大型变压器强迫油循环风冷自动控制系统设计
基于PLC的电力变压器冷却控制装置的研究设计
Abstract
To the problem exit in the cooling control device for large capacity transformer，such as the complicated control circuit，low reliability, high fault rate，large control error, the principle and implementation of a cooling control device for forced oil-circulated large capacity transformer based on PLC is presented in this paper．The device use siemens S7-200 PLC(CPU224)as controller, construct the cooling control system for transformer；the transformer temperature as the control system’s controlled variable，use control strategy of switch on and off value，which have margin in them，combine the accumulate operating time and continual operating time of cooling units，realize balanced，integrated auto control of cooling device．Beside this，the device has other functions such as，communication and remote surveillance，fault locating，information display．The devices have been used in Pumei and Jiaomei 220kV transformer substation．Zhangzhou．Fujian province．The results of operations show that the device is of high operation reliability, accurate control．Can prolong the service life of the cooling unit．The requirements of the intelligent control for large capacity transformer cooling device are satisfied．
强迫油循环变压器冷却器控制系统改造
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｎ ｖ ｅ ｆｃ ｏ ｉｇ ｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓ ｍ ｒ ｓ ｎ ｔ ｔ ｓ ａ ｄ ｉ ｈ ｍｐ ｒａ ｃ ，ｉ ａ ａ ｙ ｅ ｈ ｅ ｓ ｎ ｏ ｒ ｑ ｅ ｔｆｕ ｔａ － ｓｒ ｃ ：Ｉ ｉ ｗ ｏ ｏ ｌ ｏ ｔ ｙ ｔ ｎ ｏ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔｓａｕ ｎ ｔ ｔｅ ｉ ｏ ｔ ｎ ｅ ｔ ｎ ｌ ｚ ｄ ｔ ｅ ｒ ａ ｏ ｆｆ ｕ ｎ ａ ｌ ｐ ｓ ｅ ｐ ａ ｅ ｎ ｓ ｓｅ ，ｐ ｏ ｏ ｅ ｈ ｅ ｓ ｎ ｂ ｅ ｒ ｂ ｉ ｌｎ ａ ｄ ｓ ｌｅ ｅａ ａ ｌ ｒ ｎ ｒ ｂ ｉ ｒ ｃ ｓ ｈ ｃ ａ ｓ ｄ ｂ ｈ ｎ ｕ ｅ ｒ ｄ ｉ ｙ ｔｍ ｒ ｐ ｓ ｄ ｔ ｅ ｒ ａ ｏ ａ ｌ ｅ ｕｌ ｐ ａ ， ｎ ｏ ｖ ｄ ｒ ｌｙ Ｆ ｉ ｅ ｉ ｅ ｕ ｌ ｐ ｏ ｅ ｓ ｗ ｉｈ ｃ ｕ ｅ ｙ ｔ ｅ ｉ ｆ — ｄ ｕ ｄ ｌ ｅ ｅ ｆ ａ ｌ ｄ ｓｒ ｕ ｅ ａ ａ ｉ ， ｎ ｈ ｎ ｉａ ｉｇ ｌ ｍｐ ｉｃ ｒｅ ｔｉｓｒ ｃｉ ｎ ｎ Ｏ ｏ ． ｎ ｅ ｏ ｂ ｅ ｉｔ ｂ ｔｄ ｃ ｐ ｃｔ ａ ｄ ｔ ｅｉ ｄ ｃ ｔ ａ ｎ ｏ ｒ ｃ ｎ ｔ ｔ ｓａ ｄ Ｓ ｎ ｃ ｉ ｙ ｎ ｕ ｏ Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｏ ｌ ｇ ｃ ｎ ｒ ｌ ｙ ｔ ｍ； ｅ ｕｌ ｌｎ ｃ ｂ ｅｄ ｓｒ ｕ ｅ ａ ａ ｉ ； ｅａ ｎ ｅ ｅ ｉｔｎ ｅ ｙ ｒ ｓ ｃ ｏ ｉ ｏ ｔ ｓｅ ｒ ｂ ｉ ｐ ａ ； ａ ｌ ｉｔ ｂ ｔ ｄ ｃ ｐ ｃ ｔ ｒ ｌ ｙ ｉｎ ｒｒｓｓａ ｃ ｎ ｏｓ ｄ ｉ ｙ
