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第一章 簡(jiǎn)介

一、概述
    電力系統(tǒng)由發(fā)電、變電、輸電、配電、用電幾個(gè)環(huán)節(jié)組成，其中變壓器是一個(gè)十分重要的元件，它的安全運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)起著十分重要的作用。變壓器在運(yùn)行過(guò)程中，繞組中的銅耗和鐵芯中的鐵耗都轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使變壓器各個(gè)部分的溫度升高，變壓器的使用壽命主要由絕緣老化程度決定，絕緣老化主要是由溫度變化造成的。研究結(jié)果表明∶在超越設(shè)計(jì)溫度情況下，溫度每升高6℃，變壓器的使用壽命就要減少一半，這便是變壓器絕緣老化的六度規(guī)則。由此可見(jiàn)溫度是影響變壓器使用壽命的一個(gè)重要指標(biāo)。
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)電力工業(yè)快速增長(zhǎng)、電網(wǎng)容量不斷增大，這對(duì)輸電技術(shù)提出了許多新的要求∶發(fā)展"西電東送"的需要;電網(wǎng)增容及改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的需要;全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的需要;提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平的需要。而特高壓直流輸電技術(shù)以其輸送容量大、傳輸距離長(zhǎng)、高穩(wěn)定性、線路損耗少、節(jié)省走廊面積、降低短路電流、便于聯(lián)網(wǎng)等特點(diǎn)在滿足上述需求方面具有很多優(yōu)勢(shì)，近些年得到迅速的發(fā)展。
    換流變壓器是直流輸電工程中最重要的設(shè)備，占設(shè)備價(jià)格的40%，它的安全運(yùn)行對(duì)整個(gè)直流輸電系統(tǒng)起著十分重要的作用。換流變壓器主要采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷冷卻方式。我公司經(jīng)過(guò)與直流輸電換流變生產(chǎn)單位的專家交流并通過(guò)大量的調(diào)查研究以及總結(jié)以往智能型風(fēng)冷控制柜調(diào)試運(yùn)行中的經(jīng)驗(yàn)專門研制了直流輸電換流變壓器專用的智能冷卻控制系統(tǒng)，為整個(gè)直流輸電換流變的安全穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航。該控制系統(tǒng)是根據(jù)檢測(cè)到的換流變的實(shí)時(shí)運(yùn)行溫度及負(fù)荷電流自動(dòng)投切換流變冷卻器，從而對(duì)換流變壓器整個(gè)冷卻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制，達(dá)到節(jié)能和延長(zhǎng)冷卻器使用壽命的目的。同時(shí)，通過(guò)PLC對(duì)各組冷卻器狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將各種電氣、非電氣參數(shù)上傳至遠(yuǎn)方監(jiān)控系統(tǒng)。

二、使用條件
◆安裝地點(diǎn)∶戶外、戶內(nèi)
◆周圍環(huán)境溫度∶******∶+55℃   最低∶-40℃   ******日溫差∶25K
◆相對(duì)濕度∶≤ 95%RH
◆海拔高度∶≤3300m
◆******風(fēng)速∶35m/s
◆地震烈度∶ ≤ 8度   水平加速度∶≤0.3g   垂直加速度∶≤0.15g
◆污穢等級(jí)∶ III級(jí)（2.8kV/cm）
◆覆冰厚度∶<10mm
◆防護(hù)等級(jí)∶IP55

四、引用標(biāo)準(zhǔn)
GB1094           電力變壓器
GB/T 13498-2007  高壓直流輸電術(shù)語(yǔ)
GB/T13499-2002   電力變壓器應(yīng)用導(dǎo)則
GB/T17468-1998   電力變壓器選用導(dǎo)則
JB/T3837-1996    變壓器類產(chǎn)品型號(hào)編制方法
DL/T572-2010     電力變壓器運(yùn)行規(guī)程
GB 14285         繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程
GB 19517-2009    國(guó)家電氣設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范
GB 7251          低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備
GB 4208-2008     外殼防護(hù)等級(jí)
DL/T 720-2013    電力系統(tǒng)繼電保護(hù)柜、屏通用技術(shù)條件
DL/T 5136-2012   火力發(fā)電廠、變電所二次接線設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程
GB 50054-2011    低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范
GB/T 22390       高壓直流輸電系統(tǒng)控制與保護(hù)設(shè)備

