李民華

【摘要】根據(jù)目前電力變壓器自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題，提出一種利用PLC電力變壓器自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。采用OMRON公司C200Ha系列可編程控制器作為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制設(shè)備，研究設(shè)計(jì)表明，該變壓器自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)具有通用性優(yōu)良，適宜于遠(yuǎn)距離通訊，線路少且維修方便，精度高且抗干擾能力強(qiáng)，價(jià)格低廉，應(yīng)用范圍比較廣泛，能滿足了實(shí)時(shí)測(cè)控和管理的要求。

【關(guān)鍵詞】變壓器；自動(dòng)檢測(cè)；可編程控制器；參數(shù)

引言

目前，國(guó)內(nèi)對(duì)電力變壓器的參數(shù)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，大部分仍采用手動(dòng)操作、人工讀數(shù)的方法。雖然有一些企業(yè)使用了電力變壓器參數(shù)的微機(jī)測(cè)試系統(tǒng)，但是由于這些系統(tǒng)使用的設(shè)備比較落后，因此，系統(tǒng)測(cè)試的項(xiàng)目比較單一、測(cè)試的自動(dòng)化程度也不高。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了一些功能較齊全的電力變壓器參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)，但價(jià)格較高，不能滿足一些企業(yè)的需要。因此，為滿足當(dāng)前對(duì)電力變壓器參數(shù)測(cè)試的需求，研究設(shè)計(jì)一套高精度、自動(dòng)化程度高、價(jià)格較低的電力變壓器參數(shù)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)具有現(xiàn)實(shí)意義[1]。在對(duì)以往的電力變壓器參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)今電力測(cè)試技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及自動(dòng)化控制技術(shù)，提出了一套自動(dòng)化程度較高的電力變壓器參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案。該套系統(tǒng)可針對(duì)電力變壓器采用自動(dòng)或手動(dòng)的方式進(jìn)行參數(shù)測(cè)試，可測(cè)定出被試電力變壓器的三相電壓、三相電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率以及油頂層的溫度等參數(shù)[2]。

圖1 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)組成框圖

1.系統(tǒng)的硬件組成

系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)組成如圖1所示，整個(gè)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、網(wǎng)絡(luò)連接卡、可編程控制器PLC、電力參數(shù)監(jiān)控單元、溫度采集單元、變頻驅(qū)動(dòng)單元、調(diào)壓電機(jī)、互感器組、中間變壓器、電動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等設(shè)備組成[3]。

2.系統(tǒng)控制單元

在本系統(tǒng)中，選用了日本OMRON公司C200Ha系列可編程控制器作為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制設(shè)備，它的主要作用是：在電力變壓器參數(shù)測(cè)試過(guò)程中，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓、電流互感器量程的切換控制，以滿足電力參數(shù)

監(jiān)控單元對(duì)采集信號(hào)幅度的要求；對(duì)試驗(yàn)電源的狀況監(jiān)控；根據(jù)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(qū)動(dòng)的調(diào)壓電機(jī)，來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)壓過(guò)程的自動(dòng)化控制；在手動(dòng)操作模式下，可實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試過(guò)程的控制。在使用PLC前首先要做的就是對(duì)PLC進(jìn)行組建，即用一些基本硬件單元和特殊硬件單元構(gòu)建PLC系統(tǒng)。其中基本單元包括：電源單元、標(biāo)準(zhǔn)I/O單元、CPU單元、通信板、內(nèi)存單元、底板和機(jī)架等；特殊單元包括：高速計(jì)數(shù)單元、位置控制單元、模擬量I/O單元、溫度檢測(cè)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(cè)量

按照GB 1094.2—1996和JB/T 501—91的規(guī)定，在溫升試驗(yàn)時(shí)，需要使用精度不低于0.5℃的溫度計(jì)來(lái)測(cè)量被試變壓器油頂層的溫度。本系統(tǒng)選用了北京長(zhǎng)英科技有限公司的LTM8201智能化測(cè)溫模塊和配套的溫度傳感器組成了溫度測(cè)量系統(tǒng)，代替了使用溫度計(jì)對(duì)油頂層的溫度進(jìn)行測(cè)量的方法，滿足了系統(tǒng)的測(cè)量精度要求。溫度采集模塊的主要作用是：在進(jìn)行溫升試驗(yàn)時(shí)，對(duì)被試電力變壓器油頂層的溫度和周?chē)h(huán)境的溫度進(jìn)行測(cè)量與采集。其中配套的銅管封裝溫度傳感器探頭LTM8873用于測(cè)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(cè)量被試電力變壓器環(huán)境溫度。在溫升試驗(yàn)結(jié)束后，能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接卡MOXA CP-132的RS-485通訊接口COM3，將這些測(cè)量數(shù)據(jù)傳送給上位機(jī)。另外，在溫升試驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)油頂層某點(diǎn)的溫度值超過(guò)設(shè)定溫度上限或低于溫度下限時(shí)，該模塊還具有報(bào)警功能。

4.結(jié)束語(yǔ)

研究設(shè)計(jì)表明，采用PLC工業(yè)控制計(jì)算機(jī)通用性好，抗干擾性能強(qiáng)，適合電力變壓器自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的通訊能力，適宜于遠(yuǎn)距離通訊，線路少且維修方便，精度高且抗干擾能力強(qiáng)，價(jià)格低廉，應(yīng)用范圍比較廣泛，能滿足了實(shí)時(shí)測(cè)控的要求。

參考文獻(xiàn)

[1]莊興元.電力設(shè)備在線監(jiān)控技術(shù)現(xiàn)狀與實(shí)際開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景[J].電工技術(shù)雜志，2004（5）：19-21.

[2]武永紅.電力變壓器試驗(yàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)的研制[M].保定：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007，6：4-8.

[3]姜重然，陳文平，徐斌山.永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)控制器參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].電機(jī)與控制應(yīng)用，2011，38（6）：26-30.

[4]宋伯生.PLC編程使用指南[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006：492-514.