风冷式电力变压器温度监控系统设计(毕业设计)
基于PLC的电力变压器风冷控制系统设计
3.1主电路设计
风冷电源回路与控制回路均由PLC控制，风扇分两组控制，每组3台。风扇由双电源回路供电，供电电源故障时，送出故障信号，在用电源出现故障时，自动投切到另外一组电源供电。电路图如下：
3.2 PLC接线及I/O口分配
I1：低油温信号（通常设定为45℃）；I2：高油温信号（通常设定为55℃）；I3：负荷信号（设为变压器容量的75%）；I4：风扇故障信号。Q1：工作风扇启停；Q2：备用风扇启停；Q4：PLC电源监控。接线如下图所示：
参考文献：
[1]吴慎芳.基于PLC的大型电力变压器风冷控制装置的研究[D].山东科技大学，2011.
[2]赵惠忠.深入浅出西门子PLC；电力变压器；风冷控制
1变压器运行中温度变化原因分析
引起变压器运行中整体温度变化的原因主要有变压器的损耗和环境气温的影响。变压器损耗包括变压器的空载损耗和负载损耗，其空载损耗在变压器投运后就一直存在，负载损耗则随变压器所带负荷的大小而改变，变压器负载越大，则损耗越多，变压器的温升就越高；负载变化越大，变压器的温度变化就越大。另外从全国电力负荷市场全年运行变化的实际情况来看，天气越冷或越热，用电负荷增长就越快，变压器的温升就越高；即使在同一天，由于昼夜温度的变化和负荷峰谷差的变化叠加，更是造成变压器温度大幅度变化的一个主要因素。由于以上各种因素的影响，造成变压器温度在不断变化，将对变压器的安全、经济运行和使用寿命产生较大的影响。绝缘老化的“六度法则”表明：当变压器绕组绝缘温度在80～130℃范围内，温度每升高6℃，其绝缘老化速度将增加一倍，即温度每升高6℃，绝缘寿命就降低1/2。因此，探讨智能可靠的变压器冷却系统是必要的。
因此，有必要探讨更加先进风冷控制系统。本文主要针对现阶段电力系统中变压器风冷控制装置存在的问题，提出了基于于PLC风冷控制装置。其工作原理主要是通过PLC采集变压器冷却控制系统的数据，通过分组投切，自动检测运行，来达到有效控制温度的目的。不仅能够实现对装置的远程控制，还具有维护方便、安全性强、可扩充性、易于维护等优势和特点，能够满足大型电力变压器智能化、无人化现代化管理的要求。
电力变压器状态监测系统设计
电力变压器状态监测系统设计电力变压器作为电能传递的重要设备，其安全稳定运行对电网运行和供电质量具有重要影响。
为了确保电力变压器的正常运行和防止事故的发生，电力变压器状态监测系统被广泛应用于电力系统中。
本文将针对电力变压器状态监测系统的设计进行详细探讨，包括系统整体框架、监测参数选取、数据采集与处理以及故障诊断等方面。
一、系统整体框架电力变压器状态监测系统的整体框架主要包括监测装置、数据采集与传输、数据处理与分析以及显示与报警等模块。
监测装置是整个系统的核心部分，用于实时采集变压器的运行参数。
常用的监测参数包括变压器温度、绕组电流、液位、气体浓度等。
监测装置可采用传感器和智能仪器等设备，通过安装在变压器不同位置的传感器实时获取变压器的运行数据，并将数据传输给数据采集与传输模块。
数据采集与传输模块负责采集从监测装置中获取的数据，并进行初步的数据处理和分析。
数据传输方式可选择有线或无线方式，常见的有线方式包括RS485和以太网，无线方式包括蜂窝网络和无线传感器网络。
采集的数据应具备高精度和高可靠性，并确保数据的稳定传输。
数据处理与分析模块对采集到的数据进行处理和分析，可应用数据挖掘和机器学习等技术，提取数据中的有效信息，发现潜在的故障特征和趋势，以及进行故障诊断和预测。
该模块的算法和模型设计直接影响到系统的性能和准确性。
显示与报警模块用于将处理后的数据以可视化的方式展示给用户，并在出现异常和故障时及时发出报警信号。
用户可以通过画面上的曲线、指标和图像等信息直观地了解变压器的状态，并根据报警信息及时采取相应措施。
二、监测参数选取变压器的监测参数应包括对变压器运行情况全面准确的反映。
常用的监测参数包括温度、绕组电流、液位、气体浓度等。
1. 温度：变压器温度是评估变压器运行情况的重要指标。
通过安装温度传感器在冷却系统、绕组和油箱等位置进行实时监测，可以检测运行温度是否超出额定范围，并及时发出报警。
2. 绕组电流：变压器绕组电流反映了变压器的负荷状况。
电力变压器油温智能控制系统设计
电力变压器油温智能控制系统设计发布时间：2022-10-24T05:40:42.067Z 来源：《中国电业与能源》2022年12期作者：刘巍巍[导读] 配电台区是智能电网建设中的核心环节，虽然处于电网的“末梢”，但配电设备是与用电客户联系最为紧密的关键设备，各类设备的运行状态直接关系着电网是否稳定运行，也直接影响着供电质量的优劣，因此对于配电设备的监测不可或缺。
刘巍巍哈尔滨变压器有限责任公司150078摘要：配电台区是智能电网建设中的核心环节，虽然处于电网的“末梢”，但配电设备是与用电客户联系最为紧密的关键设备，各类设备的运行状态直接关系着电网是否稳定运行，也直接影响着供电质量的优劣，因此对于配电设备的监测不可或缺。
由于数量庞大，配电设备维护与管理十分困难，相较于传统的人工检测方式，信息技术的发展及智能电网的铺设推动配电设备的监测模式向自动化方向发展，不再需要人工攀杆作业，既降低了运维人员的工作强度，又提升了工作效率，更可以通过趋势预测提早发现配电设备异常，对电网的可靠运行具有极大的现实意义。
关键词：电网；变压器；油温；智能控制系统引言电气自动化控制在人工智能技术出现之后，获得了前所未有的发展契机，以往许多停留在纸面上的构想逐渐转化到了现实，为电气自动化控制的发展奠定基础。