２ 。ｋ ２
风冷 冷
。
ＶＡ
浅谈变压器强迫油循环风冷装置
创新论坛1绪论主变压器是变电站内的最为关键电气设备。
变压器在运行中由于铜损、铁损的存在而发热，它的温升直接影响到变压器绝缘材料的寿命、机械强度、负荷能力及使用年限。
为了降低温升，提高功率，保证变压器安全经济地运行，变压器必须进行冷却。
高压变压器最常用的冷却方式一般有三种：油浸自冷式、油浸风冷式、强迫油循环风冷。
深圳地区110kV等级及以上变电站主变压器均属于大型变压器。
其中，110kV 站主要采用油浸式自冷，少部分采用油浸式风冷。
油浸自冷式就是以油的自然对流作用将热量带到油箱壁和散热管，然后依靠空气的对流传导将热量散发。
而油浸风冷式是在油浸自冷式之外，在油箱壁或散热管上加装风扇，利用风扇帮助冷却。
加装风扇后可使变压器的容量大幅增加。
深圳地区220kV及以上变电站主要采用强迫油循环（OFAF）的冷却方式。
当油温低的时候，主变的冷却方式为油浸自冷式。
当温度达到一定的时候，启动风机，则此时为油浸风冷式。
如此时温度继续升高达到一定值的时候，则启动强迫油循环风冷。
2强迫油循环风冷却系统2.1强迫油循环风冷冷却器冷却系统主要由热交换器、循环油泵、冷却风扇，及产生控制信号的负荷电流互感器、油温度计、线圈温度计、油流继电器和继电逻辑控制装置等组成[1]。
装置主要是用潜油泵推动油不断循环，使得油与冷却介质空气进行热交换的冷却系统。
它由冷却器本体、潜油泵、风扇电动机、导风筒、流速继电器、冷却器支架（或拉杆）、联管、活门及塞子、分控箱等组成。
冷却器为带有螺旋肋片的金属管，两端分别有一个集油室，金属管的端部在集油室的多孔板上。
由于冷却器本体具有多个回路；在集油室内焊接有隔板，以形成多个回路的油循环回路。
潜油泵安装在本体下方，导风筒安装在本体外侧，风扇电动机安装在风筒内，流速继电器安装在潜油泵出油端的联管上，假如油的流速低于定值，流速继电器可输出报警信号。
一般来说，每台变压器有一个总控制箱，每组变压器上的冷却器可以装分控制箱，可以控制油泵和风扇的自动投入或切除。
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。
HFJN-ZFK变压器风冷系统控制柜说明书
控制柜外形尺寸（参考） 宽×高×厚（mm） 890×1550×650 890×1550×650 890×1550×650 890×1750×650 890×1750×650 890×1750×650
3 4 5 3 4和2 4
2 2 2 4 4 4
6 8 10 12 14 16
风 冷却 机 参 风机总 数量 M 数 单个电 机 功率 KW 每组 油泵 数量 油泵参数 电机 功率 KW 每组 风机 数量
型
号
器组 数N
控制柜外形尺寸 宽×高×厚（mm） （参考） 1090×1850×650 1090×1850×650 1090×1850×650 1090×1850×650 1090×1850×850 1090×1850×850 1090×1850×850 1090×1850×850 1090×1850×850 1090×1850×850 1090×1850×850 1090×1850×850
第 5 页 共 10 页
HFJN-ZFK 变压器风冷系统控制柜使用说明书
制造商：北京华孚聚能科技有限公司
三、 HFJN-ZFK 变压器风冷系统控制柜构成
