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【摘要】通过分析电厂主变冷却器控制回路改造，说明微型可编程控制器为核心的冷却器自动控制的先进性、可靠性等优点。并且具有广阔的推广意义。
【关键词】主变；冷却器；控制系统；PLC
1. 冷却器控制回路
（1）我公司主变压器原配置主备电源自动切换的冷却器控制回路。它的冷却原理是用潜油泵将冷却器的冷油压入线圈和铁芯的油道中，下进上出冷油直接导向线段，在线饼间按一定的流动方向流动（导向），将线段和铁芯上的热量很快带走，使其温度下降。为了保证运行中的变压器能及时将自身的热量排出，提高设备的可靠性，在今年大修中，我们采用JY-Ⅱ型变压器强迫油循环风冷控制系统，对2#主变冷却器控制回路进行改造。
（2）原冷却器控制回路在运行维护中主要存在如下问题：设备老化，绝缘降低，回路元件数量多、接线复杂，故障率高，几乎每年都要发生变压器故障停机或降出力事故等；同时由于使用年限已久，备品备件缺乏，给检修维护工作也造成一定困难。
（3）变压器强油循环风冷控制柜属户外设备，以往的变压器强油循环风冷控制柜采用普通钢板制作，封闭不严，内部电气元器件受蚀较重，这降低了设备可靠性，另外，控制逻辑由大量的时间继电器和中间继电器等组成，接线复杂，计时精度不高，维护困难。原型控制柜曾经在不同的机组上发生过一些故障：运行中电源缺相不能自投、运行中交流电源小母线连接处过热不能停运处理、交流电源接触器运行中故障造成其单电源运行而降低了供电可靠性和箱体防护性能偏低易受潮等。
图12. JY-Ⅱ型变压器强油风冷控制系统是采用 “OMRON”或 “SIMENS”可编程控制器作为主要的控制核心，触摸屏作为人机界面，来实现控制自动化、状态信息化、显示与操作人性化。其基本控制功能有
（1）运行中的大型油浸式风冷变压器，对温度有严格的要求，需要及时强迫风冷，为了提高冷却器效率，保证可靠降温，需要将多组冷却器分配为“工作状态”、“辅助状态”、“备用状态”，而且双路电源供电。根据变压器本体上安装的温度继电器状态，油流继电器状态，风机和油泵热过载继电器状态、变压器保护屏上电流继电器状态分别将相应的冷却器投入运行。
（2）只要主变压器投入运行，处于“工作状态”的冷却器投入运行，如果运行中的“工作状态”冷却器中有任何一组故障（热继电器动作或油流继电器不工作或冷却器断路器动作），处于“备用”状态的冷却器投入运行，同时送出“冷却器故障”远方信号，就近显示冷却器故障的具体内容。如果故障修复，处于“备用”状态的冷却器退出运行，故障信号消失，故障记录被保留（见图1）。
（3）当主变上层油温信号高于设定值时或变压器保护屏上的电流继电器（80%负荷用户整定）动作时，处于 “辅助状态”状态的冷却器投入运行，当主变上层油温信号低于设定值时，处于“辅助”状态的冷却器退出运行；如果运行中的“工作状态”和“辅助状态”冷却器中有任何一组故障（热继电器动作或油泵不正常或冷却器断路器动作），处于“备用”状态的冷却器投入运行，同时送出“冷却器故障”远方信号，就近显示冷却器故障的具体内容。如果故障修复，处于“备用状态”的冷却器退出运行，故障信号消失，故障记录被保留。
（4）主变压器投入运行方式时，冷却器I/II电源消失及所有冷却器退出运行，此时发出“冷却器全停故障”远方信号，就近显示冷却器全停故障的具体内容，同时启动20分钟和60分钟延时跳闸计时，20分钟后主变压器上层油温信号达到70度（用户整定值）时，跳闸出口；当主变上层油温信号低于70度（用户整定值）时， 60分钟后跳闸出口。
