基于PLC的电力变压器风冷装置设计

毕业设计说明书(论文)

基于PLC的电力变压器 冷却控制装置的研究

2011年06月 南 京

I

摘要

针对目前运行的大型电力变压器冷却控制装置存在的控制回路复杂、可靠性低、故障率高、控制误差大等问题，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。装置以西门子S7-200(CPU224)型PLC作为控制器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，提出了有差值裕度的投、切温度阀值的控制策略；提出了按冷却器的持续运行和累积运行时间自动均衡投切冷却器的控制方法；此外装置还具有通信及远方监视、故障定位、信息显示等功能。目前，装置已经在福建漳州莆美、角美220kV变电站投入使用。运行表明，该装置可靠性高、控制精确、并能延长冷却器组寿命，满足了大型变压器冷却控制装置智能化控制的要求。

关键字：变压器，冷却控制系统，可编程序控制器，负反馈控制

Abstract

To the problem exit in the cooling control device for large capacity transformer，such as the complicated control circuit，low reliability,

华北电力大学工程硕士论文 绪论

1．绪论

电力变压器作为电网重要的主设备，根据设计和经济性的原

则，我们一般期望它的运行寿命应该达到35-40年。《电力变压器选用导则》GBT/17468-2008规定，在外部冷却空气为20 ℃ ，变 压 器以额定电流运行，以某种温度等级的绝缘材料发生热老化而损坏时，规定变压器的寿命一般为20年[2]。电力行业标准《油浸式变压器绝缘老化判断导则》（DL/T 984－2005）也特别提到正常运行的 变压器应该有30年的寿命，如果达不到预期寿命而退役，通常是设备隐患或其它原因所致。

油纸绝缘变压器的使用寿命基本上决定于其绝缘系统。其绝

缘系统由变压器油和绝缘纸构成。其中绝缘油即使使用了30 年时间,绝缘击穿性能的下降也只有10 %左右。而且在变压器的运行过程中，检修人员还可以通过净化或者换油的方式来改善油的绝缘性能。因此，运行中的油浸式电力变压器的使用寿命应该主要取决于固体绝缘，尤其是绝缘纸。国内外大量的统计数据显示，变压器事故大部分都与变压器绝缘特别是固体绝缘老化和破坏有关。美国 HSB 公司工程部总工程师 William Bartley

河北化工医药职业技术学院毕业论文

基于PLC大型电力变压器冷却控制的研究

第一章 引言

电力变压器是发电厂和变电所的最重要设备之一。随着电力系统规模的不断扩大和电压等级的提高，在电能输送过程中，电压转换层次有增多的趋势，要求系统中的变压器总量己由过去的5—7倍发电总容量，增加到9—10倍发电总容量。因此，变压器能否正常运行对于电力系统的安全稳定运行起着至关重要的作用。

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，而这些损耗最终均转化为热量，从而使变压器的油温和铁心温度升高。变压器的铜耗和铁耗产生的热量主要以传导和对流的方式向外扩散，变压器运行时，各部分的温度分布极不均匀。分析与测试均表明，变压器产生的热量80%以上集中于绕组和铁心，它直接影响着变压器的出力。通过计算以及运行实践证明，变压器最热点温度维持在98℃以下时，变压器能获得正常使用年限(20—30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 [1] 。可见，温度对变压器的使用寿命有着至关重要的影响。分析与计算表明，变压器损耗的增加与其额定容量的3/4次方成比例，而冷却表面的增加只与额定