第二章 系統(tǒng)組成、功能特點(diǎn)及控制原理
一、系統(tǒng)組成
    該系統(tǒng)由匯控柜（TCC）和控制柜（PLC）兩部分及其共用的一個(gè)頂蓋組成∶ 匯控柜（TCC）∶主要用于匯集直流輸電換流變本體的電氣量和非電氣量信號(hào)，并將一部分信號(hào)（負(fù)荷信號(hào)、溫度的模擬量及開(kāi)關(guān)量信號(hào)、各組冷卻器的狀態(tài)信號(hào)、手自動(dòng)的控制方式信號(hào)等）傳遞給PLC控制柜，其他一部分信號(hào)（閥側(cè)套管SF6壓力、頂層油溫、繞組溫度（網(wǎng)側(cè)）、油位信號(hào)、分接開(kāi)關(guān)檔位信號(hào)等4-20mA模擬量）傳遞給智能組件柜（IED），其余信號(hào)傳遞給直流控制保護(hù)系統(tǒng);接受控制柜和運(yùn)行人員下發(fā)的控制命令，對(duì)冷卻器及有載開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制;提供電源給換流變冷卻器、PLC控制柜、智能組件柜及其他換流變組部件。
    控制柜（PLC）∶用于控制高壓直流換流變冷卻系統(tǒng)運(yùn)行，經(jīng)過(guò)對(duì)換流變運(yùn)行溫度、負(fù)荷和冷卻器的狀態(tài)計(jì)算處理，結(jié)合直流控制系統(tǒng)命令對(duì)換流變冷卻器的啟停進(jìn)行控制，并將冷卻器運(yùn)行狀態(tài)經(jīng)匯控箱送至直流控制保護(hù)系統(tǒng)。

二、功能特點(diǎn)
◆采用雙電源互投（動(dòng)力電源及控制電源），一主一備方式確保供電高可靠性。
◆ 控制柜內(nèi)PLC按雙重化配置，兩套PLC獨(dú)立運(yùn)行，不分主備。
◆具有完備的系統(tǒng)保護(hù)功能，具有過(guò)流保護(hù)、短路保護(hù)，缺相保護(hù)、系統(tǒng)故隱保護(hù)。
◆在自動(dòng)控制模式失效的情況下，可自動(dòng)轉(zhuǎn)入手動(dòng)控制模式。
◆可與電廠DCS、無(wú)人值守變電站主系統(tǒng)進(jìn)行通訊及聯(lián)絡(luò)，以便把各種信號(hào)上行和下行通訊。
◆ 既可以按溫度和負(fù)載的開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制，也可以按溫度和負(fù)載的模擬量進(jìn)行******控制。
◆ 控制面板設(shè)計(jì)人性化，各種運(yùn)行參數(shù)可設(shè)置，具有故障記錄功能。

三、控制原理及方式
◆溫濕度控制
    為了保證控制柜內(nèi)部溫濕度環(huán)境，設(shè)一路或兩路溫溫度控制器，當(dāng)氣溫下降到0℃以下時(shí)，啟動(dòng)加熱回路，溫度達(dá)到5℃后，停止加熱。當(dāng)溫度達(dá)到40℃時(shí)，啟動(dòng)降溫裝置，當(dāng)氣溫下降到35℃后，停止降溫。
◆照明控制
    當(dāng)柜門打開(kāi)時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)照明回路，照明燈亮，關(guān)上柜門后，照明燈自動(dòng)關(guān)閉。
◆手動(dòng)控制模式
    在手動(dòng)模式下，全部冷卻器都處于工作狀態(tài)，此時(shí)，冷卻器的工作狀態(tài)不受負(fù)荷電流或油溫等因素影響。此種工作模式為檢修人員或運(yùn)行人員檢修時(shí)或采取應(yīng)急措施時(shí)設(shè)置。
◆自動(dòng)控制模式
    在自動(dòng)模式下，風(fēng)扇根據(jù)油溫、負(fù)荷情況自動(dòng)啟動(dòng)，并可以把各組風(fēng)扇及油泵分為主用、備用。在自動(dòng)控制模式下，裝置可設(shè)定多種工作方式，并可根據(jù)用戶需求定期切換。冷卻器工作受油面溫度控制器開(kāi)關(guān)位置或高壓側(cè)負(fù)荷電流控制，自動(dòng)進(jìn)入預(yù)設(shè)工作程序，開(kāi)啟相應(yīng)的冷卻器，以達(dá)到節(jié)能的目的。
    當(dāng)油溫或負(fù)荷達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，控制器控制主用和備用冷卻器自動(dòng)啟動(dòng)并保持一定時(shí)間，以防止備用冷卻器頻繁啟動(dòng)。當(dāng)某組運(yùn)行冷卻器發(fā)生故障時(shí)，控制器能檢測(cè)到其故障，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)開(kāi)啟相應(yīng)的備用冷卻器?？刂破鳛橹醒肟刂茊卧?，實(shí)時(shí)采集主變上層油溫、主變運(yùn)行負(fù)荷、油流繼電器等元器件狀態(tài)，再根據(jù)這些參數(shù)確定投入或切除冷卻器組的數(shù)量。通過(guò)控制器顯示屏可以設(shè)定冷卻器的運(yùn)行模式、冷卻器全停延時(shí)跳閘時(shí)間、電源自動(dòng)輪換時(shí)間和冷卻器運(yùn)行模式輪換時(shí)間，還可以靈活設(shè)置冷卻器為"工作"、"輔助"、"備用"、"停止"四種運(yùn)行模式，以達(dá)到最優(yōu)控制和延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命的目的。當(dāng)運(yùn)行的控制器故障時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)全部冷卻器組，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
◆遠(yuǎn)方控制模式
    在遠(yuǎn)方控制模式下，遠(yuǎn)方控制室可以監(jiān)測(cè)每組冷卻器的運(yùn)行情況，并可以啟動(dòng)、停止任意一組冷卻器.