plc在变电站变压器自动化系统中的应用.docx

摘要IAbstractI1.第1章绪论1第2章变压器冷却控制装置的功能和控制方法12.1 电力变压器运行规程中关于冷却控制的规定12. 1.1.对变压器冷却装置的要求13. 1.2变压器温度限值24. 1.3强迫油循环冷却变压器的运行条件22.2 变压器冷却自动控制装置功能模块设计2第3章变压器冷却自动控制袋置的硬件设计43.1 电气元件及在装置中的应用43.1.1 电动机保护器43.1.2 1.2凝痣温度监控器43.1.3 抖，彳中53.2 可煽程序控制器51 .2.1可编程序控制器的输入输出53 .2.2可编程序控制器的选择63.3 袋凫电气连接73.3.1电源监控和凝露温度监控局部电气接线73.3.2冷却器电动机保护控制电气接鼓9第4章变压器冷却自动控制的软件设计134.1软件总体设计134.1.1投入计时处理、超时和切除计时处理144.1.2投切判断和投切处理154.2 监视软件总体设计164.3 串口设置和翻开164.4 线程的迂立及串口数据的读取、解析和显示17结论19致谢20参考文献21摘要在变电站中，变压器是实现电能转换的最根本、最重要的设备，对供电可靠性有着重大的影响。变压器在运行中是有损耗的，一种是空载损耗，它与负荷大小无关；另一种是负我损耗,与负载电流的平方成正比。变压器运行中产生的损耗将转换为热量散发出来，使变压器绕组、铁芯和变压器油温上升。变压器的温升影响它的带负荷能力，同时会加速变压器绕组和铁芯所采用绝缘材料的老化，影响它的使用寿命。变压器运行中所带负荷随时都在发生变化，这将使变压器的损耗也随之发生变化，从而造成变压器油温的变化；同时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,也梆造成了变压器油法的变化。为了保证变压器平安,稳定，经济的运行，要随时检测变压器的油温并由冷却控制装置控制冷却器组运行来控制变压器:温的变化，使其油温维持在一个固定的范围内。但目前大型电力变压器的冷却控制仍然主要采用传统的继电式控制方式，这种控制方式存在许多弊端：控制回路接线发杂、可靠性差、故障率较高，维护工作量大造成冷却器运行不均衡,影枸冷却器组使用寿命。本课题针对存在的问题提出并研制了基于P1.C的大型变压器冷却控制袋置。关依字：变压器自动化；冷却控制装置：损耗：P1.CAbstractInthesubstationtransformeristoachieveenergyconversionofthemostbasicandimportantequipment,hasamajorimpactonthere1.iabiIityofpowersupp1.y.Transformersinoperationis1.ossy,ano-1.oad1.oss,ithasnothingtodowiththeIoat1.size：another1.oad1.ossisproportiona1.tothesquare,andthe1.oadcurrent.1.ossesarisingfromtheoperationofthetransformerisconvertedtoheatthatcomesout,thetransformerwindings,coreandtransformeroi1.temperaturerise.Effectoftemperatureriseofthetransformerwithits1.oadcapacity,anditwi1.1.acce1.eratetheagingofthetransformerwindingsandcoreofinsu1.atingIiuiteria1.used,afectits1ife.Transformer1.oadcarriedbyrunninga1.1.thetimechange,whichwi1.1.a1.1.owthetransformer1.ossesa1.sowi11bechanged,resu1.tinginthechangeoftransformeroi1.