多臺變壓器實時溫度監(jiān)測系統(tǒng)是在唐鋼冷軋薄板廠現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上勇湃，增加對變壓器進(jìn)行溫度監(jiān)控备禀，來減輕工作人員的勞動強度趁仙。產(chǎn)生的溫度腔寡、電流曲線圖表焚鲜，有利于分析變壓器的工作、健康狀況及負(fù)荷的分配情況蹬蚁，根據(jù)記錄的這些數(shù)據(jù)來制定檢修計劃和合理的分配負(fù)荷恃泪。

1  引言

干式變壓器以其具有防火阻燃、安裝環(huán)境簡潔犀斋、日常維護(hù)方便和結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點贝乎，逐漸在電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用情连。負(fù)載變化繞組超溫是干式變壓器故障的主要原因。為了提高電力系統(tǒng)運行的可靠性和延長干式變壓器的使用壽命览效，應(yīng)該對干式變壓器的溫度進(jìn)行實時監(jiān)控却舀。變壓器過載運行會使溫度升高，加快變壓器絕緣的老化過程新砖，降低變壓器的使用壽命了灾。據(jù)研究統(tǒng)計，絕緣工作時的溫度每升高8度冒衍，其壽命會減少一半胖直。

2  系統(tǒng)分析

2.1 超溫原因

變壓器的溫升主要由鐵損和銅損產(chǎn)生。變壓器鐵芯發(fā)熱的主要原因是磁滯損耗搭屿、渦流損耗和繞組的傳導(dǎo)熱量腋民。當(dāng)變壓器的初級繞組通電后，線圈所產(chǎn)生的磁通在鐵心流動探龟，因為鐵心本身也是導(dǎo)體项起，在垂直于磁力線的平面上就會感應(yīng)電勢，這個電勢在鐵心的斷面上形成閉合回路并產(chǎn)生電流否癣，形成“渦流”廊珊。這個“渦流”使變壓器的鐵損耗增加，并且使變壓器的鐵心發(fā)熱栏荷，變壓器的溫升增加答倡。繞制變壓器需要用銅導(dǎo)線，這些銅導(dǎo)線存在著直流電阻冻晤，電流流過時會消耗一定的功率苇羡，這部分損耗往往變成熱量而消耗，使繞組發(fā)熱鼻弧。

2.2 控制要求

為能對變壓器的溫度進(jìn)行實時監(jiān)測和控制设江，要求設(shè)計的系統(tǒng)能對多臺變壓器的繞組和鐵心溫度進(jìn)行測量，實時在hmi上顯示攘轩，并能對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析叉存，一旦溫度超出設(shè)定最高溫度時進(jìn)行聲光報警，達(dá)到極限設(shè)定溫度時自動切除負(fù)荷進(jìn)行保護(hù)度帮。當(dāng)溫度達(dá)到強制散熱設(shè)定值時歼捏，啟動風(fēng)扇進(jìn)行強制散熱。服務(wù)器能對變壓器的溫度進(jìn)行記錄笨篷，并能生成曲線圖瞳秽，隨時能為技術(shù)人員提供查詢。

3  系統(tǒng)設(shè)計

該系統(tǒng)主要由溫度采集傳送單元、i/o模塊练俐、plc靡玲、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通訊等部分組成锡锐，如圖1所示铆羡。

圖1  系統(tǒng)組成框圖

3.1 溫度采集單元

采用熱電阻cu100對變壓器繞組和鐵心溫度進(jìn)行測量。熱電阻是利用物質(zhì)在溫度變化時操椰，其電阻也隨著發(fā)生變化的特征來測量溫度能狼。測量范圍0~150℃，r0=100ω跌仗。

3.2 人機界面(hmi)