电信学院毕业设计（论文）任务书

题目 电力变压器继电保护设计 学生姓名 张尚成 班级 电气八班 学号 09230821 题目类型 工程设计 指导教师 党存禄、肖利梅 系主任 王晓兰

1 毕业设计（论文）的技术背景和设计依据

某变电所的电气主接线如下图所示。

已知两台变压器均为三绕组、油浸、强迫风冷、分级绝缘结构，其参数均为：

额定容量：S=31.5MVA

电压等级：110±2×2.5%/38.5±2×2.5%/11kV 联结组别：YNyn0d11（Y0/Y0/△-11-12）

短路电压：UKH-M%=10.5%、UKH-M%=17%、UKM-L%=6%

两台变压器同时运行110kV侧的中性点只一台接地，若只一台运行，则运行的这台变压器中性点必须接地。其余参数见下图。

2 毕业设计（论文）的任务

⑴ 熟悉题目要求，查阅相关科技文献。

⑵ 设计电力变压器的继电保护，以及各种保护的整定计算。 ⑶ 撰写设计说明书，绘制图纸。 ⑷ 指定内容的外文资料翻译。

3 毕业设计（论文）的主要内容

河北化工医药职业技术学院毕业论文

基于PLC大型电力变压器冷却控制的研究

第一章 引言

电力变压器是发电厂和变电所的最重要设备之一。随着电力系统规模的不断扩大和电压等级的提高，在电能输送过程中，电压转换层次有增多的趋势，要求系统中的变压器总量己由过去的5—7倍发电总容量，增加到9—10倍发电总容量。因此，变压器能否正常运行对于电力系统的安全稳定运行起着至关重要的作用。

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，而这些损耗最终均转化为热量，从而使变压器的油温和铁心温度升高。变压器的铜耗和铁耗产生的热量主要以传导和对流的方式向外扩散，变压器运行时，各部分的温度分布极不均匀。分析与测试均表明，变压器产生的热量80%以上集中于绕组和铁心，它直接影响着变压器的出力。通过计算以及运行实践证明，变压器最热点温度维持在98℃以下时，变压器能获得正常使用年限(20—30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 [1] 。可见，温度对变压器的使用寿命有着至关重要的影响。分析与计算表明，变压器损耗的增加与其额定容量的3/4次方成比例，而冷却表面的增加只与额定

电力变压器保护

摘 要

电力变压器是电力系统中不可缺少的重要设备，他的故障给供电可靠性和系统的正常运行带来严重的后果，同时大容量变压器也是非常贵重的元件，因此，必须根据变压器的容量和重要程度装设性能良好的、动作可靠的保护元件。

本文是笔者在阅读了大量专业资料、咨询了很多的专家和老师的前提下，按照指导老师所给的原始资料，通过系统的原理分析、精确的整定计算。做出的一套电力变压器保护方案。

本文语言简练、逻辑严密、内容夯实。可作为从事电气工程技术人员的参考资料。

关键词 电力系统故障，变压器，继电保护，整定计算

I

ABSTRACT

The transformer is the essential equipment in the electrical power system． Its breakdown might bring the serious influence to the power supply reliability and the system safely operation．At the same t

电力变压器保护毕业设计

=====================================

电力变压器保护毕业设计

=====================================

1

电力变压器保护毕业设计

摘要

本文主要通过分析原始资料中主要设备的参数，首先，需要对电力系统继电保护原理进行全面系统的复习、查阅相关资料，加深理解；其次，结合相关参数和各种继电保护原理，确定适用于变压器的保护方案，最后，分别对变压器的进行各种保护整定和配置计算，并且根据系统一次设计图给出部分二次设计及其配置图和一般原理图。本次设计中主要采用的保护有瓦斯保护、变压器纵联差动保护、低电压起动的过电流保护、过负荷保护、温度保护。 继电保护是电力系统设计有关事故时减小停电范围、限制事故对设备损害的这样一个领域。电力系统继电保护的设计与配置是否合理，直接影响电力系统的安全运行，故选择保护方式时，满足继电保护的基本要求。选择保护方式和正确的整定计算，以保证电力系统的安全运行。

关键词 继电保护，变压器保护，灵敏度校验，短路电流计算，整定计算

Abstract

This paper mainly through the analysis o

电力变压器热保护系统设计

２００８年ｌＯ月

电脑

学

习

弟５期

电力变压器热保护系统设计

乔蕊’