；simu1.taneous1.ythroughouttheyearregard1.essofenvironmenta1.temperaturechanges,orchangesintemperaturebetweendayandnighteveryday.a1.socausedachangeinthetransforueroi1.Inordertoensurethatthetransfo11nesafe,stab1.eandeconomica1.operation,thetransformeroi1.tobereadi1.ydetectedbythecoo1.ingcontro1.devicetocontro1.theoperationofthecontro1.groupcoo1.ertransformeroi1.changes,sothattheoi1.temperatureismaintainedwithinafixedrange.Butthe1.argepowertransformerCOo1.ingcontro1.issti1.1.InainIyIradi1.io1.1.U1.re1.aycontro1.mode,therearemanydrawbacksofthiscontro1.：contro1.circuitwiringcomp1.exity,poorre1.Iabi1.ityThispaperfocusesontheprob1.emsproposedanddeve1.opeda1.argetransformercoo1.ingcontro1.basedonP1.Cdevices.Keywords：Transformerautomation：Coo1.ingcontro1.devices：1.osses；P1.C第1章绪论目前，已经实际运行的综合自动控制系烧有：1.AS系统、基于CAW1.oN网的分散分布式变电站控制系统等，它们在实际应用中取得了较好的成效.但也存在着技术和经济上的各种缺点。本文在研制智转型有载调压变压器监控系统的基础上,从变电站综合自动化开展的大方向（即从集中控制型向分散（层）网络型开展：从专用设备向平台开展，中小变电站库合自动化中的自动化设备有：可编程自动化监控装置、可攀程变压器自动化屏、可编程微机计量屏、可编程微机慢路保护屏、可编卷微机同期系统、可编程中央信号屏、可编程电容屏、可编程微机直流电源系统等均应用了P1.C为其智能化单元,并且都能够挂网运行，方便地实现遥信、遥测、遥控功能，取代了传统的RTU众所周知电力变压器是发电厂和变电所的最重要设备之一。随着电力系烧规模的不断扩大和电压等级的提高，在电能输送过程中，电压转摸层次有港多的超势，要求系统中的受压器总量已由过去的5-7倍发电总容量.增加到9-10倍发电总容量。因此，变压器转否正常运行对于电力系统的平安稳定运行起着至关重要的作用川。变压器的效率虽然很高，但系统中每年变压器总的电能耗仍然是一个相当大的数目。变压器的损耗主要是铜耗和铁耗，而这些损耗戢终均转化为热量，从而使变压器的油温和铁心温度升高。变压器的钢耗和铁耗产生的热量主要以传导和后流的方式向外扩散,变压器运行时，各局部的温度分布极不均勾。分析与测试均说明，变压器产生的热量80%以上集中于境组和铁心，它直接影响着变压器的出力.通过计算以及运行实践证明，变压器坡热点温度维持在981以下时.变压器能获得正常使用年限（2030年）。根据研究，变压器绕组每升高6.使用年限将缩短一半，此即所谓的绝缘老化6（规则。可见，法度对变压器的使用寿命有W至关事要的影响。分析与计算说明，变压器损耗的增加与其额定容量的3/4次方成比例，而冷却外表的增加只与额定容量的1/2次方成比例。可见，变压器的容量越大，其散热问题就越突出.因此，如何使变压器最大限度地散热，是变压器生产厂家的重要课题.也是电力部门在生产运行中需要特别关注的问题。因此要对变压器进行冷却控制。第2章变压器冷却控制装置的功能和控制方法2.1 电力变压器运行规程中关于冷却控制的规定在变压器冷却控制装置的设计中参考了电力变压器运行规程（D1./T572-95）中关于强迫油循环电力变压器冷却装置及运行条件的规定,规定如下：2.1.1对变压器冷却装置的要求1 .要求油浸式变压器本体的冷却装置.温度测量装置等应符合GB6451的要求。2 .