnd it chooses electric-engine protector to protect fan and oilpump motor other than heat protectorThe electric-engine protector has manyadvantages such as high reliability,low fault rate，easy to install etcThe new design which is the ideal updated product of the traditional wind coolingcontrol system Can overcome almost all l(ind of shortcomings of the traditional windcooling control system such as low features，hard to expand，bad connection etcAnd the wider use of the new syst

8、em will be of much more help to easeincreasingly growing energy resource crisis，to promote effective Mlocmion of resources，to reduce noise pollution，and to speed sustainable economic development healthily ereAnd it will also be of practical and profound significance to todays societyKey words：transformer；wind cooling control system；main circuit；Programmable Logical Controller(PLC)34山东大学硕士学位论文符号说明PLC(Programmable Logical Controller)：可编程序控制器3C(Computer、Control、Communication)：计算机、控制、通讯TTL(Transisto

9、r-Transistor Logic)：晶体管一晶体管逻辑电路HTL(High Threshold Logic)：高阈值逻辑CMOS(Complementary MetalOxide Semiconductor)：互补金属氧化物半导体CPU(Central Processing Unit)：中央处理器EMC(Electro M a_弘ctic Compatibility)：电磁兼容PPI(PointtoPoint Interface)：点对点接口原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名： 墨量叠 日 期迎墨：丝兰!关于学位论文使用授权的声明本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。(保密论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名_塑墨 导师签名： 日期：尘?堡：!：翌!山东大学硕士学位论文第一章 绪论11论文的研究背景与选题意义电力是全球人类消费的最丰要的终端能源。据国外较权威机构预测：今后20年，电力将是全球增长最快的终端能源，估计世界电力消费年平均增长34。为支持国家工农业现代化和国民经济的持续快速健康发展，我国电力一直保持快速增长势头，电力供应能力持续增强。中国电力企业联合会在2008年1月13日发布的年度统计快报显示，截至2007年底，全国发电装机容量达N713亿千伏安，220千伏及以上输电线路长度达327万公里，变电容量达1144亿千伏安。预计蛰J2010年，全国电力装机总量可达10亿千伏安，2020年，将达16亿千伏安。在输变电系统中，电力变压器是实现电能转换的最基本、最重要的设备，对供电可靠性起着至关重要的作用。电力变压器在运行过程中，铁心、绕组以及其他结构件中将产牛

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