news 2026/4/14 6:54:03

基于PLC的电力变压器冷却控制系统的设计

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张小明

前端开发工程师

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文章封面图
基于PLC的电力变压器冷却控制系统的设计

摘 要

随着人们对于电力系统的要求不断提高,电力变压器系统也需要承担更大的责任。现在运行中的电力变压器监测控制系统存在着诸多缺陷。如自动化控制程度低,元器件的故障率高、可靠性能低、实现的功能也相对简单等一系列问题。这些问题导致了电力系统损耗高,出现了资源浪费。
本设计以德国西门子公司生产的S7—300型号的PLC作为控制器,采用西门子变频器MM440带动风扇电机运行,用以构建一个变压器监测控制系统。温度传感器将采集到的温度由电信号通过模拟量模块转换成数字信号传送到PLC系统中,系统能够自动检测变压器上层油温是否达到额定值,来确定是否投入风机降低变压器温度。此外装置还具有故障检测报警等功能,以避免变压器温度过高而导致电力系统发生故障。系统中变频器的使用也使得冷却系统可以根据变压器油温自动变化调整,有利于变压器稳定的运行。

关键词:变压器;温度检测;风冷;变频器。

系统工作原理图

图1-1系统设计框图

变压器油温自动控制系统框图

系统的设计框图如下所示。

图2-1油温自动控制系统框图

变频器的选型

变频器其实就是一个频率交换器,它能够改变电机的频率。变频器也有很多品牌,比如三菱、西门子等等。按照变换的频率大体上可以分为交-交和交-直-交变频器。变频器的主要优点有:
(1)变频调速能够节约能源;
(2)变频调速在电动机运行方面有很大的优势;
(3)能够有效地提高工艺的水平。
这里选择了西门子的变频器,西门子变频器主打的是MM4系列,里面的型号有MM420、MM430、MM440等,他们的功能和原理大体都差不多,主要在于全不全面,MM420变频器主要用于印刷东西以及包装一些商品等。MM430变频器主要用于水泵抽水以及风机排气,MM440变频器是中性能并且功率最全的产品,它适合用于各种变速驱动装置,能满足大部分工业上的需求,因此选择了在功能上比较全面的MM440变频器,如图2-2所示。

图2-2变频器示意图

程序流程图

图3-1可编程控制器程序流程图

变压器风冷系统仿真调试

1 仿真软件介绍

图1系统构架组态图

结论

变压器风冷系统主要是解决变压器的温度问题,避免变压器出现高温状态使得系统出现故障,使得能源被最大化的合理利用。本文阐述了国内外关于变压风冷系统处理问题的历史和现状,通过PLC和触摸屏等来实行变压器风冷系统的监控,侧重于软件方面的研究。系统和其他的系统比起来更加可靠。
本文对于变压器温度调控大体描述的是,主要是进行变压器的温度数据处理采集。得到信号后开始根据设计好的程序进行风机的驱动控制,实现风机的自动投入控制,从而完成变压器的温度下降。
本次设计在进行程序设计之前通过查阅了相关变压器温度检测系统的工作方式,设计出了合适的控制方案,把总体方案确定下来后开始绘制系统运行流程图,程序和电路的设计都是围绕着流程图的工作流程来开展的。通过对可编程控制器进行选型,拟定出了变压器温度检测系统的I/O地址,通过温度检测系统的工作需求设计出了主电路图。最终对系统进行设计和分析,完成了程序的仿真调试,最终设计出了一套智能化的冷却控制系统。

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