按制造厂的规定安袋全部冷却装置。3 .强油循环的冷却系统必须有两个独立的工作电源并能自动切换。当工作电源发生故障时，应自动投入备用电源并发出音响或灯光信号。4 .强油循环变压器，当切除故障冷却器时应发出音嘀或灯光信号，并自动（水冷的可手动）投入备用冷却晶。5 .风扇、水泵及洎泵的附层电动机应有过负荷、短路及断相保护；应有监视油泵电机旋转方向的装置。6 .强油循环冷却的变压器，应按温度和（或负栽控制冷却骞的投切.2. 1.2变压器温度限值强迫油循环变压器顶层油温一般不应超过表2的规定（制造厂有规定的按制迨厂规定）。当冷却介质温度较低时,顶层油温也相应降低。表2.1油浸式变压器顶层油通一般很值冷却方式冷却介质最高温，雯（C）最高顶层油洛（C"）强迫的循环40852.1. 3强迫油循环冷却变压器的运行条件1 .强迫油循环冷却变压器运行叶，必须投入冷却器。空载和轻载时不应投入过多的冷却器（空载状态下允许短时不投）。各种负载下投入冷却器的相应台数，应按制造厂的规定。按温度和（或负载投切冷却器的自动装置应保持正常。2 .强迫油砥环变压器投运时应逐台投入冷却器.并按负载情况控制投入冷却器的台数。3 .强迫油循环风冷变压器，当冷却系统故障切除全部冷却器时，允许带额定负我运行20分钟。2.2变压器冷却自动控制装置功能模块设讨本文设计的变压器冷却控制装置的核心是P1.C,装置的大多数功能逋过可骗程序控制器来实现，根据冷却控制装置的功能设计，以P1.C为核心,整个控制装置主要设计4个功能模块组成，如图2-1所示图27冷却控制装置功能块亚图变压器冷却控制装置的控制功能通过电源监视控制、冷却器投切保护、凝密温度笈控、就地控制与显示、通讯、上位计算机监视六个功能模块实现，功能模块的实现方法和作用简要介绍如下：1 .电源监视控制模块.模块通过小型电压继电器监视两路独立电源的状态（两路独立电源为冷却装置供电）,判断电源是否缺相,由两个断路器控制电源的投切；将两路电源的故障信号和断路器辅助节点所反映的电源工作状态信号送入可编程序控制器，经可编程序控制器综合判断产生控制电源投切的控制命令，由断路器执行电源投切动作。2 .冷却器投切保护模块.模块采用交流接触器控制冷却器的投入和切除，自动空气开关和电动机保护器配合实现时风扇和潜油泵电动机的短路、过载，堵转和缺相保护。可编程序控制器采集变压器温度信号、运行状态信号、泊流维电器反映的冷却器油流状态信号、反映电动机故障状态的空气开关状杰信号和交流接触器状态信号，由可编程序控制器根据送入的这些信号送行电动机、油流和接触器故障的判断和定位并产生投切冷却器的控制命令，由交流接触器执行投切动作。3 .；妓露温度J控模块。模块采用凝窸温度监控器对环境的温度、湿度进行实时监控.当湿度到达设定值后其凝露负我输出接通，信号送到可编程序控制器，由控制器决或定时投运全部风冷却器：同时湿度到达设定值时控制装置能启动冷却控制装置箱体内的加热装置，为控制装置箱体除湿；温度到达设定值时启动装置箱体内风扇，给控制装置散热.4 .通讯模块。通讯模块通过P1.C上的RS485口经串口长线延长器与远方的上位计算机通信.定期的将变压器.冷却器和冷却控制装置的运行信息、故障信息通过串口传送到上位计算机。第3章变压器冷却自动控制装置的硬件设计变压器冷却器控制装置要用到诸如可编程序控制器、凝露温度监控器、接触器等电气元件，本章我们介绍冷却控制装置设计中用到的主要电气元件及其在控制装置中的应用，装置的电气连接。3.1电气元件及在装置中的应用3.1.1电动机保护器变压器冷却控制装置采用GDH系列电动机保护器与自动空气开关组合实现对电动机的缺相、过负荷、堵转和短路保护。GWI系列电动机保护器集缺相、过流、堵转保护为一体，具有工作灵敏可靠、安袋方便、故障率低等优点，是替代热继电器实现电动机保护的理想换代产品O3.1.2凝露温度监控器凝密温度监控器是注视工作环境湿度、温度.当湿度、温度到达设定值能启动用户连接的凝露负载和控温负载的一种自动化工业仪器10。我们设计的冷却控制装置采用1.WK-D2(TH)型凝露温度苴控器，它具有两个相对独立的工作单元：凝露控制单元一个，温度控制单元一个。可时环境的温度温度进行实时控制.自动起动负载,保证温度指标符合工作标准.