35KV干式變壓器智能溫控系統分析

楊洪川

摘要：在高層建筑、碼頭等場所，經常會用到很多不同電壓的干式變壓器，因為其在變換交流電壓和交流電流等流程中有著重要作用，保持干式變壓器性能質量在使用中不會發生變化，還要使其內部溫度控制系統保證功能發揮穩定。因為組成變壓器的繞組經常會因為溫度急劇飆升而作用失效，并且溫度變化也會對干式變壓器的冷卻作用產生負面影響。

關鍵詞：35KV；干式變壓器；智能溫控系統

相關人員要了解智能溫控系統的組成原理與工作原理，才會使其在35KV干式變壓器中靈活應用，可以將系統的硬件設計和軟件設計作為切入點。本文主要針對35KV干式變壓器智能溫控系統進行分析。

一、系統組成原理和作用

系統組成部分以及工作原理都如下圖所示，傳感器、風機、上位機以及與這三者相關的線路組成系統的硬件部分，而其余的DSP控制程序以及監控軟件則組成軟件部分，系統軟硬兼施，實現溫度調控功能[1]。傳感器主要對環境溫度和繞組溫度以及冷卻溫度等情況進行監測，將處理后的信號傳遞到轉換模塊，CAN總線以及LED顯示器等都會接收到在此處理后的信號，將繞組溫度限制值作為參考依據，相關的監控軟件和報警軟件就會做出相關的信息反饋，進而風機以及繼電器等設施會給出對應的反應。如果測定的溫度值要遠遠高于限制值，報警軟件就會給出信號，風機運轉，使繞組以及內部零件運行環境的溫度降低，繼電器會開啟保護功能。

二、系統的硬件設計

（一）選擇優質電路核心控制器

系統由硬件軟件以及相關線路組成，主要對處理對象進行溫度控制，需要對溫度變化莫測的海量數據進行準確分析處理，并且在運算分析的過程中，并不會受到其他信號的干擾，這對電路核心控制器的選擇提出了很高的要求，所以在選擇時還要慎重[2]。經過對比研究，某公司的TMS320F2812控制器控制效果比較顯著，該控制器內部的轉換器以及模擬輸入通道等部分都使數據處理能力增強，CAN模塊的功能發揮也要比其他控制器強，而存儲器的擴展更是讓溫度傳感信號得到儲存，使整個系統都處于監控之中。

（二）合理選擇傳感器

選擇優質的傳感器，是干式變壓器中各種溫度信號檢測精確的保證，只有做好溫度測量基礎工作，才能對溫度進行準確控制，干式變壓器才能避免出現溫度故障。溫度傳感器保持功能正常的前提條件是組成部分中的熱電阻在線性方面比較好，并且傳感器本身在使用中不能被氧化，也不能和其他物質發生化學反應，在溫度發生急劇變化時，依舊能在溫度調控系統中起基礎輔助作用。經對比研究，選擇鉑絲熱電阻傳感器作用效果比較好，通過電阻變化來判斷溫度變化，后者與前者呈正相關關系，可用公式表達為：

R=R0（1+at+bt2+ct3）

Abc代表溫度系數，相關人員可根據該干式變壓器的運行情況對溫度系數進行確定[3]。

（三）利用風機驅動電路

風機是用來降溫的，只有達到溫度設定極限值后，風機才會啟動，溫度是否上限主要通過風機驅動電路中的高低電平來判定。這需要DSP軟件程序首先將傳感器傳遞過來并處理后的溫度信號作為設定溫度極限值的對比對象，當前者小于后者時，為低電平，光耦合器件就會導電，成為繼電器常開觸點閉合的動力，驅動電機中有電流通過，就會開啟，并且很快進入工作狀態，風機也會對溫度進行冷卻，直至變壓器的溫度降低到設定值以下。

