作者：朱宏宇
单位：唐山市古冶区职业技术教育中心学校 邮编：063101
摘要：目前风冷强迫油循环的冷却方式广泛的应用于中大型变压器的冷却系统中，传统冷却装置的运行主要依靠继电器逻辑电路，传统继电器元件种类、型号复杂且动作不可靠，容易发生误动作及拒动作，精度低；投切冷却器主要依靠采集温度信号进行硬接点控制，容易使冷却器频繁投切出现抖动情况；冷却器的工作状态无法在线设定。文章对PLC在变压器冷却控制系统的智能应用进行了详细说明，希望对工作实际有所帮助借鉴。
关键词：PLC；变压器；冷却器
此方案采用智能控制，对原变压器的风冷控制系统进行改进，在原来风冷系统的硬件设计及功能设计基础上，将原控制方案改为由PLC控制多组风扇的新的控制系统，使冷却系统处于最佳的工作状态。
一、冷却系统硬件组成
该系统使用西门子公司的S7-200核心部件，为PLC逻辑控制模块，这个模块主要采集变压器以下信息：电源信息、环境温度、风冷运行状态，同时对工作信息进行综合判断，及时决策，同时反馈到上位机，接收上位机的命令，进而对变压器风冷系统进行智能控制。电压监视、断相保护、延时控制功能则需要电源切换装置完成，两组互为备份的电源配合断路器，具备机械、电气的双重互锁功能，同时可给上位机提供状态信号。冷却装置的保护模块采用固态继电器对油泵和风扇的电机进行短路、过载及断相保护。
二、主要功能与控制逻辑
温度变送器采集变压器顶层油温，将温度信号送至控制单元PLC经处理，输出给固态继电器作为执行单元控制冷却器的投切。同时温度计作为负反馈将信号送至PLC进行比对调节，控制对象为冷却器风扇。变压器顶层油温的控制逻辑如图1所示。
.png)
冷却器的投切逻辑为首先判断冷却器是否需要进行投切，并判断三侧断路器是否处于断位，如处在合位则表明变压器处于工作状态，可进行偷窃操作。第二步，判断当前PLC的工作状态是否正常，如果PLC处于故障状态，为保证变压器正常运行，采用最大原则，将所有冷却器全部逐台启动。第三步，判断PLC是处于手动控制还是自动控制状态，选用不同的控制逻辑。第四步，如果上一步采用的是自动控制状态，从计时程序中，读出冷却器的工作时间，如果冷却器的工作时间超过了168小时，就要进行轮换，累计运行时间最短的冷却器组进行投入，运行时间最长的冷却器组为备用。第五步，对冷却器启动条件进行判断，如果温度没有达到设定值，那么程序结束，如果有，需要进入下一步程序。第六步，判断工作组与辅助组的工作状态，若处于故障，那么将冷却器全部启动，结束程序。
三、PLC软件程序设计
PLC冷却控制系统的程序编制是整个软件系统设计的核心，也决定了系统的控制逻辑。结合前文的硬件设计及系统需求，编制符合控制逻辑的程序。PLC控制程序主要由主程序、故障逻辑判断、信号显示输出、通信、计时、全停、分类启动等程序组成。
主程序：控制整个系统，主要判别变压器当前的工作状况，是不是符合冷却器启动的条件，从而选择不同的子程序。
故障判断程序：判断当前冷却器能否正常运行，收集冷却器的运行信号，对故障信号整理判断，输出处理结果，然后可向执行机构发出动作信号令其将故障部分切除，并将信号传给上位机。
计时：本控制系统中PLC的计时程序，会统计冷却器累计的运行时间，从而进行分组投切，来解决某单一风扇组运行时间较长的窘境。
全停：变压器在工作中，如果出现特殊状况，即冷却器全部停止运行，这种情况下变压器内部温度上升很快，所以要将信号及时传递给上位机并将处理判断结果传递给变压器的保护装置，可设置延时跳闸或报警，避免长时间运行导致变压器故障。
信号显示输出：即在状态显示屏上，会显示出冷却器当前的运行状态，如是否正常、电源是否故障、风扇是否故障等。
分类启动：是对整个控制系统进行执行的程序、经PLC处理过的信号交由分类启动程序最终完成冷却器的投切。
四、实验结果分析
经实验数据表1可知，利用两台容量相同的变压器其中第一组使用继电器逻辑控制方式的记录数据，第二组应用PLC逐台投切方式，选取5个工作日的风机耗电量及每天10：00时平均油温进行对比，可知，采用新方案可使风机的耗电量显著降低，且通过温度计记录长期运行后变压器10时日均油温低于传统方案。
.png)
五、结束语
本文介绍了一种基于PLC的变压器冷却器控制系统，该方案将传统的继电器控制电路控制变压器冷却器的投切逻辑进行改进处理，可有效的提高冷却器运行的稳定性、经济性和变压器的寿命。
参考文献：
[1]李长华,齐向东.电力变压器油温的智能控制及监测系统设计[J].太原科技大学学报,2014,35(01):8-14.
[2]李瑞琦,胡凯.PLC在变电站变压器自动化控制的应用研究[J].装备制造技术,2020(07):164-166+172.
[3]杨虎,付恩狄.基于PLC的主变冷却器控制系统的改造设计[J].广西电力,2020,43(02):79-81+85.
[4]王凤祥.龙滩水电站1号主变冷却器控制系统优化改进[J].红水河,2020,39(05):120-122.
[5]陈琼.可编程控制器在主变冷却器控制系统中的应用[J].水利科技,2014(04):48-49.
[6]祝石厚,卓旺权,张淑芳.基于PLC的500kV主变冷却器控制系统可靠性分析[J].电力安全技术,2019,21(01):61-64.