人機界面用來顯示每臺變壓器的溫度顺雪，并可以方便的設(shè)置系統(tǒng)的參數(shù)，如報警溫度值掩若，切除負(fù)荷溫度值诈猎，啟/停風(fēng)扇溫度值等參數(shù)《┕剑可以實時查看每臺變壓器的繞組和鐵心的溫度，并可以顯示變壓器負(fù)荷和溫度關(guān)系曲線骄娶。必要時還可通過hmi上的按鈕哈误，手動啟/停風(fēng)機，消除報警及切除負(fù)荷等操作躏嚎。在服務(wù)器上蜜自，記錄著各種報警信息及故障發(fā)生時的各相溫度值、時間等信息卢佣，可按時間條件進(jìn)行查詢重荠，并根據(jù)需要進(jìn)行打印和負(fù)荷圖表輸出。該系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集處理虚茶、風(fēng)機運行和故障報警由plc和hmi通過編制的相應(yīng)程序來完成戈鲁。

3.3 遠(yuǎn)程i/o模塊

溫度信號的采集和風(fēng)扇的開啟通過遠(yuǎn)程i/o模塊來實現(xiàn)。溫度信號采集采用模擬量輸入模塊sm431模塊(訂貨號為6es7 431-1kf10-0ab0)嘹叫。該模塊能對電阻進(jìn)行測量婆殿，分辨率為13位，模擬量部分與cpu隔離罩扇，無需外部電源婆芦。對該模塊的模擬量的讀取可以在step7中用fc105功能塊讀出。該模塊通過profibus網(wǎng)絡(luò)與plc相連喂饥，把所采集的溫度信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字量送往plc绣摹。輸出模塊采用數(shù)字量輸出sm422模塊(訂貨號為6es7 422-1hh00-0aa0)，16點輸出，隔離為8組辽嘹，每2通道1組搭诬，輸出電流5a，額定負(fù)載電壓230v扫帝。

3.4 監(jiān)控單元

利用高性能高速西門子s7-400 plc對各溫度檢測單元進(jìn)行實時掃描和運算撰征，結(jié)合hmi輸入的參數(shù)，對變壓器風(fēng)扇進(jìn)行控制融乖，如果超出設(shè)定的限定值在hmi上發(fā)出聲光報警仔蟀，達(dá)到極限值時切除負(fù)荷。s7-400自動化系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計闺焦，具有模塊擴(kuò)展和配置功能使其能夠按照每個不同的需求靈活組合叼河。用et200分布式i/o可以進(jìn)行遠(yuǎn)程擴(kuò)展，對于分布范圍廣的系統(tǒng)非常實用济七，通過profibus-dp接口川愤，最多時可以連接到125個總線節(jié)點，使用光纖時碍讯，最后一個節(jié)點的距離可以達(dá)到23km悬蔽。集成的hmi服務(wù)，用戶只需為hmi服務(wù)定義源和目的地址捉兴，系統(tǒng)會自動的傳送信息蝎困。有很強的通信功能，cpu模塊集成有mpi和dp通信接口倍啥，有profibus-dp和工業(yè)以太網(wǎng)的通信模塊禾乘，以及點對電通信模塊。通過profibus-dp或as-i現(xiàn)場總線虽缕，可以周期性的自動交換i/o模塊的數(shù)據(jù)(過程映像數(shù)據(jù)交換)始藕。在自動化系統(tǒng)之間，plc與計算機和hmi站之間氮趋，均可以交換數(shù)據(jù)伍派。數(shù)據(jù)通信可以周期性的自動進(jìn)行或基于事件驅(qū)動由用戶程序塊調(diào)用。

3.5 網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)