（5）当一段电源或二段电源消失，启动备用电源自动投入功能，发出“一路电源故障”或“二路电源故障”远方信号，就近显示故障的具体内容，故障记录被保留。
（6）定时轮换冷却器的运行模式，“工作”、“辅助”、“备用”三种方式重新分配。
（7）定时轮换第一路（第二路）电源为工作电源，另一路为备用电源。
图23. JY-Ⅱ型变压器强油循环风冷控制系统的特点
（1）新型变压器强油循环风冷控制柜，采用2.0mm厚不锈钢材料制成，避免了箱体腐蚀，雨季进水事故，延长了设备寿命。
（2）新型的变压器强油风冷控制系统是以可编程控制器作为主要的控制核心，采用触摸屏式人机界面，来实现控制自动化、状态信息化、显示操作人性化。
（3）增加紧急接线端子，考虑到若冷却器控制箱完全故障时，可通过紧急接线端子外接380V电源，使风扇转动，不再因为冷却器长时间故障而停机。
（4）当plc故障时，自动启动所有风扇。
（5）具有突出的电源缺相检测功能。
（6）由于控制箱在室外安装，受气候影响较大，增加了除潮系统，保证元器件在正常环境下工作，延长了设备的寿命（见图2）。
（7）控制电源采用直流110V，提高了控制回路的抗干扰能力。设备改造至今，经过了夏季和冬季的考验，已经安全稳定运行300多天。本次改造使用经费约7万元；改造前日常维护费用大约1万元；平均每年故障1次，损失少则几十万元，因此此次改造的经济性是可观的。说明设备的选型是正确的、改造是成功的。
4. 总之
以微型可编程控制器为核心的冷却器控制回路能够满足电厂主变冷却器自动控制要求，并且具有先进、可靠、控制性能好等优点。通过对主变冷却器控制箱的改造，有效地解决了生产中的很多问题：如减少了生产过程中冷却器的突发故障，缩短了生产准备时间和抢修时间，减少了维护人员的劳动强度等，推进了设备管理现代化发展进程，极大提高了机组的可靠运行。对类似电厂有一定借鉴意义。
[文章编号]1006-7619（2013）04-08-270
[作者简介] 王轶楠，浙江大学电气工程学院电气工程及其自动化专业。
【关键词】主变；冷却器；控制系统；PLC
1. 冷却器控制回路
（1）我公司主变压器原配置主备电源自动切换的冷却器控制回路。它的冷却原理是用潜油泵将冷却器的冷油压入线圈和铁芯的油道中，下进上出冷油直接导向线段，在线饼间按一定的流动方向流动（导向），将线段和铁芯上的热量很快带走，使其温度下降。为了保证运行中的变压器能及时将自身的热量排出，提高设备的可靠性，在今年大修中，我们采用JY-Ⅱ型变压器强迫油循环风冷控制系统，对2#主变冷却器控制回路进行改造。
（2）原冷却器控制回路在运行维护中主要存在如下问题：设备老化，绝缘降低，回路元件数量多、接线复杂，故障率高，几乎每年都要发生变压器故障停机或降出力事故等；同时由于使用年限已久，备品备件缺乏，给检修维护工作也造成一定困难。
（3）变压器强油循环风冷控制柜属户外设备，以往的变压器强油循环风冷控制柜采用普通钢板制作，封闭不严，内部电气元器件受蚀较重，这降低了设备可靠性，另外，控制逻辑由大量的时间继电器和中间继电器等组成，接线复杂，计时精度不高，维护困难。原型控制柜曾经在不同的机组上发生过一些故障：运行中电源缺相不能自投、运行中交流电源小母线连接处过热不能停运处理、交流电源接触器运行中故障造成其单电源运行而降低了供电可靠性和箱体防护性能偏低易受潮等。
图12. JY-Ⅱ型变压器强油风冷控制系统是采用 “OMRON”或 “SIMENS”可编程控制器作为主要的控制核心，触摸屏作为人机界面，来实现控制自动化、状态信息化、显示与操作人性化。其基本控制功能有
