本實(shí)用新型涉及一種變壓器冷卻調(diào)節(jié)裝置。

背景技術(shù)：

主變壓器為強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻系統(tǒng)，傳統(tǒng)控制為繼電器模式，主要由變壓器頂層油溫開關(guān)量接點(diǎn)信號(hào)和負(fù)荷電流繼電器接點(diǎn)信號(hào)控制輔助冷卻器組的投運(yùn)與切除。在一般情況下，該控制方式可以滿足對變壓器油進(jìn)行冷卻。但在北方地區(qū)，由于季節(jié)變化和變壓器負(fù)荷的變化，在主變壓器運(yùn)行中存在下列問題：在冬季，外部環(huán)境溫度較低，當(dāng)主變壓器負(fù)荷較低時(shí)，變壓器內(nèi)部(銅耗、鐵耗等)產(chǎn)生的熱量少，油溫低，冷卻器組按照固定模式運(yùn)行，就造成了油溫偏低，而在夏季，外部環(huán)境溫度較高，當(dāng)負(fù)荷大時(shí)，即使輔助冷卻器組投運(yùn)，有時(shí)也造成主變壓器油溫偏高，影響變壓器安全運(yùn)行；其次是傳統(tǒng)繼電器模式各冷卻器組工作方式固定，長期運(yùn)行造成了冷卻器組運(yùn)行時(shí)間不均衡，影響潛油泵和風(fēng)扇的使用壽命。

在繼電器控制模式中，風(fēng)冷控制系統(tǒng)設(shè)有自動(dòng)和手動(dòng)運(yùn)行兩種方式，每組冷卻器分別由轉(zhuǎn)換開關(guān)控制，轉(zhuǎn)換開關(guān)為4檔，即“工作、停止、輔助、備用”。主要由檢測變壓器頂層油溫用溫度計(jì)本體上的開關(guān)量接點(diǎn)和負(fù)荷電流繼電器接點(diǎn)對輔助冷卻器組進(jìn)行投運(yùn)與切除控制。正常工作時(shí)，由操作面板上的轉(zhuǎn)換開關(guān)預(yù)先設(shè)置各組冷卻器的工作狀態(tài)，即根據(jù)變壓器運(yùn)行要求，以5組冷卻器為例，可設(shè)置3組為工作、1組為輔助、1組為備用。當(dāng)變壓器投運(yùn)時(shí)，就按照固定的冷卻容量對變壓器油進(jìn)行冷卻，當(dāng)油溫在給定值1(50℃-55℃)以下時(shí)，工作冷卻器組運(yùn)行，當(dāng)油溫超過給定值2(60℃-65℃)時(shí)，輔助冷卻器組投運(yùn)，當(dāng)油溫降低到低于給定值1時(shí)，輔助冷卻器組切除，當(dāng)工作冷卻器組或輔助冷卻器組發(fā)生故障時(shí)，備用冷卻器組自動(dòng)投入，當(dāng)工作冷卻器組或輔助冷卻器組故障解除后，備用冷卻器組自動(dòng)切除，依此模式進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行。

在冬季，外部環(huán)境溫度較低，當(dāng)主變壓器負(fù)荷較低時(shí)，變壓器內(nèi)部(銅耗、鐵耗等)產(chǎn)生的熱量就少，油溫就低，冷卻器組按照固定模式運(yùn)行，就造成了油溫偏低，對變壓器運(yùn)行造成不良影響。為了保證變壓器的安全運(yùn)行，必須降低冷卻容量，這就需要運(yùn)維人員到現(xiàn)場調(diào)整冷卻器組工作數(shù)量，或人工關(guān)停冷卻器組上的風(fēng)扇電機(jī)，以減少風(fēng)扇電機(jī)運(yùn)行數(shù)量來達(dá)到降低冷卻容量，保證變壓器安全運(yùn)行。當(dāng)負(fù)荷增大時(shí)，油溫升高，又需要重新設(shè)置工作冷卻器組數(shù)量或恢復(fù)風(fēng)扇電機(jī)運(yùn)行，這樣的操作既不方便，也不安全。