3.1 系统配置原则 � 首选可靠性原则，综合考虑使用性能、安全性、经济性、易维护性、运行环境、 应用经验等因素，其主要部件选用技术先进、性能可靠的产品，其中关键元件、 器件采用国际知名工控专业厂家的产品，如德国西门子公司、法国施耐德公司、 日本欧姆龙公司等。 � 依据使用环境、技术条件的不同实施配置方案的可选化，使用户根据实际需要进 行合理选择具有最高性价比的产品。 3.2 冷却控制柜的构成和主要功能 整套系统主要由控制部分、主动力回路、检测部分组成。 3.2.1 控制部分 � 控制电源 控制电源采用 DC220V、AC220V、DC110（任选）双电源冗余配置，两路电源互为备用， 无扰动自动切换。DC220V、AC220V、DC110 电源，经过 DC/DC 或者 AC/DC 变换成 24VDC 控 制电源。 � 可编程序控制器 PLC 综合考虑其性能、扩展性、网络能力和运行环境条件等因素，选择西门子 S7-200 系列 PLC（对于特别恶略的环境，可以选用宽温型产品） ，处理器均选用 CPU226。CPU226 自带 两个 RS485 通讯口，可以和远程控制室内监控计算机实现联网通讯。 � 中间继电器及转换开关 综合考虑元器件的可靠性、易维护性，优先选用日本欧姆龙公司的中间继电器和国内 知名品牌的转换开关、信号灯。 3.2.2 主动力回路 � 双电源互投部分 采用双电源互投电路和装置可自动实现双电源的失电互投，双电源可分主备供电，确 保在一路电源出现故障时变压器风冷系统仍然能够保持正常运行状态。施耐德公司的接触 器组建的双电源互投选择回路等方案。 � 动力执行机构 动力执行机构采用带辅助触头的施耐德断路器+动力输出元件的模式。 带辅助触头的施耐德断路器（GV2）可以配合控制部分投切各冷却器组，提供短路保
电气工程及其自动化毕业论文题目
毕业论文(设计)题目学院学院专业学生姓名学号年级级指导教师教务处制表二〇一三年三月二十日电气工程及其自动化毕业论文题目本团队专业从事论文写作与论文发表服务，擅长案例分析、仿真编程、数据统计、图表绘制以及相关理论分析等。
电气工程及其自动化毕业论文题目:机动车产品行人保护测试系统的开发研究摆动式机械手机构运动与PLC控制的研究虚拟立体车库实训平台与PLC教学汽车内饰面板激光弱化系统及其剩余厚度控制研究牵引变压器保护装置开发及理论研究舰船电力系统网络通用智能重构算法研究基于PLC的微型CT自动扫描系统的设计与研究轴承套圈漏工序自动检测与分选系统研究污水处理监测系统的设计与实现PXI/PCI总线设备驱动程序设计及应用乒乓机器臂的电气设计和实时系统开发有源电力滤波器的神经网络PI控制器设计移动电离层测高仪天线系统的研究自动钻铆机数控托架控制系统设计开发基于m序列的电缆拓扑结构检测仪引信高G值长脉冲特性测试系统(电气部分）机械制造厂配电系统研究煤矿井下排水自动控制系统的研究电力自动化系统在埕岛油田海上采油平台的应用研究现代电动汽车电源系统研究线材水冷自动温控系统设计与分析基于IEC61970规范的电力系统可视化图形平台的研究数字化变电站的应用研究哈尔滨地区数字化变电站的方案设计与实施基于Web新技术的电力系统可视化图形软件的研究光纤光栅在输变电设备非电量在线监测中的应用研究监控视频界面随动自动切换竖井监控系统研究气动无线远程故障快速定位系统的研究压电激振球阀的优化及流量控制研究硬币生产物流自动化系统的研究与设计新型大扭矩螺杆钻具试验台方案设计基于PLC的钢坯修磨机系统设计研究基于嵌入式Linux自动装锁设备控制系统的设计基于ARM9的空调自动化检测系统汕尾电网电能质量的监测及分析带钢纵剪自动化控制系统的应用研究基于PLC的棒材打捆机控制系统设计基于LabVIEW的小型熔断器电气特性测试自动化研究10kV开关柜遥控脱扣装置的研制接触器选相激磁及其检测技术大型变压器强迫油循环风冷自动控制系统设计基于PROFIBUS现场总线的PLC自动装配系统研制自动换刀机械手结构设计及PLC控制研究三极管自动分选机硬件电路及其软件系统设计英汉名词标记性对比研究及其在高职英语词汇教学中的应用特高频法检测GIS局部放电的研究变电站综合自动化系统相关问题研究与应用ZQF—80KW直流电机能量反馈试验台研究京沪高速铁路天津南220kV牵引站输变电工程可研设计PROTOS70/80卷接机PLC控制系统的设计。
基于LOGO!的变压器强油循环风冷控制回路设计
ｃ 一 一 ２６ ６。 ５
．
∑ Ｐ：１ ． Ｗ， Ｑ一６ ５ ａ ２６ ∑ ５１ ６０ｒ ．ｖ，
（） ２ 三功 率 表法 ：
关键 词 Ｌ ＯＧ（ ！变 压 器 风 冷控 制 回路 ）
０ 引 言
目前 ， 国 内 大 型 变 压 器 多 采 用 强 迫 油 循 环 冷 却 方 式 ，其 冷 却 控 制 系 统 通 过 大 量 的 中 间 继 电 器 和 交 流 接 触 器 来 控 制 冷 却 器 的 工 作 。 有 关 数 据 表 明 ，系 统 ８ 以上 的缺 陷是 元 器 件 故 障 。本 文 介 绍 的 以 Ｏ Ｌ Ｇ ３Ｒ Ｏ Ｏ１ ０ Ｃ为 核 心 的 风 冷 控 制 系 统 ， 不 仅 减 少 ２
Ａ Ｂ一 一 ３ ０ ０ ， ３ ． 。 Ａ 一 一 ２ ． 。 ７ ５， “【 一 一 ２ ０ ２ 、 Ｂ ７ 。