同时具有体积小、平安尼尚、外形美观、加热效率高、加热效果好、防潮、防凝露和低温加热性能优越的特点。电气连接如图3.1所示：图3.1凝位温度世控器电气图安装方式：(1)基座式：将8芯维电器座固定在3511rn导轨或通过安装螺孔直接固定在安装板上。(2)嵌入式：在安装面板上开具45+0.5×45+0.5mm2孔，通过安装支架将控制器固定在面板上凝点温度监控器的端子1、2连接温度传感.器,5.6连接凝漏传感.器，3、4连接控温负载,7,8连接凝翼负载，11、12连接交流220V电源。1.WK-D2<T1I)型凝露温度监控器的工作原理是：笈控器通过凝露传感器和温度传感器对工作环境的湿度、温度等指标长期自动检测、采样；当工作环境有凝露产生的可能时，能自动判断并瞬间启动凝露负载；工作环境温度商于设定温度值时，相应的控温负载也将开启；环境混湿度低于设定要求时才停止工作，重新进入监控状态,如此自动循环。在冷却控制装置中凝霭温度监控器监视环境的温度、湿度,有凝舞产生的可能时，启动装置箱体内的加热装置，同时将“凝露”信号送到P1.C用于判断启动冷却器；当温度超过设定值，将装置箱内风扇启动，为控制装置散热。3. 1.3开关器件变压器冷却控制袋置中要用到断路器、接触器、空气开关、转换开关等。这些器件主要选用施奈德公司的产品，施奈德公司的产品功能卓越、具有较高的平安稳定性和电气统一性。装置选用维电器和开关的名称和型号规格如下：(1)断路器，型号:NS-10013P.AC380V(2)接触器，型号：CA2-DN22Q5C(3)接触器，型号:1.C1,32A,AC22OV(4)空气开关.型号：GV2-M20.13-18A,400V(5)空气开关分励线圈，型号：AS225,AC220V(6)空气开关辅助节点，型号：1.AI-DN22(7)小型继电器，型号：MAX7A,AC250V(8)信号继电器，型号：DX-8.0.025A(9)中间继电器，型号：MAXDC220V(10)转换开关，型号：1.W5-1507612/9(11)熔断器，型号：RT18-32.32A由于所用继电器和开关器件种类和型号较多,在此不一一介绍。在本章“冷却控制装置电气接线-一节中，结合具体实现电路介绍其在变压器冷却控制装置中的使用和作用。3.2可编程序控制器在以可编程序控制器为核心的殳压器冷却控制装置中.输入.输出通过可编程序控制器连接起来.构成完整的控制系统。输入为可编程序控制器提供完成控制功能所必须的数字量、模拟量；可编程序控制器采样输入，执行编制的程序，根据程序设计对所枭集信息进行琮合分折、判断并作出决镣，产生数字量、模拟量输出，驱动执行器件，完成控制功能。3. 2.1可编程序控制器的揄入输出根裾咬压器冷却控制装置的功能设计和结构设计，同时结合冷却控制装置的设备选型，可以确定可编程序控制器输入/输出的来源或者去向及输入/输出的性质和数量。表3.1中给出了可编程序控制器的输入/输知名称，输入来源和输出去向以及输入/输出的性质及数量，从表可知可编程序控制器共有36路数字量输入和23路数字量输出。输入/输出性质及点数确实定非懵重要,成为可燃程序控制器选型的一项重要指标,可编程序控制器连同其输入/输出模块必须满足输入/输出点数的要求。表3.1可温程序控制器的输入输出籍人/输知名班来源/去向性质及数量“自动”工作状态转换开关1珞数字输入“手动”工作状态转换开关1路数字侑入"主，'辅"电源选择拨码开关1路数字箱入1.I1.电源正常电源检测雒电器2珞数字输入【、11路电源投入断路器辅助触点2路扬字拾人输三例开关状态三侧开关辅助鼓点1珞数字输入入切除冷却器温度法度域电器1珞散字枪入投入冷却器温度温度继电器1路数字箱入报警温度出度雒电器1珞数字输人秋露状态凝露透度域电器1培数字辎入油流状态治流域电器8珞数字输入电动机状态自动空气开关8路数字箱入风冷却信的投入状态控制风冷却器接岐器8珞数字输入合计36路数字输入冷却器的投入信号控制风冷却器接触器8路政字输出输冷却信故障信号指示装置8珞数字输出出冷却器故建类型指示装置3塔数字输出电源分信号控制电源断路器分输入1珞数字脩出电源合信号控制电源断路器合输入2路扬字输出掉三隹开关信号变压器控制屏1珞数字檎出合计23年数字输出3. 