（四）通信網絡的組成

信號在傳遞的過程中，就是溫控器與線路進行信息交互的過程，為了保證信號能順暢傳遞，還要對通信網絡進行控制，減少信號缺失以及傳遞故障現象的發生。在智能溫控系統中，該網絡的組成包括兩部分，CAN模塊與溫控器。CAN總線在通信電路中起著關鍵作用，所以對其的信號傳遞速度、開放性、糾錯能力以及信號傳遞控制能力等都要求很高，如此CAN總線才會對CAN控制器的遠程監控起到輔助作用，使上位機能精確處理溫度信號數據[4]。CAN總線在傳遞信號時，總會遇到信號干擾現象，所以還要利用高速光耦，使其成為DSP與物理總線之間的隔離物質。

（五）合理設計其他電路

在整個系統中，以上部分是基礎，也是關鍵部分，除此之外，信號在傳遞顯示以及有所反應的過程中，還需要經過按鍵完成，這就需要鍵盤輸入電路發揮作用，而信號顯示在LED顯示屏的過程中以及報警信號發揮作用時，都需要相關的線路發揮信號傳遞作用。雖然這些線路在溫度控制系統中起到的是間接輔助作用，但不管缺少哪種線路，智能溫控系統也不完整，也無法出于工作狀態，所以相關人員在設計該線路時，也要將綜合考慮多方面因素。

三、系統的軟件設計

（一）DSP主程序設計應用

DSP主程序主要實現對數據的處理作用，以及充當信號與上位機之間的傳遞方。DSP主程序需要面對的數據來系統各模塊，不同模塊的數據處理方式也是有差別的。在對A/D轉化模塊中，數據處理方式為分析算法，對鍵盤輸入模塊中，需要處理的數據為開關量參數，主要做修改處理[5]。對LED傳遞的數據主要作顯示處理，此外，該軟件還能對風機以及報警軟件的開啟驅動起控制功效。使溫控系統面對不同溫度變化值，以及與相關操作極限值對比后，能及時作出相對應的反應。比如在超過繞組溫度設定值，該軟件會傳遞給風機運行信號，在超過報警設定值后，會對報警軟件發出報警啟動信號，在超過跳閘設定信號時，會將運行信號傳遞給繼電保護裝置。

（二）上位機監控軟件設計應用

智能溫控系統在上位機軟件選擇中，主要選擇的是LabVIEW軟件，這種軟件雖然是在虛擬環境中開發出來的，但是在監控數據信號變化的過程中起到了關鍵作用。這種軟件的編程語言特點是圖形化，框圖形式結構所組成的代碼簡單有效，能準確描述并處理傳遞過來的信號，并且在這種軟件中，這些框圖結構代碼直接以圖形控件形式存在，相關人員可以不用每次都對該類型代碼進行采集，直接通過該軟件進行使用。這種特點以及功能的實現主要體現在上位機界面上，相關人員在對干式變壓器的溫度進行檢查時，直接借助上位機界面，就可以在街面上看到顯示的溫度值等。

結語

在35KV干式變壓器中，溫控系統要實現智能化，其系統的軟硬件以及各種線路在保證齊全的前提下，能發揮正常功能，使它們能將整個控制流程一直順利循環下去，使溫度無論飆升到何值，都能得到妥善冷卻處理。

參考文獻：

[1]馬路，王穎.35KV干式變壓器智能溫控系統[J].計算機系統應用，2013，22（02）：236-239

[2]孟凡利，劉洋.干式變壓器智能溫控系統的設計[J].山東電力高等專科學校學報，2012，15（04）：20-22

[3]張愛萍，吳建江，亓長軍，車斌文.干式變壓器溫控儀的研制[J].武漢大學學報（工學版），2001，（01）：86-89

[4]張偉民，戴義保，陳偉.干式變壓器智能溫度控制儀的系統設計[J].儀器儀表用戶，2010，5：39-41

[5]巫付專，趙方，牟正中.基于的干式變壓器溫度監控系統[J].變壓器，2010，8：61-63