王洪峰

摘

要：提出了系统需要的各种监测量．从系统的软、硬件两方面。概述了系统的主要功能和整体实现方案。

关键词：电力变压器热保护

革片机

在线监测

中图分类号：’Ｉ甲２７７

文献标识码：

Ｂ

文章编号：１００２—２４２２（２００８）０５—００１１—０２

ＴｈｅｒｍａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＤｅｓｉｇｎｏｆＰｏｗｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ

Ｑｉａｏ

Ｒｕｉ

ＷａｎｇＨｏｎｇｆｅｎｇ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：１ｒ１１ｅｐａｐｅｒｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｄｍｏｎｉｔｏｒｄａｔａ．ａｎｄｔｈｅｍａｉｎｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄ

ａｎ

ｏｖｅｒａｌｌａｃｈｉｅｖｉｎｇｐｒｏｇｒａｍ－

ｍｅ

ｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓｏｕｔｌｉｎｅｄｆｒｏｍｔｈｅ

ａｓｐｅｃｔｓ

ｏｆｓｏｆｔｗａｒｅａｎｄｈａｒｄｗａｒｅ．

Ｋｅｙｗｏｒｄ：ＰｏｗｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ

ＴｈｅｒｍａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ

Ｍｉｃｒｏ—－ｃｏｍｐｕｔｅｒ

Ｏｎ— ｌｉｎｅＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇ

ｌ监测量的选取

目的。系统采用单片机作为下位机进行数据采集和现场控根据传热学原理对变压器实际散热结构进行细化，认制。在功能比较复杂的控制系统中

电力变压器保护毕业设计

=====================================

电力变压器保护毕业设计

=====================================

1

电力变压器保护毕业设计

摘要

本文主要通过分析原始资料中主要设备的参数，首先，需要对电力系统继电保护原理进行全面系统的复习、查阅相关资料，加深理解；其次，结合相关参数和各种继电保护原理，确定适用于变压器的保护方案，最后，分别对变压器的进行各种保护整定和配置计算，并且根据系统一次设计图给出部分二次设计及其配置图和一般原理图。本次设计中主要采用的保护有瓦斯保护、变压器纵联差动保护、低电压起动的过电流保护、过负荷保护、温度保护。 继电保护是电力系统设计有关事故时减小停电范围、限制事故对设备损害的这样一个领域。电力系统继电保护的设计与配置是否合理，直接影响电力系统的安全运行，故选择保护方式时，满足继电保护的基本要求。选择保护方式和正确的整定计算，以保证电力系统的安全运行。

关键词 继电保护，变压器保护，灵敏度校验，短路电流计算，整定计算

Abstract

This paper mainly through the analysis o

中北大学信息商务学院课程设计说明书

1 引言

继电保护是保障电力设备安全和防止及限制电力系统长时间大面积停电的最基本、最重要、最有效的技术手段。许多实例表明，继电保护装置一旦不能正确动作，就会扩大事故，酿成严重后果。因此，加强继电保护的设计和整定计算，是保证电网安全稳定运行的重要工作。实现继电保护功能的设备称为继电保护装置。本次设计的任务主要包括了六大部分，分别为运行方式的选择、电网各个元件参数及负荷电流计算、短路电流计算、继电保护距离保护的整定计算和校验、继电保护零序电流保护的整定计算和校验、对所选择的保护装置进行综合评价。其中短路电流的计算和电气设备的选择是本设计的重点。通过分析，找到符合电网要求的继电保护方案。

继电保护技术的不断发展和安全稳定运行，给国民经济和社会发展带来了巨大动力和效益。但是，电力系统一旦发生自然或人为故障，如果不能及时有效控制，就会失去稳定运行，使电网瓦解，并造成大面积停电，给社会带来灾难性的后果。因此电网继电保护和安全自动装置应符合可靠性、安全性、灵敏性、速动性的要求。要结合具体条件和要求，本设计从装置的选型、配置、整定、实验等方面采取综合措施，突出重点，统筹兼顾，妥善处理，以达到保证电网安全经济运行的目的。