基于此，本文以A变配电站为例，分析在电气自动化控制的过程中，人工智能技术的运用。
１智能配电变压器的主要功能针对国内某油田企业的现场要求，设计了容量为１００ｋＶＡ的１０ｋＶ智能配电变压器样机，其主要功能和设计要求如下：１）高压侧采用真空断路器作为变压器的配电开关。
真空断路器具有体积小、分断能力强、使用寿命长、免维护等优点。
设计时需要仿真分析变压器铁芯、线圈绕组、箱体与真空断路器之间电场的相互影响，设计合理的布局与绝缘强度。
２）设计时优先采用自然油流循环系统作为变压器的散热系统，并通过仿真分析散热系统的可行性。
３）选用合理的电流、电压、温度、油位、开关状态传感器、ＵＰＳ电源和智能保护装置，实现智能变压器的高度集成化，缩小变压器体积。
温度监控报警系统设计毕业设计(论文)
图书分类号：密级：毕业设计(论文)温度监控报警系统设计The Design of Temperature Monitor Alarm System学生学号学生姓名学院名称信电工程学院专业名称电子信息科学与技术指导教师2010年6月3日徐州工程学院学位论文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，独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
论文作者签名：日期：年月日徐州工程学院学位论文版权协议书本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有。
徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。
徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日摘要随着社会的发展和技术的进步，人们越来越注重温度检测与显示的重要性。
温度检测与状态显示技术与设备已普遍应用于各行各业，市场上的产品层出不穷。
温度检测及显示也逐渐采用自动化控制技术来实现监控。
对现代社会来说，不管是医学还是工业，温度的检测与监控尤为重要。
本文设计了一种基于51系列单片机的无线智能精密温控系统，可对外界温度进行测量、误差修正、判定传感器故障与高温报警，并具有键盘控制和无线通讯显示功能。
该系统采用了智能数字温度传感器DSl8820来对温度数据进行采集，并把采集的信号直接送入单片机进行处理，实时显示温度值，根据设定的参数来完成相应的智能控制。
通过nRF905无线发射模块来进行短距离在线控制。
变压器冷却系统设计
内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题目：变压器冷却系统设计学生姓名：***学号：************专业：自动化班级：自05-3班指导教师：***变压器冷却系统设计摘要对于现在电厂中运行的电力变压器冷却控制系统中存在的自动化程度不高、电气控制中存在的可靠性低、故障率高、控制误差大等故障以及冷却中无法达到节能这一问题，本文提出并研制了一种新型的变压器强迫油循环风冷控制装置。
系统以西门子S7－200（CPU224）型PLC 作为控制器，并控制西门子MM430变频器拖动风机和油泵电机，以此构建了变压器冷却控制系统；系统以变压器顶层油温为被控量，提出了PLC检测变频控制风机的变频器的工频信号是否到达以控制是否投入其他风扇电动机，通过检测变频控制风机的变频器的0频信号是否到达以控制是否切出其他风扇电动机的控制策略；此外装置还具有故障定位，报警显示等功能。
此外，变频器的使用使冷却系统能够跟随温度的变化连续平滑调整,有利于变压器的安全运行。
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………关键词：变压器；冷却控制系统；可编程序控制器；变频器；负反馈控制The design of Transformer cooling systemAbstractNowadays, the power transformer cooling system which is running in electric power plant exists numerous problems , for instance, the low degree of automation, the low reliability, high failure rate in electrical control, the large control errors, as well as energy-inefficient cooling control , all the thorny issues mentioned above can not meet the modern control requirements , this dissertation proposed and developed a new type of system called forcing transformer oil circulation and cooling by air system.This system used Siemens S7-200(CPU224)-based PLC as the controller, moreover, it also controlled Siemens MM430 frequency converter to drag fan and pump motor, which could be regarded as