浅析干式变压器温度测控系统-北极星输配电网

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本文分析了110kV干式变压器温度测控系统需要解决的问题，并采用红外温度传感器代替传统的铂电阻进行非接触式温度测量，从红外温度传感器的测温原理、测温特点等方面进行了详细的阐述。同时该系统采用PLC对各种采样信号进行处理，提高了整个系统运行的安全性和可靠性。

本测控系统选用红外温度传感器、Ptl00热电阻对变压器的绕组和铁芯温度进行采样；选用电压互感器，电流变送器对低压侧绕组的电压、电流进行采样；选用SIEMENS的S7-300PLC对各采样数据进行处理；同时根据需要，配合单相可控硅控制器，通过对变压器所配备的风机进行启/停和变速控制，实现对绕组温度的调节。

1、测控系统的方案设计

110kV干式变压器的测控系统主要由5部分组成：传感器、A/D、D/A模块、PLC主机、输入输出模块及可控硅控制器。

2、红外测温系统的设计

2.1红外传感器系统的工作原理

一个典型的红外传感器系统由光学接收器、红外探测器和信号处理系统等部分组成

2.2红外温度传感器的选择与安装

经过综合考虑选用了EXERGEN的本安型IRt/c.01-K-240F/120C红外温度传感器，标准包装带1米长电缆和两个安装螺母。

利用变压器用于紧固铁芯的U型上夹件，在绕组上表面的上方各安装一红外温度传感器，共6个，使其距离绕组上表面15mm左右。再将传感器连接到PLC的模拟量输入模块上，所测温度信号经过放大和A/D转换后，送入PLC主机利用软件进行数据处理。系统框图110kV干式变压器测温系统框图略。

IRt/c系列红外温度传感器为K型热电偶信号输出，可直接与PLC的A/D模块相连，采样信号经模块放大、滤波处理后，转换成分辨率为12位的数字信号，送入PLC的CPU。

2.3红外测温系统的调试

首先给变压器通电，然后改变变压器所加负载的大小。加大负载，在温度上升的过程中，每隔20度对温度值记录一次，直至温度上升至140℃，即分别记录20℃、40℃、60℃、80℃、100℃、120℃、140℃时的温度；然后减小负载，在温度下降的过程中，再重新测量一遍。

将110kV干式变压器的测控系统所测得的温度值与传统温控器的测量值进行比较，根据红外温度传感器所测温度值与实际温度值(Pt-100所测温度值)的偏差，每20度为一单元，利用PLC软件编程，对温度值进行线性标定。标定后温度的误差在1℃的范围内。

3、冷却风机控制系统的设计

3.1冷却风机系统自动操作子程序

在温度较低时，风机停止，变压器通过自然风冷降温；在温度很高时，全速开启风机降温；在温度较高时，采用PID控制对风机转速进行调节，尽可能提前的降低温度。

3.2冷却风机系统的PID设计

3.2.1PID模块

S7编程软件V5.1中的标准程序库中，包含有PID控制块，该块中又包含五个于PID控制的功能块(FB)，其中FB58(TCONT_CP)和59(TCONT_S)［1-4］专门用于温度控制的功能块。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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