2.2可编程序控制器的选择根据变压器冷却控制装置对可编程序控制器控制功能、输入/输出性质及点数，存储容置的要求，境合考虑性能、可靠性、价格等方面的因素.我们选用西门子S7200型P1.C作为冷却控制装置的控制器。可编程序控制器的选型，主要从以下几个方面考虑：1 .控制功能。所选择P1.C能最大限度的满足控制系统的控制功能是选择P1.C时首先考虑的问题。S7-2OO型P1.C代替了很多定时器、计数器、继电器所实现的功能，该P1.C具有位漫辑、计数、定时、移位循环、比较、数字运算等指令，同时支持子程序和中断，能通过审口完成通讯，在控制功能方面，S7-200型P1.C能满足冷却控制装置的功能需求37。2 .输入/输出性质及点数要求。我们选用CPU224（M数字输入/10维电器输出）.CPU有内部电源可以为CPU自身，扩展模块和其他用电设备员供5V和24V直流电源。同时采用如下扩展横块，EM221（16路数字输入），EM222<8维电器输出），EM223（8数字输入/8继电器输出）.共38路数字量输入和26路输出。扩展模块通过与CPU连接的总线连接电缆取得5V直流电源。不同斗格的CPU提供的电源容量不同，需要根据实际应用就电源容量进行规划计算，如表3.2所示：表3.2P1.C电源计算CPU电源预算5V直流24V直流CPU224AC/DC继电器66OmA280mA减去以下电源需求减去以下电源密求系统要求5V直流24宜流EM221.5V电源帘求70mEM222,5V电源需求40mAEM223.5V电源监求80mACPU224J4输入14*4=56mACPU224J0继电器线图10*9-9OmAEM221.16输入16*4=64mAEM222.8继电器设圈EM223,8输入8*9=72m8*4=3211EM223,8维电器战图8*9=72mA总需求19OmA386m总电压差额剩470mA缺IOenA3 .从表中电源计算可以看出，装置需要额外提供24V直流电源，需加装直流电源后系统才能正常工作。在输入/输出性用及点数要求方面，采用上面提到的CPU和扩展模块能满足装置的要求小。4 .存储容量。CPU224具有8192字节的程序存储罂和5120字节的数据存储区，能满足程序编写对存储容量的要求。5 .从电源和带负载能力方面考虑。S7-2OO型P1.C适合运行于额定电压为120220V交流电源的场合,在变电站能提供220V交流电源；输出为继电器输出，继电器触点的电位对电源和输入是隔离的，可以将各种不同的负载连接到继电器输出。S7-200型P1.C满足了电源和带负载能力的要求。6 .平安可靠性方面。变压器冷却控制装置安装地点电磁环境及杂，对设备的平安可靠性提出了更高的要求.所选择的P1.C在满足前文所述指标的前提下，平安可靠性问题是我们最关注的，因为冷却控制装置能否可靠运行将直接影响变压器的可靠运行。西门子S7-200型PI,C具有较强的抗振性，及很强的电褛兼容性（EMC）,并完全符合各项工业标准,能够应用于各种气候条件.使用简单方便，并且模块不需要太多的附件和放置空间，使得控制柜的体积变得更小：不易于磨损，节省维护费用：编程十分简单，比外S7200型P1.C价格相对较低，降低了控制装置的本钱。我们能合考虑控制功能、存储容量和输入/输出点数、电源和带负载能力、平安可靠性方面及安装使用等各个方面，选用S7-200型P1.C作为控制装置的控制器，能从各个方面满足我们的控制要求。3.3装置电气连接3.3.1电源监控和凝露温度监控局部电气接缓冷却系统由两路电源供电，可以通过开关选择1.路为'主"电源，一路为“辅”电源，电源监视控制局部的作用是，监视两路电源的状态，并将电源状态信号送入可骗程序控制器：同时接受可编程序控制器的控制令令,通过断路器动作选择一路电源为装置供电。凝或温度监控器可以实时监视环境的温度、湿度，条件到达时可以启动凝露负载、温度负载.对可能产生的凝露、超温情况采取应对措施。电源监控和凝露温度监控局部电气接线原理如图3.2所示：在图3.2所示线路中，小型电压继电器】YJ、2YJ、3YJ的歧圈分别连接电源1的三相X】、X2和X3负责监视电源1的状杰，三个电压继电器的常开触点串联后连接中间继电器IZJ的脑E.电源各相均正常时小型继电器1YJ,2YJ和3YJ的常开触点都闭合，中间继电器IZJ的线IS励磁，IZJ常开触点闭合：IZJ的常开触点连接可编程序控制的输入端，送入电源状杰信号.