現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)將計算機控制系統(tǒng)的各個控制級和分散在現(xiàn)場的傳感器剩胁、執(zhí)行器有機聯(lián)系起來拙已，為實現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合自動化創(chuàng)造了條件。唐鋼酸洗線系統(tǒng)根據(jù)控制級別要求和網(wǎng)絡(luò)特點在不同控制層應(yīng)用了工業(yè)以太網(wǎng)煤丧，profibus-dp和as-i總線枯誓。工業(yè)以太網(wǎng)采用光纖電纜作為傳輸介質(zhì)，光纜不受電磁干擾影響裕唯，通訊迅捷可靠五浊，實現(xiàn)工程師站萄瞻、hmi、hmi服務(wù)器菲缕、快速數(shù)據(jù)分析儀fda和s7-400plc系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通訊趁室，達(dá)到生產(chǎn)管理和工程控制的目的。profibus-dp網(wǎng)絡(luò)用以實現(xiàn)自動化系統(tǒng)和分布式i/o站(simatic et200s)聂幅，siemens驅(qū)動器及mcc dp/as-i

link之間的數(shù)據(jù)通訊吓蝌。profibus-dp網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度快，抗干擾度高活乘，有力的保證了現(xiàn)場狀態(tài)信號與控制數(shù)據(jù)的傳輸授工。

4  程序設(shè)計

4.1應(yīng)用軟件

hmi操作系統(tǒng)為windows2000 server sp 5,應(yīng)用軟件為wonderware intouch ver.8 sp 4, intouch是在windows2000或windowsxp操作系統(tǒng)下，在pc機上運行的面向?qū)ο蟮募酆蕖?shù)據(jù)開放和功能開放的32位應(yīng)用程序系統(tǒng)细层。intouch提供在工業(yè)上用于圖形顯示、信息處理唬涧、歸檔和報表的基本功能模塊疫赎，還提供用戶文檔、過程控制軟件包和開放開發(fā)工具等可選軟件包碎节。其強大的驅(qū)動程序接口捧搞、快速圖形更新和安全歸檔功能具有很高的可能性，結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)存儲方式保證無論是組態(tài)生產(chǎn)的數(shù)據(jù)和運行過程的數(shù)據(jù)都可準(zhǔn)確無誤的讀取狮荔。plc編程軟件為step7 v5.3 sp3.step7編程軟件是基于windows2000/xp或windows server 2003的為s7-300/400plc配置和編程的標(biāo)準(zhǔn)軟件包实牡。通過step7用戶可以進(jìn)行系統(tǒng)配置和程序的編寫、調(diào)試轴合、在線診斷plc硬件配置狀態(tài)、控制plc的運行狀態(tài)和i/o通道的狀態(tài)等碗短。

4.2 功能塊流程圖

在主程序中調(diào)用變壓器溫度監(jiān)測功能塊受葛，功能流程圖如圖2所示。

圖2  流程圖

5  結(jié)束語

多臺變壓器實時溫度監(jiān)測系統(tǒng)是在唐鋼冷軋薄板廠現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上偎谁，增加對變壓器進(jìn)行溫度監(jiān)控总滩，來減輕工作人員的勞動強度。產(chǎn)生的溫度餐嗦、電流曲線圖表蝌秕，有利于分析變壓器的工作、健康狀況及負(fù)荷的分配情況残膜，根據(jù)記錄的這些數(shù)據(jù)來制定檢修計劃和合理的分配負(fù)荷镐赖。唐鋼冷軋薄板廠有六臺干式變壓器，為了監(jiān)控變壓器的溫度商爆，需要工作人員每天三次記錄每相的溫度从巾，并采用紅外線電子測溫儀去測量每一臺變壓器的鐵心溫度懦诸，以便分析掌握變壓器的工作狀況。本文在唐鋼冷軋薄板廠現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)上設(shè)計的一套變壓器溫度聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)趣临，降低了工人的勞動強度赖谷，提高設(shè)備的可靠性。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)幸膨，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享滥氏，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負(fù)責(zé)，也不構(gòu)成任何其他建議慷甩。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布妈踊、編輯整理上傳，對此類作品本站僅提供交流平臺硝训，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)响委。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻、圖片窖梁、文字如涉及作品版權(quán)問題赘风，請第一時間告知，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容纵刘，以保證您的權(quán)益邀窃！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。