专利名称：一种换流变压器冷却系统监控电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于直流输变电中换流变压器冷却系统的监控电路，属输配电技术领域。
背景技术：
冷却系统是变压器的一个重要组成部分，对变压器的安全运行起着至关重要的作用。变压 器冷却系统性能的优劣在很大程度上取决于其控制系统，传统交流变压器的冷却控制系统仅仅 利用简单的继电器电路完成对冷却系统自身的控制，其电路结构简单，功能单一，可靠性低， 无法有效地对变压器实施监控，其控制信号不能实时反映变压器负荷及运行状况的变化，以及 由于负荷变化引起的绝缘介质、绕组热点温度和油面温度的变化情况，也未能充分考虑换流变 压器的控制特点。目前，直流输变电技术已经起步，换流变压器对冷却系统的性能和可靠性提出了更高的要 求，传统换流变压器冷却系统监控电路已很难满足要求。 发明内容本实用新型的目的在于提供一种运行可靠性、控制功能完善、适于直流输变电系统使用 的换流变压器冷却系统监控电路。本实用新型所称问题是以下述技术方案实现的一种换流变压器冷却系统监控电路，由开关信号输入电路、模拟信号输入电路、可编程 序控制器PLC以及执行电路组成，所述开关信号输入电路和模拟信号输入电路的输出端接可编程序控制器PLC的输入端，所述执行电路由冷却器控制接触器构成，接触器的控制线圈接可编 程序控制器PLC的输出端，各接触器的触点连接冷却器中的风机或油泵。上述换流变压器冷却系统监控电路，所述开关信号输入电路由一级冷却控制双位置继电 器J1、 二级冷却控制继电器J2、三级冷却控制继电器J3、 一级冷却油面温度开关Ktl、 一级 冷却网侧绕组温度开关Kt2、一级冷却阀侧绕组温度开关Kt3、 二级冷却油面温度开关Kt4、 二 级冷却网侧绕组温度开关Kt5和二级冷却阀侧绕组温度开关Kt6组成，置位按钮Ks和复位按 钮i^是一级冷却控制双位置继电器Jl的控制开关，所述二级冷却控制继电器J2的一个常开 触点J2-2与一级冷却油面温度开关Ktl串联后共同控制二级冷却控制继电器J2的控制线圈， 同时， 一级冷却网侧绕组温度开关Kt2和一级冷却阀侧绕组温度开关Kt3并联后也并接在所述 控制回路上，所述三级冷却控制继电器J3的一个常开触点J3-2与二级冷却油面温度开关Kt4 串联后共同控制三级冷却控制继电器J3的控制线圈，同时，二级冷却网侧绕组温度开关Kt5 和二级冷却阀侧绕组温度开关Kt6并联后也并接在所述控制回路中；14. 0 、 14. 1、 14. 2分别 为可编程序控制器PLC的三个开关信号输入端口，所述一级冷却控制双位置继电器Jl的一个 常开触点J1-1、 二级冷却控制继电器J2的一个常开触点J2-1、三级冷却控制继电器J3的一 个常开触点J3-l分别串接在所述可编程序控制器PLC的三个开关信号输入端口的输入回路中。上述换流变压器冷却系统监控电路，所述模拟信号输入电路由网侧电流互感器CT1、阀侧 电流互感器CT2、阀侧电压互感器PT和四个温度传感器组成，所述网侧电流互感器CT1的信号 输出端经变换器Tl接可编程序控制器PLC的PEW256端，所述阀侧电流互感器CT2的信号输出 端经变换器T2接可编程序控制器PLC的PEW260端，所述阀侧电压互感器PT的信号输出端经 变换器T3接可编程序控制器PLC的PEW268端；所述四个温度传感器分别是网侧绕组温度传感 器Rtl、阀侧绕组温度传感器Rt2、变压器油面温度传感器Rt3和环境温度传感器Rt4，它们的 一端接地，另一端分别接可编程序控制器PLC的PEW258、 PEW262、 PEW264和PEW266端。上述换流变压器冷却系统监控电路，所述冷却器控制接触器包括四个电源接触器和三个 风扇接触器，四个电源接触器的常开触点分别控制四个冷却器的供电回路，其控制线圈分别接 于可编程序控制器PLC的QO. 4、 Q0. 5、 Q0. 6和Q0. 7端，三个风扇接触器的控制线圈分别接于 可编程序控制器PLC的00. 0、 QO. 1、和Q0. 