小型电压继电器4YJ、5YJ,6YJ和中间继电器2ZJ的配合实现对电源2的监视，接线和工作原理与电源1的监视电路类似。中间继电器IZJ的触点负责为断路器和凝双温度监控器提供电源，当电源1正常时，IZJ的常开触点闭合，常闭触点翻开，由电源1为新路器和凝露温度监控器的工作提供电源：当电源】非正常时，IZJ的常开触点镯开.常闭触点闭合,由电源2为断路器和凝毯温度监控器供电。断路器可执行可编程序控制器输出的电源选择控制指令，为冷却器组及控制装置选择一路电源。接触器的A4为“分闸”输入，A2为“合输入，"分闸”输入具有更高的优先级，即两输入端都为有效状态时，断路器优先执行“分网”动作。接触器的主触头分别连接两电源和变压器冷却装置的电源进歧,输入端连接可端程序控制器的输出和断路器常闭辅助触点的组合。图中Q3.4为控制2JC的“合闸”信号，Q3.5为控制UC的“合闸”信号.Q3.6为控制IJC和2JC的“分闸”信号。2JC的常闭辅助触点和Q3.4串联接入IJC的'合"输入端可以防止两电源同时投入，因为2JC处于“合闸°状态时，电源2供电，其常闭辅助触点翻开，IJC的“合闸”输入端处于无信号的状杰，电源2不能投入。同理UC的常闭辅助触点和Q3.5串联接入2JC的“合同”输入端可以防止电源同时投入的情况发生。凝露温监控器的工作原理巳经介绍过。图中ChI1.为法度传感器，ch1.2为湿度传感器；WCG为冷却控制装置箱体内的加热装置。3ZJ为中间继电器的励横绘图，WCG和3ZJ连接到凝露温度监控器的“凝露负我”输出；D为风冷控制装置箱体内的风扇电动机，连接到凝露温度监控森的“温度负载”输出；id为冷却控制装置箱体的照明装置，一端连冷却控制装置的电源,N连接控制装置电源的中线。中间维电器3ZJ的励磁线图连接到凝露监控器的“凝露负载,输出，当环境湿度到达设定值时，“凝露负我"校出接通，中间继电器3ZJ励或，其高开触点连接到可蝠程序控制器的输入，为可编程序控制器提供凝露信号.冷却控制装置箱体内的加热装置WCG连接凝塞监控器的“凝霭负我”输出,当环境湿度到达设定值时，凝窗负岐接通，加热装置启动为控制装置除湿.保证冷却控制装置的可靠工作。冷却控制装置箱体内的风扇连接到凝露控制器的“温度负载”输出，为了保证冷却控制装置的可靠工作，当环境温度到达设定值时，温度负载将被接通，风扇投入运转为冷却控制装置散热。冷却控制箱体内的照明装置id通过开关K连接到电源,装置箱体开启开关K闭合,照明装置点亮；箱体关闭照明装置填灭。3. 3.2冷却器电动机保护控制电气接线本文设计的冷却控制装置可以控制8组冷却器，每组冷却器由3个风扇和1个潜油泵组冷却器保护控制局部可以为冷却器风扇电动机和潜油泵电动机提供过载、堵转和缺相保并接受可编程序控制器的输出指令，投/切冷却器组。每组冷却器保护控制的接钱是相同这里我们只绘出了1.组冷却器保护控制的电气接线原理图，如图3.3所示：1.K图3.3冷却器保护控舸接线,图图3.3所示线路中，II；S2、IF54为一组冷却骞中风扇电动机的电动机保护悬（一个风扇1FS3未画出）.IFS1.为潜油泵电动机保护器，IES1.IFS2、IFS3、1FS4分别串接在冷却装置电源和冷却器风扇电动机和潜油泵电动机之间。当电动机发生过我.短路和缺相故障时.与之连接的电机保护器的辅助触点由合：IZK为自动空气开关，风扇电动机保护器IFS1.IFS2、1FS3和潜油泵电动机保护器1FS4的辅助触点并联后连接到空气开关IZK的励磁线困，当任一电机出现故障时与之相连的电机保护器的输出触点闭合，将使空气开关IZK的段图励碳,使空气开关动作。IBC为控制风冷却器投/切的接触器，它的助磁钱图连接可编程序控制器的输出，可以接受可编程序控制器的控制指令，控制冷却器投切。转换开关用于选择是“手动”、”自动”投入冷却器或处于“停止”状态。端子连接以笫一组端子为例，处于“自动”状杰端子1、2接通，处于“手动”操作状态端子3、4接通.端子25、26、27、28连接在控制电源投切线路中。其余左侧端子分别连接交流和直流电源如下图；右侧淮子2.6、10连接P1.C控制接触器输出电源恻.