（1）运行中的大型油浸式风冷变压器，对温度有严格的要求，需要及时强迫风冷，为了提高冷却器效率，保证可靠降温，需要将多组冷却器分配为“工作状态”、“辅助状态”、“备用状态”，而且双路电源供电。根据变压器本体上安装的温度继电器状态，油流继电器状态，风机和油泵热过载继电器状态、变压器保护屏上电流继电器状态分别将相应的冷却器投入运行。
（2）只要主变压器投入运行，处于“工作状态”的冷却器投入运行，如果运行中的“工作状态”冷却器中有任何一组故障（热继电器动作或油流继电器不工作或冷却器断路器动作），处于“备用”状态的冷却器投入运行，同时送出“冷却器故障”远方信号，就近显示冷却器故障的具体内容。如果故障修复，处于“备用”状态的冷却器退出运行，故障信号消失，故障记录被保留（见图1）。
（3）当主变上层油温信号高于设定值时或变压器保护屏上的电流继电器（80%负荷用户整定）动作时，处于 “辅助状态”状态的冷却器投入运行，当主变上层油温信号低于设定值时，处于“辅助”状态的冷却器退出运行；如果运行中的“工作状态”和“辅助状态”冷却器中有任何一组故障（热继电器动作或油泵不正常或冷却器断路器动作），处于“备用”状态的冷却器投入运行，同时送出“冷却器故障”远方信号，就近显示冷却器故障的具体内容。如果故障修复，处于“备用状态”的冷却器退出运行，故障信号消失，故障记录被保留。
（4）主变压器投入运行方式时，冷却器I/II电源消失及所有冷却器退出运行，此时发出“冷却器全停故障”远方信号，就近显示冷却器全停故障的具体内容，同时启动20分钟和60分钟延时跳闸计时，20分钟后主变压器上层油温信号达到70度（用户整定值）时，跳闸出口；当主变上层油温信号低于70度（用户整定值）时， 60分钟后跳闸出口。
（5）当一段电源或二段电源消失，启动备用电源自动投入功能，发出“一路电源故障”或“二路电源故障”远方信号，就近显示故障的具体内容，故障记录被保留。
（6）定时轮换冷却器的运行模式，“工作”、“辅助”、“备用”三种方式重新分配。
（7）定时轮换第一路（第二路）电源为工作电源，另一路为备用电源。
图23. JY-Ⅱ型变压器强油循环风冷控制系统的特点
（1）新型变压器强油循环风冷控制柜，采用2.0mm厚不锈钢材料制成，避免了箱体腐蚀，雨季进水事故，延长了设备寿命。
（2）新型的变压器强油风冷控制系统是以可编程控制器作为主要的控制核心，采用触摸屏式人机界面，来实现控制自动化、状态信息化、显示操作人性化。
（3）增加紧急接线端子，考虑到若冷却器控制箱完全故障时，可通过紧急接线端子外接380V电源，使风扇转动，不再因为冷却器长时间故障而停机。
（4）当plc故障时，自动启动所有风扇。
（5）具有突出的电源缺相检测功能。
（6）由于控制箱在室外安装，受气候影响较大，增加了除潮系统，保证元器件在正常环境下工作，延长了设备的寿命（见图2）。
（7）控制电源采用直流110V，提高了控制回路的抗干扰能力。设备改造至今，经过了夏季和冬季的考验，已经安全稳定运行300多天。本次改造使用经费约7万元；改造前日常维护费用大约1万元；平均每年故障1次，损失少则几十万元，因此此次改造的经济性是可观的。说明设备的选型是正确的、改造是成功的。
4. 总之
以微型可编程控制器为核心的冷却器控制回路能够满足电厂主变冷却器自动控制要求，并且具有先进、可靠、控制性能好等优点。通过对主变冷却器控制箱的改造，有效地解决了生产中的很多问题：如减少了生产过程中冷却器的突发故障，缩短了生产准备时间和抢修时间，减少了维护人员的劳动强度等，推进了设备管理现代化发展进程，极大提高了机组的可靠运行。对类似电厂有一定借鉴意义。
[文章编号]1006-7619（2013）04-08-270
[作者简介] 王轶楠，浙江大学电气工程学院电气工程及其自动化专业。