基于PLC控制的电力变压器冷却系统的设计开题报告

 2021-08-08 02:08

全文总字数:1826字

1. 研究目的与意义

电力变压器是输变电系统中实现电能转化最基本、最重要的设备,对供电可靠性有着重大的影响。变压器在运行过程中会产生损耗,损耗将转化为热量散发出来,使变压器的铁芯、绕组、变压器的油温温度上升。变压器的温升影响它的带负载能力,同时会加速变压器绕组和铁芯所采用绝缘材料老化,影响它的使用寿命。变压器运行中所带负荷随时都会发生变化,这将使变压器的损耗也随之发生变化。为了保证变压器安全、稳定、经济的运行,要随时检测变压器油温并由冷却控制装置控制冷却器组运行来控制变压器油温的变化,使油温稳定在一个固定的范围内。

本课题旨在设计一个基于PLC控制的电力变压器冷却系统,根据主变上层油温分配冷却器的运行状态。三组冷却器分别分配工作、辅助、备用状态,定时30天自动轮换冷却器的运行模式。

2. 国内外研究现状分析

目前国内外变压器的冷却方式主要有四种,即油浸自冷式、油浸风冷式、强迫油循环风冷散热和强迫油循环水冷散热。第二、三种冷却方式是目前变电站主变广泛采用的冷却方式。第四种冷却方式会在个别大型变压器中采用。

油浸风冷式是利用变压器绕组及铁芯发热后,本体内的油形成对流,油流经散热器后,由冷却风扇吹出的风将热量带走,从而达到散热的目的,这种冷却方式主要用于中小型变压器。强迫油循环风冷散热方式通过油泵的作用,使变压器的油被迫快速循环,在油流经散热器时,由冷却风扇吹出的风将热量带走,这种冷却方式主要用于大中型变压器。

在传统的变压器控制中,变压器冷却设备机电回路存在一些缺点,主要表现在自动化程度低。针对这一缺点,国内外今年来进行了一系列有意义的研究。对于控制系统的装置大多采用无触点固体模块,替代传统接触系统中的交流接触开关、热继电器等电磁元件,具有关断速度快、避免触电烧坏、导致风机停运等特点。这些装置克服了常规风冷系统存在的系统控制回路复杂、可靠性低、风机的保护方式简单并且我发进行故障预测、上变压器油温测量精度低等问题,克服了控制误差大、故障率高、维护工作量大等实际问题。

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3. 研究的基本内容与计划

单片机和PLC的比较:

1.PLC是应用单片机构成的比较成熟的控制系统,是已经调试成熟稳定的单片机应用系统的产品。有较强的通用性。

2.而单片机可以构成各种各样的应用系统,使用范围更广。单就单片机而言,它只是一种集成电路,还必须与其它元器件及软件构成系统才能应用。

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4. 研究创新点

本课题的核心即为变压器油温的控制,油温自动控制的框图如图所示,控制系统以变压器顶层油温作为被控量;PLC作为控制器;交流接触器作为执行机构;冷却装置作为被控对象;温度传感器作为变送器;将引用引起变压器油温变化的变压器负荷和环境温度作为控制系统的外部扰动。对变压器温度控制系统而言只能按组投切冷却器实现对温度的控制,所以难以实现对变压器油温的定值控制,只能使其稳定在一个温度范围内。

电风扇根据不同的油温反馈,设置不同的转速,由PLC程序自动控制其动作。

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