2端，每个风扇接触器的四个常开触点分别控制四个冷却器中的一个风扇。上述换流变压器冷却系统监控电路，所述一级冷却油面温度开关Ktl、 一级冷却网侧绕组 温度开关Kt2、 一级冷却阀侧绕组温度开关Kt3、 二级冷却油面温度开关Kt4、 二级冷却网侧绕 组温度开关Kt5、 二级冷却阀侧绕组温度开关Kt6的闭合温度设定值根据换流变压器具体运行 状态，分别设置在30。C 40。C、 55。C 65。C、 55。C 65。C、 4rC 50。C、 66。C 75。C、 66°C 75°C。本实用新型利用开关信号输入电路采集变压器不同位置的温度开关信号和手动控制信号， 利用模拟信号输入电路实时采集变压器不同位置的温度模拟信号以及变压器电压、电流信号， 可编程序控制器PLC对所采集的各种信号进行分析，并给执行电路输出控制信号，控制各个冷 却器的运行。该监控电路根据不同情况对冷却器实施多级控制，提高了控制性能，改善了控制 效果。采用模拟信号作为温度开关信号的备用信号，提高了监控电路的可靠性。同传统换流变 压器冷却系统的控制电路相比，本实用新型控制功能完善、运行可靠性高，能够满足换流变压 器对冷却系统的要求。
图1为换流变压器冷却系统监控电路的电原理框图； 图2为开关信号输入电路的电原理图； 图3为本实用新型的电原理图； 图4为冷却器主回路的电原理图。图中各符号为Jl、 一级冷却控制双位置继电器，Jl-l、 一级冷却控制双位置继电器Jl的常开触点，J2、 二级冷却控制继电器，J2-1、 J2-2、 二级冷却控制继电器J2的常开触点， J3、三级冷却继电器，J3-l、 J3-2、三级冷却继电器J3的常开触点，Ktl、 一级冷却油面温 度开关(用于测量油面温度)，Kt2、 一级冷却网侧绕组温度开关(用于测量网侧绕组温度)， Kt3、 一级冷却阀侧绕组温度开关(用于测量阀侧温度)，Kt4、 二级冷却油面温度开关(用于 测量油面温度)，Kt5、 二级冷却网侧绕组温度开关(用于测量网侧绕组温度)，Kt6、 二级冷却阀侧绕组温度开关(用于测量阀侧绕组温度)，Ks、置位按钮，《r复位按钮，CTK网侧 电流互感器，CT2、阀侧电流互感器，PT、阀侧电压互感器，Rtl、网侧绕组温度传感器，Rt2、 阀侧绕组温度传感器，Rt3、变压器油面温度传感器，Rt4、环境温度传感器，Tl、 T2、 T3变换 器，几l、第一冷却器电源接触器，几2、第二冷却器电源接触器，几3、第三冷却器电源接触 器，几4、第四冷却器电源接触器，几卜l、第一冷却器电源接触器的常开触点，几2-l、第二 冷却器电源接触器的常开触点，几3-1、第三冷却器电源接触器的常开触点，几4-l、第四冷却 器电源接触器的常开触点，JF1、第一风扇接触器，JF2、第二冷风扇接触器，JF3、第三风扇 接触器，JF1-1、 JF1-2、 JF1-3、 JF1-3、第一风扇接触器的常开触点，JF2-1、 JF2-2、 JF2-3、 JF2-4、第二冷风扇接触器的常开触点，JF3-1、 JF3-2、 JF3-3、 JF3-4、第三风扇接触器的常 开触点，PLC、可编程序控制器，LQ1、第一冷却器，LQ2、第二冷却器，LQ3、第三冷却器，LQ4、 第四冷却器，MFll、 MF12、 MF13、第一冷却器风扇，MF21、 MF22、 MF23、第二冷却器风扇，MF31、 MF32、 MF33、第三冷却器风扇，MF41、 MF42、 MF43、第四冷却器风扇，MP1、第一冷却器油泵， MP2、第二冷却器油泵，MP3、第三冷却器油泵，MP4、第四冷却器油泵。
具体实施方式