端子3、7、11连接手动控制冷却器按钮：30连接P1.C的“自动”输入，31连接P1.C的“手动”输入；剩余的右侧箫子连接P1.C的故障输出电源侧.1. 可编程序控制器的输入输出连接变压器冷却控制装置的核心P1.C由一个CPU模块CPU224（M数字输入/10继电输出）,三个输入输出扩展模块，EM221（16路数字输入）,EM222（8继电器输出）.EM223（8数字输入/8维电器输出）组成，P1.C从输入端子枭臬信号，从输出端子输出控制信号，模块的输入输出连接如下.2. CP1.J224的输入输出连接可编程序控制器的CPU模块CPU224是整个装置的核心,所有的程序和数据都在CPU模块存储，控制功能和控制决策由CPIJ模块运行做出，CPU224有14个24V数字直流输入和K)个继电器输出，CPU224输入输出连接如图3.4所示：220V交流电源通过电源输入(1.I,N)送入该模块，模块还可以向外提供24V宜流电源.从电源输出(1.+.M)引出。输入10.0和10.1连接转换开关，分别表示“自动”、"手动”操作，转换开关在“手动”位置时10.0将有效，转换开关在“手动”位置时10.1将有效。输入10.210.6分别连接电源“主”、"辘"选择开关、中间继电器IZJ和2ZJ的常开触点、断路器IJC和2JC的辅助触点。开关IKG闭合，表示选择1电源作为“主”电源：中间继电器IZJ,2ZJ闭合时，10.3、10.4将分别有效，表示1路、2路电源处于正常状态；1.JC.2JC接通，箕辅助触点闭合，分别表示1路、2路电源投入。变压器三侧开关D1.1.D1.2、D1.3的辅助触点串联作为10.7输入。变压器三侧开关全部都开，辅助触点D1.1.D1.2、D1.3全部闭合，该输入为有信号状态，表示三侧开关全部翻开。输入11.0、11.】、I】.2分别连接3个温度继电器IRj、2叼、3WJ的管开触点,指示变压器的顶层油温,其中温度继电器IWJ整定为切除冷却器温度阀值,温度继电器2叩整定为投入冷却器温度阈值,温度继电器3WJ整定为“告警温度。输入11.3连接中间继电器3ZJ的一个触点，中间继电器3ZJ的励磁线圈连接凝露监控器的凝塞负我，当凝露温度监控器判断发生凝露时，鼓图疏佻,将凝霭信号通过该输入墙送到P1.CoI1.、21.、31.分别连接到转换开关的1X31,2X31和3X3.处于“自动”操作模式时分别为输出QO.OQO.3、QO.4Qo.6、QO.7Q1.1提供电源。QO.0Q0.7这8路输出分别连接控制8路控制冷却器投切接触器的励磁线图的一相，励磁线图的另一谓连接到中线。接触器励磁线留的电源端通过开关还连接转换开关的1X41、2X41和3X41,处于“手动”操作模式下，为励磁绘图提供电源.可以通过按钮开关手动的投切冷却器。Q00-Q07还连接信号指示灯,当输出有信号时，将接触器线圈励像.接触器动作其常开触点闭合，将一组风冷却器投入运行同时点亮风冷却器投入指示灯。3. EM223的输入输出连接扩展模块EM223的主要作用是扩展CP1.模块的输入输出，它有8个24V直流数字输入，8个继电器输出，输入输出连接如图3.5所示：图3.5EM223输入输出段接模块的IM和2M端接地，1.+连接CPU224模块的24丫直流电源输出，一方面为输入12.012.7提供电源，另一方面为继电器输出Q2.O-Q27的继电器线固供电。I1.和21.分别连接转换开关的4X31和5X31在“手动"和“自动”工作模式下分别为输出Q2.O-Q2.3和Q2.4Q2.7的输出负载提供电源。冷却控制装置能控制8组冷却器，8组冷却器的油流继电器I1.J81.J的常开触点连接24V直流电源和EM223的输入12.0-12.7一组冷却器投入运行，这组冷却器中变压器油流速正常.油流继电器常开触点闭合,对应的输入变为有信号状杰.变压器油流不正常,对应的输入变为无信号状态。输出Q20Q27连接冷却器故障信号指示灯，指示灯的另一端连接中线。变压器冷却控制装置具有故障定位功能，如果一组冷却器的电动机故障、油流或接触器出现故障，对应的信号灯被点亮。同时该组信号灯与EM222的输出配合可以确定是哪一组冷却器出现何种故障。