building a transformer cooling control system. This system considered the top-level temperature of transformer oil as controlled variable, the dissertation simultaneously put forward the control strategy that letting PLC detect industrial frequency access signal coming from the frequency converter which drag fan motor in order to control whether or not putting into operation of other fan motors; next, letting PLC detect zero frequency access signal coming from the frequency converter which drag fan motor in order to control whether or not ceasing other fan motors; in addition , the system comprised the function of fault location and alarm display. Last, the utilization of frequency convertor can make the cooling system always keep pace with changes of temperature for a smooth adjustment, which is conducive to the safe operation of the transformer.Key words:Transformer; Cooling control system; PLC; Frequency converter;Negative feedback control目录摘要 (I)Abstract (II)目录.............................................................................................................................. I II 第一章引言.. (1)1.1电厂变压器冷却系统设计背景 (1)1.2系统的工艺流程及冷却装置简介 (2)1.2.1变压器散热方式 (2)1.2.2变压器冷却原理 (3)1.2.3.冷却系统简介 (3)1.3 冷却系统的技术目标 (5)1.4 本章小节 (5)第二章系统的控制方法和方案设计 (7)2.1 电力变压器运行规程中关于冷却控制的规定 (7)2.1.1 对变压器的冷却装置的要求 (7)2.1.2 变压器温度限值 (7)2.1.3 强迫油循环冷却变压器的运行条件 (7)2.2变压器油温自动控制的控制方法 (8)2.2.1综合投、切控制策略 (8)2.2.2 PLC变频控制的基本原理 (9)2.2.3 PLC变频控制的PID参数整定 (9)2.2.4 变压器冷却自动控制系统框图 (12)2.3 系统组成 (13)2.4本章小结 (15)第三章冷却控制装置的硬件设计 (16)3.1 开关器件的选择 (16)3.1.1 继电器的选择 (16)3.1.2 接触器的选择 (16)3.1.3 热继电器的选择 (17)3.1.4 熔断器的选择 (18)3.2 电动机的选择 (19)3.3 PLC的介绍及选型 (20)3.3.1 PLC的简介 (20)3.3.2可编程序控制器的输入输出 (22)3.3.3 可编程序控制器的选择 (24)3.3.4可编程控制器电源的设计 (26)3.4变频器的介绍及选型 (28)3.4.1变频器的介绍 (28)3.4.2变频器的分类 (28)3.4.3变频器的控制方式 (31)3.4.4变频器的选择 (32)3.4.5变频器参数的设置 (34)3.5 检测装置的选择 (38)3.6装置电气连接 (39)3.6.1 油泵电机电路图 (39)3.6.2 2-6号风扇电动机电路图 (40)3.6.3 一号风机电路图 (41)3.6.4 手自动控制选择和控制电路 (42)3.6.5 PLC引脚接线图 (43)3.6.6 系统总电路图 (44)3.7本章小节 (45)第四章软件设计 (46)4.1 程序流程 (46)4.2 本系统子程序介绍 (47)4.2.1 系统状态及PID初始化子程序 (47)4.2.2 油泵电机控制程序 (47)4.2.3 1号风机变频启动程序 (47)4.2.4 2-6号风机投入控制程序 (47)4.2.5 2-6号风机切出控制程序 (47)4.2.6 故障诊断与报警程序 (47)4.3 本章小节 (48)结束语 (49)参考文献 (50)附录 (52)致谢 (65)第一章引言1.1电厂变压器冷却系统设计背景在电厂输变电系统当中，变压器是实现电能转换的最基本、最重要的设备，对供电可靠性有着重大的影响。
温度监控系统的设计-毕业设计论文
引言随着“信息时代”的到来，作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步，其应用领域越来越广泛，对其要求越来越高，需求越来越迫切。