本监控电路根据两级温度信号对冷却器实施三级冷却控制。由一级冷却控制双位置继电 器实施一级冷却控制， 一级冷却油面温度开关Ktl、 一级冷却网侧绕组温度开关Kt2和一级冷 却阀侧绕组温度开关Kt3采集二级冷却控制温度信号，二级冷却油面温度开关Kt4、 二级冷却 网侧绕组温度开关Kt5和二级冷却阀侧绕组温度开关Kt6采集三级冷却控制温度信号。(本实 用新型中所称的阀侧是指接直流电网侧；网侧是指接交流电网侧。)参见图2， Jl为一级冷却控制双位置继电器，当置位按钮Ks按下时，其常开触点J卜1闭 合，给可编程序控制器PLC输入冷却器开机信号，若此时各个温度监测点的温度均小于一级冷 却温度值，贝何编程序控制器PLC对冷却器实施一级冷却控制，当复位按钮^按下时，其常 开触点Jl-l打开，给可编程序控制器PLC输入冷却器关机信号。当网侧绕组温度升高至一级冷却网侧绕组温度开关Kt2的闭合温度或阀侧绕组温度升高至一级冷却阔侧绕组温度开关Kt3的闭合温度时， 一级冷却网侧绕组温度开关Kt2或一级冷却阀 侧绕组温度开关Kt3闭合，使二级冷却控制继电器J2的控制线圈得电，其常开触点J2-l、 J2-2 闭合，给可编程序控制器PLC输入一级冷却温度信号，若此时各个 驢监测点的温度均小于二 级冷却温度值，则可编程序控制器PLC对冷却器实施二级冷却控制。由于油面温度的变化一般 比绕组温度的变化滞后，绕组温度升高后油面温度也会随之上升，使一级冷却油面温度开关Ktl 闭合，当绕组温度降低到小于一级冷却温度值时，油面温度可能仍然大于一级冷却温度值，此 时虽然Kt2、 Kt3断开，但一级冷却油面温度开关Ktl处于闭合状态，二级冷却控制继电器J2 的常开触点J2-2也处于闭合状态，二级冷却控制继电器J2保持闭合状态，直至油面温度降低， 一级冷却油面温度开关Ktl断开。当网侧绕组温度升高至二级冷却网侧绕组温度开关Kt5的闭合温度或阔侧绕组温度升高至 二级冷却阀侧绕组温度开关Kt6的闭合温度时，二级冷却网侧绕组温度开关Kt5或二级冷却阀 侧温度开关Kt6闭合，使三级冷却继电器J3的控制线圈得电，其常开触点J3-1、 J3-2闭合， 给可编程序控制器PLC输入二级冷却温度信号，可编程序控制器PLC对冷却器实施三级冷却 控制。由于油面温度比绕组温度下降速度小，当绕组温度降低到小于二级冷却温度值时，油面 温度可能仍然大于二级冷却温度值，此时虽然Kt5、 Kt6断开，但二级冷却油面温度开关Kt4 仍处于闭合状态，三级冷却继电器J3保持闭合状态，直至油面温度降低，二级冷却油面温度 开关Kt4断开。参见图3， Tl、 T2、 T3变换器的作用是将网侧电流互感器CT1、阀侧电流互感器CT2、阀 侧电压互感器PT所输出的电流或电压信号变换为与PLC的输入端相匹配的信号。网侧电流互 感器CT1、阀侧电流互感器CT2、阀侧电压互感器PT和四个温度传感器所采集的温度模拟信号 与开关量信号同时参与控制，当温度模拟信号超过一级、二级冷却温度设定值时，可编程序控 制器PLC同样对冷却器实施二级、三级冷却控制。两种信号互备，提高了监控电路的可靠性。参见图4，每个冷却器包括一个油泵和三个风扇，冷却器的电源接触器闭合时，其油泵即 开始运转，而每个风扇要在冷却器的电源接触器和风扇接触器同时闭合时才工作。一级冷却控制时，三个冷却器运转，每个冷却器有两个风扇工作。 二级冷却控制时，三个冷却器运转，每个冷却器三个风扇全部工作。 三级控制时，四个冷却器全部运转，每个冷却器三个风扇全部工作。 可编程序控制器PLC的型号是SM331 8XAI，当然，也可选择其它型号。 每个温度开关设有两对触点，具体实施时，为了进一步提高本实用新型的可靠性，每个温度开关的两对触点应接入两个独立的温度信号采集回路中，所采集的信号同时输入可编程序控制器PLC。
权利要求1、一种换流变压器冷却系统监控电路，其特征是，它由开关信号输入电路、模拟信号输入电路、可编程序控制器(PLC)以及执行电路组成，所述开关信号输入电路和模拟信号输入电路的输出端接可编程序控制器(PLC)的输入端，所述执行电路由冷却器控制接触器构成，接触器的控制线圈接可编程序控制器(PLC)的输出端，各接触器的触点连接冷却器中的风机或油泵。