．
Ａ 一 一 ６ ． 。 １ １，
ｃ 一 一 ３ ３ ２ ０ ． 。
∑Ｐ ０４ 一５ ．Ｗ，∑Ｑ一８ ． ａ Ｃ —０ ３ ３ ０２ｒ Ｏ １ ｖ， Ｓ ． ５
（ ） 功 率表 法 ： ２三
（ 下转 第 ４ ９页）
ｗ ｗｗ．ｈｎ ｅ．ｅ ｝ ｃ ｉ ｔ ｔ 电工技术４ ａ ｎ ７
（） １ 两功率表法 ：
Ｕ 媪 一 １ ． Ｖ ， Ｕｃ ０１ ４ Ｂ一 １ ６ ６ ０ ．Ｖ Ｉ 一 ０ ８ ９ ， Ｉ 一 ０ ８ Ａ Ａ ． ６Ａ ｃ ． ２１ Ｐ１— ４ ． ０ Ｗ ， Ｐ２— ８ ． １ Ｗ ６ ７４ ０ ９ ４
２ 硬 件 结构
西 门 子 Ｉ） （１２０ Ｃ逻 辑 控 制 模 块 有 ８种 基 本 Ｇ ） ３Ｒ （ 功 能和 ２ 种 特 殊 功能 ，能 实 现 继 电器 、接 触 器 、时 钟 ６
500kV自耦变压器强迫油循环风冷系统的应用
护 、 负 荷 、 动 冷 却 器 、 序 保 护 、 压 闭 锁 过 流 保 过 启 零 复
护 。
ＰＳ 一 １ ０ 电 流 差 动 保 护 、 流 速 断 保 护 、 Ｔ ２ ０： 电 过 自耦 变 压 器 是 只 有 一 个 绕 组 的 变 压 器 ， 它 作 当 激磁 、 锁 调压 、 抗保护 、 序 过流 、 序 方 向 。 闭 阻 零 零 ＣＳ Ｃ一 ３ ６ 本 体 保 护 （ 体 有 载 重 瓦 斯 投 入 ， ３ Ｃ： 本 冷 却 器 故 障 延 时 跳 闸 投 入 ， 组 、 温 高 退 出 ） 绕 油 。
输 电 线 中 的 功 率 损 耗 ， 高 送 电 的 经 济 性 ； 压 变 压 提 降 器 在 变 电 站 中 通 过 多 次 降 低 电 压 达 到 用 户 直 接 使 用 的电压 ， 农业 和人 民生活使 用 ， 足用 户需 要 。 供 满 变 压 器 是 一 种 按 电 磁 感 应 原 理 工 作 的 电 气 设 备 ， 一 次 绕 组 加 上 电 压 ， 过 交 流 电 流 时 ， 铁 芯 当 流 在 中 就 产 生 交 变 磁 通 。这 些 磁 通 中 的 大 部 分 交 链 着 二
关键 词 ： 压 器 ； 温 ； 热 ； 冷 ； 命 ； 行 变 油 发 风 寿 运 中图分 类号 ： ＴＭ ４ １ ３ １ ． 文献标 识码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：Ｏ ７ ６ ２ （ ０ １ ２ 一 Ｏ ８ 的 运 行 条 件 ｏｋ 变 压 器 在 投 运 前 做 好 全 面 检 查 ， 照 《 电 站 标 按 变
２． ５ｏ ｋ ２ ｏ Ｖ 自耦 变 压 器 保 护 配 置
压 ， 压 变压 器把 发 电机 电压升 高到 电 网系统 电压 ， 升 从 而 把 强 大 的 电力 通 过 超 高 压 输 电线 送 往 远 在 数 百
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
河北工业大学硕士学位论文大型变压器强迫油循环风冷自动控制系统设计姓名：李冬梅申请学位级别：硕士专业：电气工程指导教师：毛一之2010-12河北工业大学硕士学位论文大型变压器强迫油循环风冷自动控制系统设计摘要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，在联络电网，电力的输送、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。
传统的变压器风冷装置，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，因此新的控制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、风机的保护方式简单、控制误差大、故障率高、维护工作量大、无法实现远程通讯等问题，经过多方面的技术分析和调研，设计开发了以单片机为核心的变压器风冷控制系统，该系统充分利用软件资源，在保证控制系统可靠性的基础上尽量简化装置的硬件电路，彻底摒弃继电器逻辑处理方式，完善了变压器风冷控制系统的功能。
系统以变压器顶层油温及负荷等参数作为被控量，采用具有延迟裕度的投、切温度阈值的控制策略和按风机累计运行时间自动均衡投切风机的控制方法来实现风机的自动控制。
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。
固态继电器关断速度快，避免因触点烧坏而导致风机停运。
