数控技术
变压器智能风冷控制技术研究及设备研制
郭志红1李卫2魏勇3王晓峰3李俊刚3
(1.山东省电力科学研完院山东济南250002；2.云南电网公司普洱供电局云南普洱665000；
3.许继电气股份有限公司河南许昌461000)
与皮
摘要：本文对变压器智能风冷控制系统进行研究，介绍了智能变电站环境下的变压器智能风冷控制系统的构成及配置，从基于IEC61850的数据传输及通信建模方式、控制IED运行方式、控制IED的控制执行几个方面说明了其工作原理，从控制电源热备用方式、数据采集、控制、切模、通信、自检及告警、对时几个方面定义了其功能设计，文术给出了变压器智能风冷控制系统核心部件控制IED的软硬件设计方案。
关键调：智能风冷控制变压器IEC61850控制IED设计智能变电站
中图分类号：TM401.2
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2012)11-0032-02
随着智能电网的快速发展与推进，变压器智能化的研究与设计将是变压器技术发展的方向，风冷控制系统作为变压器不可或缺的重要组成部分1-2),必需满足变压器智能化发展的要求。目前我国的 220kV及以上电压等级的变压器大多采用强油风冷冷却方式3-],控制部分大多采用PLC或单片机完成，系统构成比较复杂，控制功能简单且控制模式基本固定，整个控制系统比较独立和封闭，基本不与其他设备信息交互-7，在智能电网通讯及信息共享的要求下，传统风冷控制系统已不能适应智能变压器发展的要求。
本文详细介绍了变压器智能风冷控制系统的设计，包括系统构成及配置情况、控制原理、功能实现以及控制IED软硬件设计等。 1、系统构成及配置
1.1系统构成
智能变电站自动化系统基于EC61850通讯及信息共享要求，变压器风冷控制作为过程层设备应接人过程层网络，信息通过过程层网络传输，包括控制所需的测量数据，控制指令以及监测结果等，系统构成如图1所示。
1.2系统配置
变压器智能风冷控制器包括冷却控制IED以及就地控制柜组成，根据目前运行的情况，控制器配置分为如下三种情况：(1)对于无特需要求情况，冷却控制ED作为控制主体安装在就地控制柜上，配置必要的辅助执行单元和电路，完成所有控制及信息传输功能，(2)对于就地控制柜已有简单智能控制器的情况，如PLC、单片机等控制执行单元，冷却控制系统由冷却控制IED与智能控制设备及辅助电路组成，完成控制及信息传输功能；(3)对于就地控制柜采用了特殊控制方
监控主机
站控层网络
过程层网络 GOOSE 健热临
SMV
合并单园
测控装置
GOOSE
冷却控制[ED
GOOSE
测量IED其他监测ED
冷却控制器
冷器就地控制担
文大第
s
图1变压器智能风冷控制系统构成
Fig.1 transformer intelligent forcedair cooling control system
architecture
式的情况，如风机控制采用变频器控制方式，冷却控制系统由冷却控
制IED与变频器及辅助电路组成，完成控制及信息传输功能。 2、工作原理
2.1基于IEC61850网络通信的数据传输
冷却控制IED所需测量数据主要来自测量IED，包括主变本体相关的油湿、绕组湿度，主变负荷等，来自其他监测IED数据包括铁芯监测电流、主变油中气体分析数据等，来自智能终端数据包括主变运行信息等，通过过程层网络GOOSE传输方式接收
控制指令包括来自后台的远方控制指令经测控装置的控制信息，冷却控制IED发给智能终端跳闸信息等，均通过GOOSE传输机制，高效、快速的通过过程层网络传输。
2.2控制IED运行方式
传统风冷控制系统由于数据采集的局限性，一般采用固定的“运行”、“辅助”、“备用"模式对风机组的控制，或采用奇偶数组控制模式控制风机组的启停，控制模式固定单一，不利于节能和设备的有效利用。变压器智能风冷控制设计运行方式分为手动和自动，其中手动方式又分为就地手动和远方手动控制方式。自动运行方式下，控制ED根据油温、绕组温度、变压器运行负荷情况以及变化趋势或者异常情况如主变铁芯电流的增大、油中气体反映出的热故障等，综合判断出需要运行的风机组数，发出控制指令启停风机组，完成主变的冷却控制要求。当处于手动就地控制方式时，与传统就地控制手动方式基本一致，运行人员在控制柜就地通过把手或按钮控制风机组的启停；当处于手动远方控制时，通过后台或调度等将控制风机组启停命令下发给测控单元，由测控转发控制指令到冷却控制IED，完成风机组的控制，
CPU
最示
人机换口
FPGA
开出插件控制开出
开人插件信号开入
RS48
EEE
ETH
图2变压器智能风冷控制IED硬件构成
Fig.2 hardware architecture of transformer intelligent forcedair
cooling control system