2、 根据权利要求1所述换流变压器冷却系统监控电路，其特征是，所述开关信号输入电 路由一级冷却控制双位置继电器(Jl)、 二级冷却控制继电器(J2)、三级冷却控制继电器(J3)、 一级冷却油面温度开关(Ktl)、 一级冷却网侧绕组温度开关(Kt2)、 一级冷却阀侧绕组温度开 关(Kt3)、 二级冷却油面温度开关(Kt4)、 二级冷却网侧绕组温度开关(Kt5)和二级冷却阀 侧绕组温度开关(Kt6)组成，置位按钮(Ks)和复位按钮(《h)是一级冷却控制双位置继电 器(Jl)的控制开关，所述二级冷却控制继电器(J2)的一个常开触点(J2-2)与一级冷却油 面温度开关(Ktl)串联后共同控制二级冷却控制继电器(J2)的控制线圈，同时， 一级冷却 网侧绕组温度开关(Kt2)和一级冷却阀侧绕组温度开关(Kt3)并联后也并接在所述控制回路 上，所述三级冷却控制继电器(J3)的一个常开触点(J3-2)与二级冷却油面温度开关(Kt4) 串联后共同控制三级冷却控制继电器(J3)的控制线圈，同时，二级冷却网侧绕组温度开关(Kt5) 和二级冷却阀侧绕组温度开关(Kt6)并联后也并接在所述控制回路中；14.0 、 14.1、 14.2 分别为可编程序控制器(PLC)的三个开关信号输入端口，所述一级冷却控制双位置继电器(Jl) 的一个常开触点(Jl-1)、 二级冷却控制继电器(J2)的一个常开触点(J2-l)、三级冷却控制 继电器(J3)的一个常开触点(J3-1)分别串接在所述可编程序控制器(PLC)的三个开关信 号输入端口的输入回路中。
3、 根据权利要求2所述换流变压器冷却系统监控电路，其特征是，所述模拟信号输入电路由网侧电流互感器(CT1)、阀侧电流互感器(CT2)、阀侧电压互感器(PT)和四个温度传感 器组成，所述网侧电流互感器(CT1)的信号输出端经变换器(Tl)接可编程序控制器(PLC) 的PEW256端，所述阀侧电流互感器(CT2)的信号输出端经变换器(T2)接可编程序控制器(PLC) 的PEW260端，所述阀侧电压互感器(PT)的信号输出端经变换器(T3)接可编程序控制器(PLC) 的PEW268端；所述四个温度传感器分别是网侧绕组温度传感器(Rtl)、阀侧绕组温度传感器 (Rt2)、变压器油面温度传感器(Rt3)和环境温度传感器(Rt4)，它们的一端接地，另一端 分别接可编程序控制器(PLC)的PEW258、 PEW262、 PEW264和PEW266端。
4、 根据权利要求3所述换流变压器冷却系统监控电路，其特征是，所述冷却器控制接触 器包括四个电源接触器和三个风扇接触器，四个电源接触器的常开触点分别控制四个冷却器的 供电回路，其控制线圈分别接于可编程序控制器(PLC)的Q0.4、 Q0.5、 Q0.6和Q0.7端，三 个风扇接触器的控制线圈分别接于可编程序控制器(PLC)的QO.O、 QO. 1、和Q0.2端，每个风 扇接触器的四个常开触点分别控制四个冷却器中的一个风扇。
5、 根据权利要求2、 3或4所述换流变压器冷却系统监控电路，所述一级冷却油面温度 开关(Ktl)、 一级冷却网侧绕组温度开关(Kt2)、 一级冷却阀侧绕组温度开关(Kt3)、 二级冷 却油面温度开关(Kt4)、 二级冷却网侧绕组温度开关(Kt5)、 二级冷却阀侧绕组温度开关(Kt6) 的闭合温度设定值根据换流变压器具体运行状态，分别设置在3(TC 4(TC、 55"C 65'C、 55 。C 65。C、 41。C 5(TC、 66。C 75。C、 66。C 75。C。
专利摘要一种换流变压器冷却系统监控电路，属输配电技术领域，用于解决换流变压器冷却问题。其技术方案是它由开关信号输入电路、模拟信号输入电路、可编程序控制器以及执行电路组成，所述开关信号输入电路和模拟信号输入电路的输出端接可编程序控制器的输入端，所述执行电路由冷却器控制接触器构成，接触器的控制线圈接可编程序控制器的输出端，各接触器的触点连接冷却器中的风机或油泵。同传统换流变压器冷却系统的控制电路相比，本实用新型控制功能完善、运行可靠性高，能够满足直流变压器对冷却系统的要求。
文档编号H02H7/04GK201174580SQ20082007655
公开日2008年12月31日 申请日期2008年3月19日 优先权日2008年3月19日
发明者吴增泊, 李文平, 石立新, 陈志伟, 马双喜, 高常发 申请人:保定天威集团有限公司