该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自动化控制，是传统变压器风冷控制系统的理想替代产品，具有工程应用价值。
关键词: 变压器，单片机，风冷系统，自动控制i大型变压器强迫油循环风冷自动控制系统设计iiDESIGN ON AIR COOLING CONTROL SYSTEM OF LARGE FORCED-OIL TRANSFORMERABSTRACTAs electrical equipment, power transformer is widely used in power systems and enterpriseusers. It contacts network, converts the power supply network voltage to voltage that electrical equipments or devices can use directly and plays a key role in power transmission, distribution and use process. Transformer cooling control system is an important part to ensure its safety of normal operation. The traditional transformer cooling control system, due to the control system consisting of logic circuit of mechanical contacts,high security hidden hazards, low automatization, cannot adapt to the needs of today's unattended substation, so the new control system design is imperative. For the existing transformer cooling control system has many shortcomings, such as the complicated system control circuit, the low reliability, protection methods of fan being so simple, large control error, high fault rate, massive maintenance work and no method to realize remote communication, this paper develops a novel intelligent transformer cooling control system based on the center of microprocessor through all-round technology analysis and research. This system has full use of software resources, while ensuring the reliability of control system based on the hardware circuit as simply device , completely abandon the relay logic approach, improved the function transformer cooling control system. Transformer top oil temperature and system load and other parameters as the amount charged, by a margin of the vote delay, cutting the temperature threshold of the control strategies and the cumulative time fan automatically balanced by switching the fans control method to achieve automatic control of fans.