黄昌威

（广东电网公司佛山供电局,广东佛山,528000）

目前在国内针对220KV 及其以上的变电站电压器通常采用的是一种强迫油循环风冷冷却方式，该冷却系统通常是由数组控制装置和冷却器共同组成，每组当中包含着1 太油泵、1 组散热片和2 台风扇，其具体的工作原理是当变压器在被投入进行使用的时候，其冷却器也同时被投入使用。变压器的负荷电流和其中的油温大小的不同，其投入运行的冷却器也不相同。因此，对该装置进行研究，对保障我国电力系统的智能化具有重要的推动作用。

1 传统变压器冷却系统缺陷

传统冷却系统控制装置则主要是由接触器、时间继电器、中间继电器等组成，其对油温和变压器负荷电流的设置通常都是通过硬件直接来进行，而不能进行在线的设定与修改，同时也不能将采集到的相关数据传送给数据中心。从元器件构造方面，传统变压器冷却系统接线复杂、元件多，从而使其发生故障的频率较高。其中交流接触器则长期带点运行，因运行的环境比较差，从而导致其接点发生烧结及线圈烧毁的问题时常发生，同时因年久问题，也给维修工作带来了很大的问题。而除上述的原因以外，因为其不具备及时通信的功能，一旦发生机械故障，则会延误对装置的修复，使得变压器不能科学投入运行，并在一定的程度缩短变压器的使用的寿命，给整个电网的运行带来潜在的隐患。

2 新型变压器冷却系统智能监控装置的结构框图

根据变压器冷却系统的功能分析，将该智能冷却监控系统功能分为电源电流采集、冷却器投切保护、油温温度监控、就地控制与显示、远程通信、上位计算等模块构成，其具体的整体框架如图1 所示。

图1 系统整体框架设计

其中，电源监视控制则主要是由小型的电压继电器对两路独立的电源状态进行监视，从而判断整个电路是否存在缺相，并由两个不同的断路器控制电源进行投切。在探测到两路电源中存在故障之后，其将故障信号和断路器辅助接点上所反映出来的工作状态信号传送给可编程序的控制器，在经过可编程序控制器的综合判断之后，对系统做出投切的控制命令，并最终由断路器进行执行。

冷却器保护系统则采用交流接触器来对冷却器进行投切，自动的空气开关与电动机保护器相互之间进行配合进行使用，实现对其中的潜油泵电动机和风扇短路、缺相和过载等进行保护。可编程控制器则主要对变压器的温度、状态和油流继电器、空气开关和交流接触器的状态信号进行采集，并通过对新阿红的综合判断，有交流接触器来实现对保护动作的投切。

温度监控则主要是由温度传感器构成。通过对周围环境温度的实时监控，在温度达到一定设定的标准的之后，传感器会将相应的信号直接传输给可编程控制器，通过该控制器的动作对变压器风冷却器进行投运。而当空气中温度在达到设定的值后，控制装置会启动冷却控制的装置，对箱体内进行加热，从而使得整个形体中保持干燥的环境。在温度达到设定值后会自动启动装置内风扇，给控制装置进行散热。

控制功能主要是分为手动/自动与远程/就地模式。其中手动则通过人工对其中的投切冷却器进行控制；手动会故障信号进行复位。自动则是通过PLC 技术，结合不同的控制策略所自动控制的方法；远程/就地则是不同控制地点的切换。同时显示器则对发生的各种故障进行显示，包括温度、过流等。

远程通信则主要通过PLC 上RS485 口实现与远方计算机的通信，并定期将冷却器、变压器和冷却控制装置的相关运行信息、故障信号等通过该串口直接上传给计算机。同时其也可以接收来自计算机的相关信息。

在该设计当中，可编程控制是该装置的核心，也是其中枢。通过该装置内部对电源、电流等数据的采集，将其传送带该程序模块进行综合的评价，并通过控制功能实现对对不同故障信号的处理，以此达到对变压器的全天候监控。

3 可编程控制器流程设计

结合系统的功能需求，其整体的流程设计如图2 所示。

图2 PLC 可编程控制器流程设计

其具体的流程则为首先对该PLC 硬件进行初始化操作，对其从停止到运行的整个完整的周期进行初始化的操作，在完成后即可对其进行通讯设置；同时在对程序进行初始化的过程中会用到包括计数器、故障标志位、持续运行时间、累积运行时间存储区、定时器等。

在对电源进行处理之后，根据“主”“辅”电源选择标志的输入，并根据电源的状态和其投入的状态进行综合的判定，从而置位其相应的输出为，以此为冷却装置提供电源，而如果没有电源的投入，则自动跳转为停止处理；如果有，则进行三侧开关的处理。核心控制器对三侧开关的状态输入进行检测，三侧开关由无效变成为有效的时候，程序则会自动延时，并在去复位后显示“允许投切”，而延时的最重要的目的则是让变压器停止工作，使得冷却器工作一段时间，从而充分使得变压器能够冷却，“允许投切”再由无效变为提高至处理；而其中的三侧开关的输入信号为无效，则表示变压器在正常工作，并置位“允许投切”的标志位。

如果其投切成功，接下来则对其控制进行判断，如处于停止，则跳转到停止的处理状态；如为手动，则条状到超时处理；如为自动则运行到“首次投入”，而在该状态是指冷却器的工作由手动或者是停止切换为自动；同时，如果为首次投入，则需要对其进行初始化的投切处理，在一定的时间间隔之后，以此则投入5 组不同的冷却器；否则则直接进行投入计时的处理。

在投入到计时处理之后，包括投入或者是切断两部分的判断。当PLC 在采用定时器结合计数器的时候，其冷却器在开始投入的时候则开始计时，而在冷却器进行切除的时候，则需要对本次运行的时间进行累加，并将其存储到时间存储区。而对投、切的判断，则主要是依靠PLC 的温度设置的值来进行投切的判断：当在运行的时候达到设定的值的时候，则需要进行一次切处理，并将计时的时间达到的冷却器进行切除；温度传感器在接通并持续超过系统自身所设定的时间之后，则进行投操作，并将无故障的冷却器全部投入到其使用中。

针对投处理则主要是在其停止运行的冷却器当中去选取累计时间运行最短的，而切处理则是对其运行持续时间最长的冷却器进行复位，并进行投冷却器输出。同时在该过程中，还必须确保其油温的稳定，从而避免出现反复的投切。

当通过上述的数据在采集后，通过PLC 的综合评判，并结合油温、电流等数据，将其评判的结果传送到相应的数据存储位当中。在经过判断后，冷却器则全部停止运行，并通过通信将相关的信息传送给主机，并通过手动或者是自动进行处理。

总之，智能化监控处理将随着电力的发展在不断的推广，从而使得在偏远山区的变电站能够通过无人的方式，实现对变电站变压器的智能监控和故障处理，以此更好地促进对电力系统的管理和发展。

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