此外，這種控制方式需要人工定期巡檢，由此產(chǎn)生了大量的人工成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種變壓器冷卻調(diào)節(jié)裝置，以克服前文所提出的缺陷。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種變壓器冷卻調(diào)節(jié)裝置。該裝置包括冷卻器組，可編程邏輯控制器(在下文中簡稱為PLC)，PLC的輸出端口與冷卻器組的控制器相連。PLC通過輸入端口接收變壓器的控制參量和實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)。該裝置還包括人機(jī)交互界面，PLC與人機(jī)交互界面實(shí)時(shí)通訊,用于顯示實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)以及變壓器冷卻調(diào)節(jié)裝置的工作狀態(tài)?？赏ㄟ^人機(jī)交互界面預(yù)置工作冷卻器組的運(yùn)行時(shí)間。PLC能夠?qū)鋮s器組的工作狀態(tài)和運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行記憶。通過在實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)與控制參量之間的邏輯運(yùn)算，PLC選擇出最佳運(yùn)行模式并通過輸出端口輸出根據(jù)所述控制參量和實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)生成的控制信號(hào)，其中，控制信號(hào)用于實(shí)現(xiàn)對冷卻器組和風(fēng)扇電機(jī)之間進(jìn)行投入或切除，實(shí)時(shí)調(diào)整冷卻容量與發(fā)熱量的均衡。

進(jìn)一步地，變壓器冷卻調(diào)節(jié)裝置還包括油溫傳感器，設(shè)置用于采集頂層油溫并將采集到的頂層油溫輸送給PLC。

進(jìn)一步地，變壓器冷卻調(diào)節(jié)裝置還包括負(fù)荷電流傳感器，設(shè)置用于將采集到的負(fù)荷電流輸送給PLC。

進(jìn)一步地，每組冷卻器的控制器包括分別用于潛油泵電機(jī)、風(fēng)扇電機(jī)的控制器。通過配置獨(dú)立的控制器，實(shí)現(xiàn)對每組冷卻器的分別控制，從而PLC能夠?qū)鋮s器組進(jìn)行獨(dú)立投運(yùn)與切除控制。

進(jìn)一步地，PLC還用于發(fā)送接收到的實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)至人機(jī)交互界面，并且在人機(jī)交互界面上顯示這些實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)以及變壓器冷卻調(diào)節(jié)裝置的工作狀態(tài)。

進(jìn)一步地，該裝置包括故障監(jiān)測回路，與控制器相連，以用于檢測控制器的開關(guān)狀態(tài)。在出現(xiàn)故障時(shí)，故障監(jiān)測回路向PLC發(fā)送反饋信號(hào)，PLC還用于通過自診斷監(jiān)控單元進(jìn)行診斷。

進(jìn)一步地，PLC包括警報(bào)單元。在自診斷監(jiān)控單元診斷出故障時(shí)，PLC通過警報(bào)單元發(fā)出警報(bào)信號(hào)。

進(jìn)一步地，自診斷監(jiān)控單元還用于發(fā)送故障信息給人機(jī)交互界面以顯示故障元件。

進(jìn)一步地，該裝置還包括繼電器，與冷卻器組的控制器相連，通過經(jīng)由人機(jī)交互界面的設(shè)置能夠選擇性地使用可編程邏輯控制器或者繼電器。

進(jìn)一步地，人機(jī)交互界面是觸摸屏。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的變壓器冷卻調(diào)節(jié)裝置的主回路設(shè)計(jì)的簡圖，

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的變壓器冷卻調(diào)節(jié)裝置的PLC控制回路設(shè)計(jì)的簡圖，

圖3是PLC故障監(jiān)測回路的簡圖。

具體實(shí)施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型。

應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說明都是例示性的，旨在對本申請?zhí)峁┻M(jìn)一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本申請所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種的變壓器冷卻調(diào)節(jié)裝置。

本實(shí)用新型通過使用PLC控制變壓器的冷卻調(diào)節(jié)裝置，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)定期輪換工作冷卻器組，實(shí)現(xiàn)工作冷卻器組、輔助冷卻器組、備用冷卻器組運(yùn)行時(shí)間均衡。此外，通過PLC和觸摸屏的組合，不僅能實(shí)現(xiàn)對變壓器冷卻裝置主要元件的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和智能化控制，并且通過建立人機(jī)友好界面實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)方監(jiān)測。

下面，具體對根據(jù)本實(shí)用新型的變壓器冷卻調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行說明：

圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型的變壓器冷卻調(diào)節(jié)裝置的主回路設(shè)計(jì)的簡圖。PLC風(fēng)冷控制裝置以PLC為主控裝置，為雙模式控制，PLC智能自動(dòng)模式和繼電器手動(dòng)模式。

在本實(shí)施例中，設(shè)有兩組冷卻器。兩組冷卻器彼此獨(dú)立地與未示出的PLC相連，并且每組冷卻器控制為模塊化設(shè)計(jì)。在此，每組冷卻器的潛油泵電機(jī)、各風(fēng)扇電機(jī)采用獨(dú)立控制，即潛油泵電機(jī)和各風(fēng)扇電機(jī)均配有獨(dú)立的控制器。此外，對潛油泵電機(jī)、風(fēng)扇電機(jī)均設(shè)有短路保護(hù)，熱過載保護(hù)等。

圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型的變壓器冷卻調(diào)節(jié)裝置的PLC控制回路設(shè)計(jì)的簡圖。

PLC通過輸入端口分別與在此未示出的觸摸屏和傳感器相連。在此，PLC通過輸入端口接收來自觸摸屏的設(shè)置數(shù)據(jù)以及來自傳感器的實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)。圖2在右側(cè)示例性示出頂層油溫輸入回路，PLC通過該頂層油溫輸入回路采集變壓器的頂層油層。當(dāng)然也可以設(shè)想存在其他傳感器，例如負(fù)荷電流檢測器等。通過PLC開關(guān)量輸入、模擬量輸入端口，將變壓器的控制參量輸入PLC，根據(jù)所建的控制模型，對實(shí)時(shí)采集的頂層油溫變化等輸入?yún)⒘颗c設(shè)定參量進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，邏輯運(yùn)算，選擇最佳運(yùn)行模式，實(shí)現(xiàn)對冷卻器組和風(fēng)扇電機(jī)進(jìn)行投入或切除，實(shí)時(shí)調(diào)整冷卻容量與發(fā)熱量的均衡。

在圖2中可見，為每組冷卻器的潛油泵和風(fēng)機(jī)都設(shè)有單獨(dú)的控制器，這些控制器與PLC相連。由此，通過PLC能夠?qū)崿F(xiàn)對每組冷卻器的單獨(dú)控制。例如，在夏季，環(huán)境溫度較高，當(dāng)變壓器負(fù)荷增大時(shí)，PLC智能控制裝置根據(jù)變壓器頂層油溫和負(fù)荷情況，自動(dòng)增加投運(yùn)工作冷卻器組數(shù)，增大冷卻容量，保證變壓器在規(guī)定油溫變化范圍內(nèi)運(yùn)行。在冬季，環(huán)境溫度較低，當(dāng)負(fù)載小時(shí)，PLC智能控制裝置根據(jù)變壓器頂層油溫和負(fù)荷情況，自動(dòng)減少工作冷卻器組數(shù)和風(fēng)扇電機(jī)臺(tái)數(shù)，實(shí)現(xiàn)對冷卻容量自動(dòng)調(diào)整。當(dāng)油溫降低時(shí)，減少風(fēng)扇電機(jī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)，或減少冷卻器運(yùn)行組數(shù)，避免變壓器由于環(huán)境溫度低和負(fù)荷小造成油溫偏低的現(xiàn)象；當(dāng)負(fù)荷增大、油溫升高時(shí)，增加冷卻器運(yùn)行組，冷卻容量隨之增大，實(shí)現(xiàn)變壓器隨負(fù)荷變化和環(huán)境溫度變化而將油溫控制在規(guī)定范圍內(nèi)，保證變壓器的安全可靠運(yùn)行。

圖3示出了PLC故障監(jiān)測回路的簡圖。PLC與在此未示出的觸摸屏通訊。在觸摸屏上可以顯示出來自PLC的數(shù)據(jù)、即變壓器冷卻調(diào)節(jié)裝置的工作狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)等等。為了檢測冷卻器的運(yùn)行狀態(tài)，故障監(jiān)測回路與每組冷卻器的潛油泵、風(fēng)機(jī)的控制器相連接，以便對潛油泵和風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。在此，控制器例如是圖中所示出的油泵接觸器、風(fēng)機(jī)接觸器、電機(jī)保護(hù)開關(guān)等。在控制器發(fā)生故障時(shí)，PLC接收到來自故障檢測回路的反饋信號(hào)，從而PLC經(jīng)由其自診斷監(jiān)控單元診斷出故障以及確定故障類型。

