PLC在整流变压器油风冷却器的改进应用

强迫油循环冷却是变压器的一种冷却方式, 随着技术的发展, 冷却器控制逐步由手动控制转变成PLC自动控制。我公司生产用主设备整流变压器采用的是强迫油循环冷却 (简称:油风冷却器) , 冷却器其中由4组整变油风冷器、3组调变油风冷却器和1台控制柜组成, 分手动和自动运行模式。在自动运行模式下, 曾两次因油风冷却器原因导致整流变压器故障跳闸事故。

1 故障分析原因

(1) 变压器在运行过程中只有一组油风冷却器作为故障处理的备用, 备用冷却器一旦有故障, 将造成机组跳闸。根据变压器运行管理规定, 变压器运行过程中至少必须保证有两组油风冷却器运行, 低于两组时将造成变压器跳闸。一次因油风冷却器的油流继电器辅助触点故障, 造成备用油风冷却器没有正常投入运行, 故造成变压器跳闸。

(2) 变压器另一次跳闸因油风控制回路二次接线端子松动、氧化, 油风冷却器未能正常投入运行, 导致风机、油泵运行信息不能准确反馈到PLC进行处理, 造成了变压器跳闸。

(3) 还有原设计油风冷却器的启停温度差为5℃, 程序上无法改变, 在一定程度上的造成用电浪费, 同时也造成电机缩短使用寿命, 增加维护费用。

(4) 所有油风冷却器风机在自动切换时无延时投入, 启动电流较大, 运行中对其它供电设备已造成不小的影响。

2 应对措施

基于原冷却器存在的缺陷, 怎样利用现有设备, 解决变压器跳闸保护存在的问题, 通过对油风冷却器控制回路原理图、PLC控制程序分析。可以不增加其它控制设备, 只需要对PLC程序重新设计编写, 增加冷却器故障判断程序指令等可实现冷却器自动控制功能。PLC程序设计如下。

(1) 地址分配。

PLC内部地址进行分配时, 考虑到全局变量多, 有较多模拟量、开关量需要进行转换, 输入的开关量需映射到较多的中间变量, 在连续地址分配时考虑较相邻的地址段, 同时考虑变量可能增加, 预留1~3个字空字段作为备用。这样便于编程人员的调试观察, 也便于优化运行程序的访问。

(2) 编写标签。

编写程序时, 由于PLC的常开、常闭、时间继电器等都是以地址来表达的, 相当不容易记忆, 在复杂的编程中易混乱, 可能导致编程的效率低下, 且很容易出错。因此在PLC程序编写过程中, 尽可能的给地址作标签或描述, 写清每一个地址的功能和用途, 大大提高编写的工作效率, 减少编写错误。

(3) 主程序编写。

在编写程序时, 一般都会用到子程序的调用, 因为这样可以提高程序的运行效率, 程序响应时间快, 在主程序里一般不用编写得很复杂, 只需要写清调用程序的条件, 做到系统化。无用的子程序尽量不要调用, 那样会增加程序扫描的时间。

(4) 子程序编写。

子程序是代表着一种特征的程序, 做到模块化, 功能化, 思路清晰, 不与其它子程序用到的地址重复使用, 程序对未知或不确定状态的文件要进行初始化后再用, 避免发生冲突。梯形图中触点或线圈作为梯形图的一部分, 禁用程序对此触点或线圈进行数学计算或逻辑运算, 那样会产生意想不到的结果。

(5) 关键指令的运用MVM指令 (屏蔽传送) 。

该指令通过其移动数据的屏蔽的地址。屏蔽也可以是一个十六进制的值。有屏蔽中被设置“1”的位才将数据传递到目标。在本程序中起着分解油风工作状态的作用;进行正常的周期倒换。也可以用左移/右移指令创建一个循环进行控制。不过那要很容易出错, 在编程中要根据实际情况来考虑。如图1所示。

当第0个周期运行结束, 倒换到下一个周期运行时, 需要将第上一组在状态传到下一组, 最后一组的状态传到第一组。

(6) 冷却器故障判断程序。

油风冷却器控制回路继电器、辅助触点、接线端子等由于受到氧化、腐蚀等外界作用, 也是造成油风冷却器故障的主要原因, 因此也是本次设计修改的原因之一。如图2, 它将按10秒钟一次的速度查找可以启动的油泵/风机, 排除故障冷却器, 从而降低的变压器运行的跳闸风险和增加的设备运行的可靠性。

3 改进后效果

通过对油风冷却器PLC程序的重新设计编写, 经现场试验, 满足生产要求, 达到以下效果。

(1) 冷却器的启停可根据温度差进行任意设定, 提高了冷却器设备的运行利用率。

(2) 冷却器设备启动可分批延时启动, 减小电流冲击。

(3) 在PLC程序中, 增加故障判断, 任何一组未启动的设备都可以自动作为故障处理的备用设备。只要还有一组设备是可以投入运行的, 都可以自动启动。

(4) 当控制回路上发生接触不良而发生的冷却设备全停, 设备将自动查找无故障设备并使其投入运行。从而避免了因控制回路故障带来机组跳闸此类事故的发生。

(5) 通过冷却器在正常和故障情况下的自动投切模拟试验:电机的缺相、短路、过载、接线端子松动等故障模拟试验, 验验证了PLC程序设计、编写原理的正确性, 提高变压器运行的安全可靠性。

4 结语

安全生产是企业的头等大事, 能从发生的事故中, 总结经验, 吸取教训, 结合理论知识, 寻求处理事故的有效方法, 采取切实有效的防范措施, 保证设备的安全运行, 是一个电气工作人员所应具备的综合素质。

摘要：为解决整流变压器因油风冷却器故障带来的跳闸, 对油风PLC程序设计重新设计和编写, 弥补因油风冷却器控制线路故障、硬件上的不足而设计油风控制器的PLC程序。

关键词：PLC,油风冷却器,温度,跳闸,程序指令

参考文献

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