（特变电工衡阳变压器有限公司 湖南衡阳 421007）
摘要：本文简单介绍智能变电站的变压器冷却系统，通过可满足IEC61850通讯的可编程逻辑控制器，并配置工业交换机，将变压器冷却系统及其本体信号通过光缆传送至主控室。
关键词：工业交换机；双光纤配置；IEC61850；“三合一”控制柜；光缆
Abstract: In this paper, the transformer cooling system of intelligent substation is briefly introduced. The PLC which can meet IEC61850 communication and is equipped with industrial switch can transmit the transformer cooling system and its body monitoring signal to the main control room through optical cable.
Key words: Industrial switch; dual fiber configuration; IEC61850; three in one control cabinet; optical cable
引言
随着社会经济发展，电力需求进一步扩大，我国能源资源和电力负荷分布不均衡决定了西电东送的必要性。变压器是输变电系统中重要的组成设备，随着变压器的容量增大，变压器运行中产生的损耗也成比例增长。损耗的能量主要体现为热量，热量使变压器油温升高。当变压器绕组温度在80~140℃范围内，温度每升高6℃，其绝缘老化速度将增加一倍，即温度每升高6℃，其绝缘寿命就降低1/2。因此变压器冷却系统的稳定可靠性的显得尤为重要。
作为变压器冷却系统的核心设备，普通变压器冷却系统控制柜（简称控制柜）常采用继电器作为控制核心，通过变压器的油温和负荷自动启停冷却系统。通过电缆的形式将冷却系统的运行和故障信号送到主控室。500kV及以上的变电站系统为了满足可靠性要求，通常信号回路需要满足双重化或三重化配置的要求，为满足多重化配置需要配置双倍或者三倍的电缆才能实现，土建和电气设施的成本都成倍的增加，且现场施工和接线难度增加，变电站中隐藏的故障点也增多，增大了变电站运行和维护的难度。
该工程控制柜主要的优点有三个方面：“三合一”型控制柜、PLC和交换机实现双光纤配置传输。
一、“三合一”型控制柜
.png)
常规变压器配置仪表箱、端子箱和控制柜，该项目实现上述三个箱体合体，将变压器的温度计表盘安装在柜体内门上，保护温度计延长其使用寿命。同时集冷却系统控制和变压器组配件、CT信号采集于一体。作为与主控室“沟通”的唯一箱体，优化现场箱体个数，土建和电缆的工作量大幅下降，且便于电站的运行和维护。
柜体左侧内门上安装有F31变压器绕组温度计、F33,F34变压器油面温度计、U3光纤绕组测温控制器及组合式指示灯模组，柜体外门安装钢化玻璃，站在控制柜面前可以实时读取变压器上所有设备的数据。
二、PLC的应用
工程采用WAGO可编程逻辑控制器，它与普通的PLC的主要区别是：能实现IEC61850通信规约。它的编程平台为codesys，支持IEC61131-3标准IL、ST、FBD、CFC、SFC等六种编程语言。
.png)
WAGO编程画面：IEC61850模块
采集和控制并实现信号的传输，是多数PLC都具有的功能。如采集变压器的油温和负荷信号，并综合冷却系统的输入反馈，控制冷却系统的启停。还能采集主变的气体继电器、压力释放阀和油位计等组配件的开关量信号和温度计4-20mA模拟量信号，将它们转化为满足MODBUS协议的RS485信号送至主控室。
智能变电站要求设备和IED单元的信号满足IEC61850通信规约。WAGO的CPU单元可实现这个功能。它还可以优化控制功能，冷却系统可分组轮换启停，平均化冷却系统的启动时间，延长冷却系统的使用寿命。
三、工业交换机
.png)
PLC配置工业交换机
常规控制柜产品的信号采用电缆的形式进行远传，一台控制柜通常需要5-10根电缆，如果采用双重化或者三重化配置时，需要的电缆成倍增长。
如上图，SW1是工业交换机，环境温度范围-40~70℃，配置SFP模块，FX多模LC接口传输距离可达2km，作为从站与主控室主站通讯，光纤传输速度100M/s。光缆传输具有通信容量大，传输损耗低和抗腐蚀、干扰能力强等优点，两根光缆取代几十根电缆，敷设难度大大降低，且通信比电缆更加可靠。
结语
本文提出的智能电网冷却系统控制柜的技术方案，可满足智能变电站的需求，在保证变压器冷却系统可靠的前提下，还减少了现场施工和运维的工作量，是一种可推广的冷却器控制系统方案。
参考文献
[1]向晓汉，刘摇摇.PLC编程从入门到精通.化学工业出版社,2019, 06
[2]吴爱国，李长滨,工业以太网协议[D].武侯,计算机应用，2003,11
[3]CodesysV2.3中文编程[G]德国3S软件有限公司
[4]浙江省电力公司,IEC61850在变电站中的工程应用.中国电力出版社,2012
作者简介
文斌（1987-），男，特变电工衡阳变压器有限公司高级设计师，工程师，长期从事特高压变压器冷却系统控制及系统集成工作。