電力變壓器自動檢測系統的設計

李民華

【摘要】根據目前電力變壓器自動檢測系統的設計存在的問題，提出一種利用PLC電力變壓器自動檢測系統。采用OMRON公司C200Ha系列可編程控制器作為現場設備的控制設備，研究設計表明，該變壓器自動檢測系統具有通用性優良，適宜于遠距離通訊，線路少且維修方便，精度高且抗干擾能力強，價格低廉，應用范圍比較廣泛，能滿足了實時測控和管理的要求。

【關鍵詞】變壓器；自動檢測；可編程控制器；參數

引言

目前，國內對電力變壓器的參數進行測試時，大部分仍采用手動操作、人工讀數的方法。雖然有一些企業使用了電力變壓器參數的微機測試系統，但是由于這些系統使用的設備比較落后，因此，系統測試的項目比較單一、測試的自動化程度也不高。近年來，隨著計算機技術的發展，出現了一些功能較齊全的電力變壓器參數測試系統，但價格較高，不能滿足一些企業的需要。因此，為滿足當前對電力變壓器參數測試的需求，研究設計一套高精度、自動化程度高、價格較低的電力變壓器參數自動測試系統具有現實意義[1]。在對以往的電力變壓器參數測試系統研究的基礎上，結合當今電力測試技術、計算機網絡技術及自動化控制技術，提出了一套自動化程度較高的電力變壓器參數測試系統的整體設計方案。該套系統可針對電力變壓器采用自動或手動的方式進行參數測試，可測定出被試電力變壓器的三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率以及油頂層的溫度等參數[2]。

圖1 系統的硬件結構組成框圖

1.系統的硬件組成

系統的硬件結構組成如圖1所示，整個系統由計算機、打印機、網絡連接卡、可編程控制器PLC、電力參數監控單元、溫度采集單元、變頻驅動單元、調壓電機、互感器組、中間變壓器、電動轉換開關等設備組成[3]。

2.系統控制單元

在本系統中，選用了日本OMRON公司C200Ha系列可編程控制器作為現場設備的控制設備，它的主要作用是：在電力變壓器參數測試過程中，可實現對電壓、電流互感器量程的切換控制，以滿足電力參數

監控單元對采集信號幅度的要求；對試驗電源的狀況監控；根據從模擬量I/O單元輸入的三相電壓和三相電流值，反饋輸出控制由變頻器驅動的調壓電機，來實現調壓過程的自動化控制；在手動操作模式下，可實現對測試過程的控制。在使用PLC前首先要做的就是對PLC進行組建，即用一些基本硬件單元和特殊硬件單元構建PLC系統。其中基本單元包括：電源單元、標準I/O單元、CPU單元、通信板、內存單元、底板和機架等；特殊單元包括：高速計數單元、位置控制單元、模擬量I/O單元、溫度檢測控制單元、回路控制單元等。其中特殊單元是可選的[5]。

3.溫度的測量

按照GB 1094.2—1996和JB/T 501—91的規定，在溫升試驗時，需要使用精度不低于0.5℃的溫度計來測量被試變壓器油頂層的溫度。本系統選用了北京長英科技有限公司的LTM8201智能化測溫模塊和配套的溫度傳感器組成了溫度測量系統，代替了使用溫度計對油頂層的溫度進行測量的方法，滿足了系統的測量精度要求。溫度采集模塊的主要作用是：在進行溫升試驗時，對被試電力變壓器油頂層的溫度和周圍環境的溫度進行測量與采集。其中配套的銅管封裝溫度傳感器探頭LTM8873用于測量被試電力變壓器油頂層溫度，壁掛封裝溫度傳感器LTM8872用于測量被試電力變壓器環境溫度。在溫升試驗結束后，能夠通過網絡連接卡MOXA CP-132的RS-485通訊接口COM3，將這些測量數據傳送給上位機。另外，在溫升試驗過程中，當油頂層某點的溫度值超過設定溫度上限或低于溫度下限時，該模塊還具有報警功能。

4.結束語

研究設計表明，采用PLC工業控制計算機通用性好，抗干擾性能強，適合電力變壓器自動檢測系統，增強了系統的通訊能力，適宜于遠距離通訊，線路少且維修方便，精度高且抗干擾能力強，價格低廉，應用范圍比較廣泛，能滿足了實時測控的要求。

參考文獻

[1]莊興元.電力設備在線監控技術現狀與實際開發應用前景[J].電工技術雜志，2004（5）：19-21.

[2]武永紅.電力變壓器試驗自動控制系統的研制[M].保定：河北農業大學，2007，6：4-8.

[3]姜重然，陳文平，徐斌山.永磁同步電機控制系統控制器參數的優化設計[J].電機與控制應用，2011，38（6）：26-30.

[4]宋伯生.PLC編程使用指南[M].北京：機械工業出版社，2006：492-514.