4. EM221和EM222的输入输出连接扩展模块EM221和EM222的作用是扩展CPU模块的输人输出，EM221有16个24V直流数字输入，EM222有8个继电器输出，榆入输出连接如图工6所示：模块EM221的IM-IM端和EM222的M端接地，EM222的1.+连接24V直流电源,为继电器输出的继电器线图供电，由于受CP121V直流电源供电容量的限制，需要领外提供24V直流电源，可以通过加装24V开关电源解决。EM222的11.端连接6X31,在“手动”和“自动”工作模式下分别为输出Q3.0-Q3.3的输出负载提供电源。21.连接7X31.7X31和输出Q3.4.Q3.5、Q3.6连入电源控制电路。输入I3013.7分别连接8组自动空气开关1ZK8ZK咕开辅助触点的一端，空气开关辅助触点的另一端连接24V直流电源。自动空气开关与电动机保护器配合实现对风扇和潜油泵电动机的保护，正常情况下自动空气开关的轴助触点翻开，当冷却器电动机出现故障时，辅助触点闭合.将各组冷却器的电动机故岸信号送入可编程序控制器。输入14.O-M.7分别连接控制冷却器投切的8个交流接触器1BC8BC的常开辅助触点，交流接触器辅助触点的另一端连接24V直流电源。当1.只交流接触器闭合，接触器控制的冷却器投入工作，雄助触点闭合，信号送入可蝠程序控制器，表示对应冷却器投入工作.第4章变压器冷却自动控制的软件设计4.1软件总体设计可兼程序控制器程序流程图如图4所示：®4.I可澹程序控制器流程程序流程介绍如下，首先进行初始化,在P1.C由停止到运行的第一个运行周期进行初始化操作一次，初始化操作完成可编程序控制器通讯设置；清零程序中用到的计数器、定时器、故障标志位、持蝮运行时间和累积运行时间存储区，置位或复位程序中用到辅助标志位等。电源处理，根据“主""$r电源选择标志输入，电源状杰和电源投入状态输入进行综合判断，置位相应的输出位，为冷却装置选择一路电源为装置供电，如果没有电源投入，则跳转到停止处理。有电源投入，接下来进行三侧开关处理。P1.C判断三例开关状态输入，三侧开关输入信号由无效变为有效，程序至时一段时向然后复位“允许投切”标志位，是时的目的是让变压器件止工作后便冷却器继续工作一段时间，使变压器充分冷却；“允许投切"标志位无效时跳转到停止处理：三侧开关输入信号无效，表示变压器工作,置位“允许投切”标志位如果允许投切，接下来进行“手动”、”自动”或"停止”操作判断，如果处于“停止”状态，跳转到停止处理：如果处于“手动"，跳转到计时超时处理；如果处于“自动”状态，则进行“首次投入”判断，这里的“首次投入是说冷却器由“手动”或"停止”转换到“自动”；如果是首次投入则需要进行初始化投切处理.以一定的时间间隔，依次投入5组冷却器；否则直接进行投入计时处理。投入计时处理,切除计时处理。P1.C程序采用定时器结合计数器计时的方式，冷却器投入时就对投入冷却器开始计时：冷却器切除时，需要将此次运行的的持妓时问累加到累积运行时间存储区.投切判断。P1.C按有差值裕度的投、切温度阀值的控制策略进行投切判断；冷却器持续运行时向计时到设定值，富要进行一次切操作，将计时时间到达的冷却器切除；凝雾温度监控手凝露负载接通并且持绘超过设定时间，此时将进行投操作，并且禁止切操作，将无故障冷却器全部投入运行.投处理，切处理。投处理操作从停止运行的冷却器中选取累积运行时间最短的并置位投冷却器输出；切处理操作从运行的冷却器中选取持续运行时间械长的冷却器复位投冷却器输出；在进行投切处理后要延时投切一段时间使冷却器动作后变压器油温维持稳定，防止重复投切，延时投切同时还防止了大冲击电流的产生。停止处理.将投冷却器输出住复位，同时复位允许投切标志位和计数器（辅助计时）。手动叶计时超时处理，在手动模式下不能自动投切冷却器，又由于受到计数器计数个数的限制，所以当持续运行时间计数器超设定值时将持续运行时间计数器计数值累加到累积运行时问存精区，持犊运行时间计数器清零重新开始计时。故障判断。P1.C可根据输入的油流维电器、空气开关和接触器状态，结合投切决镣进行故障定位和判断，并将判断的结果分别置位可骗程序控制器发送缓冲区相应的存储位。冷却器全停处理。冷却器全停时允许带额定负载运行20分钟.如20分种后顶层油温尚未到达75（,则允许上升到75tC,但这种状态下运行时间越过1小时后，置位变压器三侧开关跳闸输出，使变压器停运。通讯处理