传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。
因此，了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。
由于传感器能将各种物理量、化学量和生物量等信号转变为电信号，使得人们可以利用计算机实现自动测量、信息处理和自动控制，但是它们都不同程度地存在温漂和非线性等影响因素。
传感器主要用于测量和控制系统，它的性能好坏直接影响系统的性能。
因此，不仅必须掌握各类传感器的结构、原理及其性能指标，还必须懂得传感器经过适当的接口电路调整才能满足信号的处理、显示和控制的要求，而且只有通过对传感器应用实例的原理和智能传感器实例的分析了解，才能将传感器和信息通信和信息处理结合起来，适应传感器的生产、研制、开发和应用。
另一方面，传感器的被测信号来自于各个应用领域，每个领域都为了改革生产力、提高工效和时效，各自都在开发研制适合应用的传感器，于是种类繁多的新型传感器及传感器系统不断涌现。
温度传感器是其中重要的一类传感器。
其发展速度之快，以及其应用之广，并且还有很大潜力。
为了提高对传感器的认识和了解，尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途，基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。
本文利用单片机结合传感器技术而开发设计了这一温度监控系统。
文中传感器理论单片机实际应用有机结合，详细地讲述了利用热敏电阻作为热敏传感器探测环境温度的过程，以及实现热电转换的原理过程。
本设计应用性比较强，设计系统可以作为生物培养液温度监控系统，如果稍微改装可以做热水器温度调节系统、实验室温度监控系统等等。
课题主要任务是完成环境温度检测，利用单片机实现温度调节并通过计算机实施温度监控。
设计后的系统具有操作方便，控制灵活等优点。
本设计系统包括温度传感器，A/D转换模块，输出控制模块，数据传输模块，温度显示模块和温度调节驱动电路六个部分。
电力变压器的温度监测与预警系统设计
电力变压器的温度监测与预警系统设计随着能源需求的不断增长，电力变压器在电力系统中起到了至关重要的作用。
作为电力传输和分配中的关键设备，电力变压器的正常运行对电力系统的稳定性和可靠性至关重要。
然而，由于变压器长时间高负荷运行或环境条件恶劣，其温度升高可能导致故障甚至灾难性的事故发生。
因此，设计一个可靠的温度监测与预警系统对于电力变压器的安全运行至关重要。
一、温度监测系统的原理与设计1.1 温度传感器的选择与布置温度传感器是温度监测系统中的核心部分，其选择直接决定了系统的准确性和可靠性。
常见的温度传感器包括热电偶、热敏电阻和红外线温度传感器等。
根据实际需求和经济性考虑，可以选用合适的温度传感器。
在电力变压器的设计中，应合理布置温度传感器，以确保对变压器内部不同位置的温度进行监测。
传感器的布置应包括变压器的油温、线圈温度和铁芯温度等重要部位，并保证数据准确性和及时性。
1.2 数据采集与传输数据采集是监测系统中的重要环节。
为了准确获取温度数据，可使用模拟量温度传感器与采样电路结合，将温度信号转化为数字信号。
采集的数据经过处理后，可通过不同的通信方式传输到监测中心，如RS485总线、以太网等。
为了提高数据传输的可靠性和稳定性，在系统设计中应考虑采用冗余设计和容错机制，以防止数据传输的中断和错误。
1.3 数据处理与存储传感器采集到的温度数据在系统中需要进行处理和存储。
数据处理的主要工作包括数据滤波、数据校正和数据分析等。
通过滤波和校正，可以排除传感器噪声和误差，确保数据的准确性和一致性。
同时，通过对数据的分析，可以提取有用的信息，如温度的变化趋势、异常值等。
处理后的数据可存储在数据库中，以便日后的数据分析和备份。
为了保护数据的完整性和安全性，应考虑数据备份和冗余存储的设计。
二、温度预警系统的设计与实现2.1 温度预警模型的建立温度预警模型的建立是预警系统设计的核心部分。
根据变压器的工作特点和历史数据，可以采用统计学方法或机器学习算法建立预警模型。
变压器风冷智能控制系统设计与试验
变压器风冷智能控制系统设计与试验作者：刘冉来源：《装饰装修天地》2018年第20期摘要：发展智能电网是具有历史性意义的一项工作，其中最基础的是变电站需要实现的智能化工作。
变电站一共包括三站层，依次为站控站层、间隔站层和过程站层，过程站层中最重要的一种高压设备便是电力变压器。
在运行过程中，电力变压器极易出現故障，且造成的影响巨大，严重威胁着电网运转的可靠程度。
变压器冷却系统是变压器可正常运行的重要保障。
目前，变压器冷却系统普遍采用常规继电器逻辑控制装置，其主要存在的问题为：线路连接复杂，维修困难；继电器故障率高，妨碍系统正常运行；运行数据采集不完整，无法进行设备运作中全部信息的良好监测；不可自动远程监控，智能化低、技术人员工作量大；不能及时调控变化温度，影响设备使用年限的同时产生大量能源浪费。
针对现有设备以上缺点，本文旨在研制一种新型冷却系统，并在此基础上实现对变压器温度的模糊PID控制，在简化电路、提高系统工作可靠性和节约能源的同时，进一步实现对变压器温度的智能化控制。
鉴于此，本文是对变压器风冷智能控制系统进行研究和分析，仅供参考。
关键词：模糊神经网络；PID；变频；风冷控制系统1 引言针对目前变压器风冷控制系统中存在的问题，设计了基于模糊神经网络PID技术的变频调节风冷控制系统。
该系统以PLC及变频器为核心控制设备，采用模糊RBF神经网络，并选用2-7-7-3结构形式，优化PID的控制参数，以精确控制变频器的输出频率。
