孫洪巖，田雨潔

摘 要：采用變頻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)控制、調(diào)整變壓器冷卻系統(tǒng)輸出功率，盡可能與變壓器總損耗相等，同時(shí)結(jié)合變壓器上層油溫和外部環(huán)境氣溫的反饋，以變壓器頂層油溫及負(fù)荷等參數(shù)作為被控量，使變壓器冷卻控制水平得到顯著提高，避免變壓器冷卻器長(zhǎng)期無(wú)效運(yùn)行，從而達(dá)到節(jié)能降耗、減少設(shè)備檢修周期、改善生產(chǎn)運(yùn)行環(huán)境，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命之目的。

關(guān)鍵詞：變壓器冷卻系統(tǒng)；冷卻裝置；變壓器頂層油溫；負(fù)荷電流信號(hào)

0 引言

隨著電網(wǎng)智能化水平不斷提高，電網(wǎng)中的變壓器總?cè)萘考哼_(dá)到發(fā)電總?cè)萘康?-10倍，對(duì)變壓器繞組溫度實(shí)施降溫控制是極其必要的。

1 正文

大型變壓器冷卻系統(tǒng)改造升級(jí)是電網(wǎng)發(fā)展必然趨勢(shì).利用變頻技術(shù)及可編程控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)大型變壓器冷卻裝置自動(dòng)控制，能使變壓器溫度在不同環(huán)境溫度、不同負(fù)載條件下，控制在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的范圍內(nèi)，避免變壓器冷卻器長(zhǎng)期無(wú)效運(yùn)行，從而達(dá)到節(jié)能降耗、減少設(shè)備檢修周期、改善生產(chǎn)運(yùn)行環(huán)境，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命之目的。

2 項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容的原理簡(jiǎn)述

（1）電力變壓器冷卻器全自動(dòng)PLC變頻控制的研究

采用變頻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)控制、調(diào)整變壓器冷卻系統(tǒng)輸出功率，盡可能與變壓器總損耗相等，同時(shí)結(jié)合變壓器上層油溫和外部環(huán)境氣溫的反饋，以變壓器頂層油溫及負(fù)荷等參數(shù)作為被控量，使變壓器冷卻控制水平得到顯著提高，避免變壓器冷卻器長(zhǎng)期無(wú)效運(yùn)行，從而達(dá)到節(jié)能降耗、減少設(shè)備檢修周期、改善生產(chǎn)運(yùn)行環(huán)境，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命之目的。

（2）應(yīng)用PLC實(shí)現(xiàn)變壓器冷卻系統(tǒng)Fuzzy控制的研究

采用變頻器對(duì)冷卻系統(tǒng)實(shí)施有效控制，通過(guò)PLC采集變壓器上層油溫和負(fù)荷電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)Fuzzy程序運(yùn)算后，變頻器冷卻系統(tǒng)對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)速，使變壓器的損耗發(fā)熱與冷卻器散熱始終達(dá)到最佳平衡狀態(tài)。

目前，大型變壓器應(yīng)用的強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷電力變壓器的控制裝置，均采用傳統(tǒng)的繼電器單元控制模式。通過(guò)溫度控制器的機(jī)械觸點(diǎn)的開(kāi)閉驅(qū)動(dòng)交流接觸器，實(shí)現(xiàn)各組冷卻器的投入和退出。

常規(guī)PID 控制的理論基礎(chǔ)是利用變壓器實(shí)際頂層溫度與溫度偏差作為控制變壓器冷卻系統(tǒng)的依據(jù)，積分環(huán)節(jié)可以增加控制穩(wěn)定性，微分環(huán)節(jié)可以增加控制靈敏度，確保最佳設(shè)定值。誤差量是設(shè)定值，難以反映負(fù)荷不斷變化，負(fù)荷變化超出設(shè)定值時(shí)，單純采用PID 控制技術(shù)很難適難以適應(yīng)負(fù)荷變化。模糊控制器（Fuzzy）具有良好的控制精度和自適應(yīng)性。

在常規(guī)PID 控制的基礎(chǔ)上聯(lián)入模糊控制器Fuzzy，使之構(gòu)成Fuzzy與PID的復(fù)合控制，輸入的數(shù)據(jù)是變壓器最頂層的油溫和預(yù)設(shè)溫度的偏差、變壓器負(fù)荷電流I和油溫偏差變化率C，輸出量為冷卻器頻率F。利用PID 的積分控制消除穩(wěn)態(tài)誤差，利用PID 的常規(guī)控制消除穩(wěn)態(tài)誤差，利用PID 的比例控制有效提高動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度等，經(jīng)過(guò)Fuzzy的模糊運(yùn)算與模糊判斷，最終確定動(dòng)態(tài)變化，F(xiàn)uzzy與PID復(fù)合控制改善了Fuzzy 控制的穩(wěn)定性能，進(jìn)一步提高變壓器冷卻系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性和節(jié)能效果，這在智能電網(wǎng)變壓器冷卻系統(tǒng)控制中達(dá)到了技術(shù)先進(jìn)水平。

因此，在常規(guī)PID控制的基礎(chǔ)上引入Fuzzy模糊控制構(gòu)成Fuzzy-PID復(fù)合控制，利用PID的比例控制提高動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和積分控制消除穩(wěn)態(tài)誤差，從而改善Fuzzy控制的穩(wěn)態(tài)性能，采用這種復(fù)合控制方法調(diào)節(jié)冷卻電機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)亩呔鹊谋ＷC變壓器發(fā)熱與散熱的實(shí)時(shí)平衡，延長(zhǎng)變壓器的使用壽命，同時(shí)大大降低了變電所的所用電。

3 結(jié)論

改造后的變壓器冷卻系統(tǒng)的優(yōu)越性如下：①冷卻器控制實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)適應(yīng)、跟隨、智能化控制、無(wú)級(jí)調(diào)速.②變壓器冷卻器平穩(wěn)啟動(dòng)，消除啟動(dòng)時(shí)油流涌動(dòng)和沖擊電流現(xiàn)象，確保了變壓器的正常運(yùn)行.③延長(zhǎng)冷卻系統(tǒng)壽命，降低了使用成本.④改善了變壓器油溫平衡的狀況，減少油流靜電事故的發(fā)生.⑤智能化的變壓器冷卻器控制系統(tǒng)可以節(jié)能20%～60%，并大大降低了噪聲。

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