如上所述，在本實(shí)用新型中，PLC可以對通過觸摸屏輸入的變壓器控制數(shù)據(jù)進(jìn)行記憶。并且根據(jù)預(yù)置的控制數(shù)據(jù)以及控制數(shù)據(jù)與采集的實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)的邏輯運(yùn)算、例如比較等確定是否需要對工作的冷卻器組進(jìn)行控制操作。下表示例性示出了冷卻器的定期輪換圖表。

表1各周期冷卻器工作狀態(tài)

注：表1為5組冷卻器各周期自動(dòng)輪換運(yùn)行狀態(tài)。

該圖表中示出的輪換狀態(tài)例如可以經(jīng)由觸摸屏輸送給PLC。

PLC通過接收實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，例如油溫、負(fù)荷等，可以選擇出適合于當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的冷卻器組的組合，從而可以實(shí)時(shí)控制冷卻器投運(yùn)與切除組數(shù)、并實(shí)時(shí)調(diào)整冷卻風(fēng)扇電機(jī)的運(yùn)行數(shù)量。根據(jù)油溫、負(fù)荷變化，自動(dòng)控制、調(diào)節(jié)冷卻容量，實(shí)現(xiàn)油溫在規(guī)定范圍內(nèi)波動(dòng)，避免發(fā)生油溫過低或油溫過高的情況，以保證變壓器安全可靠運(yùn)行。下表示例性示出了冷卻器的運(yùn)行數(shù)量和風(fēng)扇電機(jī)的工作狀態(tài)。

表2各冷卻器的運(yùn)行數(shù)量和風(fēng)扇電機(jī)的工作狀態(tài)

注：表2為5組冷卻器隨油溫變化時(shí)，各冷卻器組及風(fēng)扇電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。對于兩臺(tái)風(fēng)扇的冷卻器組，當(dāng)停止1臺(tái)風(fēng)扇運(yùn)行時(shí)，散熱量為額定散熱量的60％左右。

PLC接收和處理的數(shù)據(jù)可以在觸摸屏上進(jìn)行顯示。在此，觸摸屏與主控裝置PLC進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，實(shí)時(shí)顯示由PLC采集的變壓器運(yùn)行參量及冷卻器運(yùn)行狀態(tài)(工作、停止、故障等)。當(dāng)PLC自診斷監(jiān)控單元診斷出風(fēng)冷調(diào)節(jié)裝置的故障時(shí)，通過觸摸屏以圖形及文字形式給予顯示。設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，在觸摸屏上實(shí)時(shí)顯示冷卻器組的運(yùn)行狀態(tài)，變壓器頂層油溫等，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，PLC自動(dòng)判斷投入哪些備用冷卻器組并通過報(bào)警單元發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)在觸摸屏上顯示故障位置，故障元件等信息，節(jié)省維護(hù)人員查找故障時(shí)間，實(shí)現(xiàn)不停電對風(fēng)冷設(shè)備進(jìn)行檢修。

根據(jù)本實(shí)用新型的變壓器冷卻調(diào)節(jié)裝置實(shí)現(xiàn)了變壓器在各種環(huán)境溫度和不同負(fù)荷下將油溫控制在規(guī)定范圍內(nèi)，同時(shí)具有智能化控制，提高了風(fēng)冷裝置隨季節(jié)變化和變壓器負(fù)荷變化的自適應(yīng)性和自調(diào)整功能；全面的故障檢測與監(jiān)控功能，在人機(jī)界面上能夠清晰地顯示運(yùn)行狀態(tài)及故障信息，便于檢修及快速排除故障；冷卻器組的自動(dòng)周期輪換，實(shí)現(xiàn)了各冷卻器組的運(yùn)行時(shí)間均衡，延長了設(shè)備的使用壽命，提高了冷卻裝置的可靠性。通過將PLC和觸摸屏應(yīng)用于變壓器強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻控制，可大幅提高冷卻裝置的工作效率，減少運(yùn)行人員工作量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降噪。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。