通过仿真及试验，验证该系统比常规PID具有更好的动、静态特性和自适应性，可以快速跟踪变压器油温变化，使变压器的散热量与发热量实时平衡，以达到节能运行目的。
2 变压器冷却器本文研究对象为强油风冷却器，主要部件包括变压器油泵，变压器用风扇，蝶阀，油流指示器，分控箱，温度计等。
它安装螺旋翅片管作为散热装备，从而大幅加大了散热面积。
此外，其离心式潜油泵能增大管内油运动速度；翅片管中强烈吹风，冷却效率较散热器大幅提高。
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关键词：单片机；变压器冷却系统；风机故障；油温采集
I
兰州工业学院毕业论文
Abstract
Power transformer is the important equipment in power system.In order to protect the transformer, to ensure the safety of the power supply system, reliable operation, the need to monitor the temperature of the transformer, high voltage alarm, tripping over temperature.Due to exist in the traditional control system of simple, electric power transformer capacity differ big fan protection way, measurement parameters is not accurate, cooling way different, and the size of the load, and running environment, design a set of intelligent transformer temperature monitoring system.Intelligent transformer temperature controller based on MCU as the core, using PT100 sensors, the direct embedment in transformer windings, the temperature measurement and control of three-phase.Implements of transformer oil temperature collection, LED display, data wireless transmission, real-time and refer to the oil temperature real-time control on the operation condition of the fan.When the fan is faulty, the controller can also signal fault alarm and protection, in order to ensure the safe operation of the transformer and other equipment.
1.1 研究背景............................................................................................................................................ 1 1.2 研究内容............................................................................................................................................ 2 1.3 论文的组织结构................................................................................................................................ 3
毕业设计（论文）
题目 风冷式电力变压器温度监控系统设计
系 专 班 姓 学
别
电气工程学院
业 电力系统自动化技术（风动） 级 名 号 风能 11 李德生 201102105113 郭志成（助教） 2014 年 2 月 28 日
指导教师（职称） 日 期
兰州工业学院毕业论文
摘
要
电力变压器是电力系统中的重要设备。为了保护变压器，保障供电系统的安全，可 靠运行，需要对变压器的温度进行监控，高压时报警，超温时跳闸。由于在传统的控制 系统中存在的风机保护方式简单、电力变压器容量相差大、测量参数不精确、冷却方式 不同、负载大小以及运行环境不同，设计了一套智能化变压器温度监控系统。智能变压 器温度控制器是以 MCU 为核心，采用 PT100 传感器，将其直接埋入变压器线组内，对 三相温度进行测量和控制。 实现了对变压器油温的实时采集、 LED 显示、 数据无线传输， 并参考油温变化对风机的运行状况进行实时控制。当风机有故障时，控制器还可以发出 故障报警信号和保护信号，以确保变压器和其他设备的安全运行。
第三章 硬件电路设计................................................................................................................................8
3.1 单片机的选型.................................................................................................................................... 8 3.2 振荡器配置选择.............................................................................................................................. 12 3.2.1 晶体振荡器/陶瓷谐振器功能作用......................................................................................12 3.2.2 RC 振荡器.............................................................................................................................. 15 3.3 温度采集电路模块设计.................................................................................................................. 17 3.4 光电隔离电路.................................................................................................................................. 20 3.5 按键输入和显示电路部分设计...................................................................................................... 20 3.5.1 按键输入电路模块设计....................................................................................................... 20 3.5.2 显示电路部分设计............................................................................................................... 21 3.6 无线通信系统的设计...................................................................................................................... 25 3.7 主回路部分设计.............................................................................................................................. 30 3.7.1 风冷机的保护....................................................................................................................... 30 3.7.2 驱动电路设计....................................................................................................................... 32 3.8 直流电源的设计.............................................................................................................................. 40 3.8.1 单相桥式整流电路............................................................................................................... 41 3.8.2 滤波电路............................................................................................................................... 42 3.8.3 稳压电路............................................................................................................................... 42