PLC在干式榆林s11变压器分布式监控系统中应用

　　电力自动化设备在干式榆林s11变压器分布式监控系统中的应用。干式榆林s11变压器分布式自动监控系统实现了干式榆林s11变压器温度的实时监测，并实时地对干式榆林s11变压器风冷系统设备的运行状况进行检测和自动控制，在确保榆林s11变压器本身的安全运行过程中实现了对配电系统的安全运行。

　　干式榆林s11变压器在大型工业企业使用比较广泛，但是大多数企业对其运行状态的实时监控缺少比较理想的手段。长期以来，传统的温度仪监控对于榆林s11变压器温度的变化，散热设备的运行状况，榆林s11变压器的安全运行监测，没有完备的历史数据管理功能。

　　江苏溪河海榆林s11变压器一般的做法是每台千式榆林s11变压器配备温度巡回显报警仪，温控仪对榆林s11变压器3个绕组的温度巡回检测，当温度上升到给定值时自动启动散热风机，当温度继续上升到危险值时自动切断负载，从而实现保证榆林s11变压器安全运行的基本功能。

　　目前这种传统的温控方式只是解决了对榆林s11变压器的安全保护，而对工厂的供电系统乃至生产系统运行时，这个矛盾不突出。当榆林s11变压器接近满负荷运行状态时，此时榆林s11变压器监控系统必须重点解决两个问题，一是各榆林s11变压器运行状态绕组温度检测的实时性，二是榆林s11变压器散热系统风机运行的实时性。

　　易于编程处理速度快等优点。通过采集到的榆林s11变压器绕组温度和风机工作状态，根据控制程序可以实现温度的在线检测及对相关风机的自动控制。

　　监控系统结构列入本次改造的有4个变电站，每个变电站有4台干式榆林s11变压器，榆林s11变压器需要检测相绕组的温度及6台散热风机的运行状况，并根据榆林s11变压器的温升情况自动执行风机的启动停止报警及负荷的切断。监控系统由上位工控机和4个现场控制站组成。每个控制站功能结构分为信号采集与处理阶段温度报警以及风机启动控制。

　　榆林s11变压器相绕组温度传感器24台风机的运行状态每个现场站有12个温度信号需要采集，如果采用通用模拟量处理模块，必将大幅增加投资成本。所以研制开发了智能温度变送器，通过热电阻测温元件将干式榆林s11变压器相绕组的温度物理量转换为工业标准信号，由发出编码指令循环读取智能温度变送器所对应的各通道模拟量。这样可以使用个双通道的模拟量模块完成12个模拟量信号的采集，节省了大量硬件费用。

　　在系统控制中需要对96台散热风机的工作状态进行监控。由于传统的通过接触器触点反映工作状态的方法不能监控电机的好坏，因此开发了6通道风机工作状态检测仪。当接触器虽然在闭合状态而电机由于故障不能工作时，检测仪将检测出电机呈故障状态。现场控制面板和上位计系统自动启动该台榆林s11变压器的散热风机，当温度全部降到70，风机仍不能有效地降低榆林s11变压器绕组温度，当相绕组有温度值上升到150时，预警指灯发出超温闪光报警信号。当温度值均下降到145后，超温报警自动消除。当相绕组有相以上的温度值上升到170的危险值时，报警指灯发出超温闪光报警信号，同时启动超温跳闸功能，以保护榆林s11变压器的安全。

　　系统功能设计：现场操作站的硬件配置，现代过程自动化控制包含了大量的信号采集与处理，系统对各种变量的采集和传输控制的精确性很大程度上依赖于良好的硬件配置。

　　将4台干式榆林s11变压器相绕组的热电阻温度转换成420mA工业标准信号，巡回传送给PLC.温度通道的切换控制，输出口变换发出组的进制位编码指令，传送至智能温度变送器的命令口。

　　当风机正常工作时，通过电流变送反应出其工作状态，具有测量准确性高的特点。信号转换为榆林s11变压器触点驱动风机运行。

　　作为系统的控制核心对所有的变量不间断扫描采集，根据温度的变化判断进行处理的步骤，对风机自动控制完全按照设计程序运行。西门子单元提供2个通信串口，连接西门子文本显器，现场指各榆林s11变压器的温度值风机运行状况和进行现场操作，并可修改程序进行通信，时刻不断的把各参数传送至组态系统中，同时接受上位计算机发出的各种控制指令，保持上下位机的有序数据传送。

　　检测信号的处理在使用初期，发现温度的变化并未按照设计的要求真实地反应出来。原因在于工况条件下，热电阻温度传感器安装在榆林s11变压器次级线的匝间，全厂上百台变频控制器负载随机变化所产生的不规则的高次谐波干扰信号叠加在缓慢变化的温度信号上。

　　低通滤波等硬件方式并不能够把各种杂散的电磁干扰和静电干扰全部滤掉，工业干扰对测量的影响依然相当大。硬件滤波受到许多限制，因此在上位计算机采用了两级数字软件滤波。由于榆林s11变压器造成的高次谐波干扰在线路电阻回路中产生的干扰电势不致性，而导致了温度采样值严重失真。

　　经过多次试验，对检测信号进行了如下的软件处理。滑动平均值法采用队列作为测量数据存储器，队列的长度固定为进行新的测量，把测量结果放于队尾，而去掉原来队首的个数据，这样在队列中始终有个最新数据。计算平均值时，只要把队列中的数据进行算术平均就可。

　　可以根据需要设定队列的长度，通过多次调试把设为8，这样既保证了温度的实时性，又避免由于干扰而造成突变。在此基础上，根据不同的使用状况，在干扰比较强烈的可以通过对比使用前后的状况。

　　结束语在干式榆林s11变压器分布式监控系统中应用传统控制上有着广阔的前景。在本系统的设计及调试过程中，着力解决了榆林s11变压器负载对榆林s11变压器绕组测温铂热电阻产生的干扰和如何低成本地解决台散热风机运行状态的检测技术难。以低造价高可靠性的硬件选择，完美的软件功能，成功地实现了16台干式榆林s11变压器的监控自动化。本系统自2000年8月投入运行以来，效果比较理想，真正实现了从单榆林s11变压器的安全保护到对整个配电系统乃至生产系统安全运行监控的转变，具有很高的推广价值。