河北工业大学硕士学位论文In addition, the main circuit uses non-contract AC solid-state relay (SSR) to control fans’ input and cut off instead of A.C. contactor. SSR has high switching off speed avoiding contract burned to shut down fans. This system can overcome the defects of traditional transformer cooling control system, such as logic control dysfunction, inconvenience expansion, poor contact and so prone to abuse. As its comprehensive functions, easy expansion, easy maintenance, safe and reliable operation, it achieves automatic control of air cooling system. So it is the ideal alternative of traditional transformer cooling control system with engineering applications value.KEY WORDS: transformer, single-chip microcomputer, air-cooled system, automatic controliii河北工业大学硕士学位论文第一章 绪论§1-1选题的背景及其意义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，在联络电网，电力的输送、分配和使用过程中发挥着核心关键作用；电力变压器在能量转换过程中的效率非常高，现在运行的电力变压器效率一般都在99%以上，但由于它应用于国计民生的各个领域，遍布城乡各个角落，数量巨多，容量巨大，本身又不是做功和能量消耗的主体，只是变化电能的参数，因此运行过程中能量损耗也就非常可观。
目前不管是安装在发电厂还是运行在变电站的大型变压器，其运行中所带负荷随时都在发生变化，尤其是发电厂的升压变压器在调峰运行时，每日所带负荷都在50%～100%之间多次变化，这使得变压器的损耗也随之发生变化，从而造成油温的不断变化；另外，不管是一年四季环境气温的变化，还是每天昼夜气温的变化，也都造成了油温的变化，变压器油温的频繁和大幅度变化，将对其安全、经济运行和使用寿命产生较大的影响，因此要给大型变压器配备强迫油循环风冷设备。
风冷设备的投切控制与保护一直是变压器制造厂和用户共同关注的问题。
目前我国大型电力变压器的风冷装置配置情况是：根据容量的大小，配置数组风冷装置，每组风冷装置由一台油泵和三到四台风机组成。
运行时一般要求一台备用(风机故障时可自动投入运行)，一台辅助(负荷电流大于70 Ie，或上层油温高于某一定值时自动投入运行)，其余所有冷却器在变压器投入运行时全部投入[1,3]。
此配置不能根据油温的变化实时调整冷却器投入组数，有不足之处。
目前国内对大型变压器强迫油循环风冷设备的控制与保护仍采用的是机电逻辑方式回路实现的，由于其逻辑电路是由各种接触器、热继电器及保险丝等器件组成的，所以在其运行过程中存在很多缺陷，如：潜油泵及冷却器风机的主回路驱动采用的是接触器，因而机械触点多，电路组成复杂，故障率高；电动机的保护方式是保险丝加热继电器，仅能对电动机提供短路及过载（缺相）保护，无法进行故障预测；控制系统采用继电器逻辑控制，自动化程度低。
基于这些原因，使得变压器在运行中可靠性降低，运行维护工作量加大。
随着电网近年来的快速发展，智能化程度的提高，无人值守变电站正在不断增多，又由于大型变压器本身价值较高，损坏后造成的影响较大，因而要求变压器风冷系统的可靠性提高并能对温度进行远距离监视，实现智能化控制[2]，而传统的风冷控制系统是不能完成的；为了克服这些缺点和不足，保证电网的安全稳定运行，保证重要设备的安全及广大用户的可靠用电，对大型变压器传统风冷控制系统进行改进是非常迫切和必要的[4-6]。
单片机又称单片微型计算机，最早应用于工业控制领域，具有适应性强、可靠性高、抗干扰能力1大型变压器强迫油循环风冷自动控制系统设计强、功能强大、智能化、在线时间长、编程简单等优点。