变压器自动化应用论文

2022-04-19

摘要：随着计算机网络的快速发展，变电站的自动化也随之建立，网络数据传输、网络实时监控、网络计算分析、以及故障分析等都成为了变电站自动化强有力的技术支撑。PLC技术作为一种操作简单、可靠性能好的新型控制装置，以其独有的优势已经被应用到各行各业中，尤其是在工业电力控制系统中，应用范围更广。今天小编为大家精心挑选了关于《变压器自动化应用论文(精选3篇)》，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助！

变压器自动化应用论文篇1：

PLC在变电站变压器自动化中的应用

【摘要】计算机编程如今已经应用于各个领域，而对整个编程过程的汇总，最简单的方式和采用的操作系统就是新兴的工业控制装置。目前，我国的电力系统应用最广泛的就是PLC技术。本文即重点分析了PLC技术在当今的变电站变压器自动化中的应用。

【关键词】PLC；变电站；变压器；自动化

近年来，随着人民生活水平的提高，各种现代化技术被广泛应用于各个领域中来。在电力行业中，由于电气容量的不断扩大，我国也相应的在管理方面做出了调整。由于我国在电力行业技术的可操作性管理严格，如果采用最新的方法进行继电系统的操作保护工作，就给设计人员提出了更高的要求。

1.传统的变压器管理方式

一般来说，传统的变电站的主要工作是以常规的设备为主要的使用工作，在施工的过程中要优先考虑其安全性和稳定性。对于二次设备来说，这是一种先进的电磁方式的工作模式，在当地的施工中具备一定的控制能力，在运行的方式上需要人工进行操作和管理。因此，这种机器的维护和管理需要耗费大量的人力和工作量，并不适应现在发展的要求。

随着科技的发展，各种变电站的自动化和智能化程度均有所提高，特别是在技术人员的努力下，各种分散式的控制系统被广泛的应用到电气行业中，PLC就是其中重要的一种。在变电站的管理过程中，主要是以遥感系统作为主要的管理方式，形成一定的管理体系。在这个管理体系的控制下，变电站的各种指令被执行，确定相应的保护措施，独立完成工作流程。信息通过各种后台的计算机进行整体的操纵和处理，自动化的系统具有很大的综合性，这是提高电网安全的关键所在，也在稳定性方面有一定的功效。

2.可编程控制器概述

现代的控制器主要是指PLC控制器，它是在传统的基础之上加以改进的控制系统，是新一代的控制管理装置，这种控制器在应用的过程中存在安装简单、性能安全的优势，同时可靠性比较高，适应能力较强，特别是在通信和控制功能方面，可以达到最佳的效果。一般来说，在PLC系统的操作中，包含大量的控制管理设备，使得机器能够在工作中独立运用和发展，完成各种复杂的工作。

通常，PLC设备的运行需要一定的投入，主要是人为计算，也就是说在操作之前，需要对计算机进行整体的处理，使其能够达到最佳的精确的管理程度。各种特殊工艺和配置的PLC可以满足人们基本的需要，在应用领域方面大为拓展。目前，我国的PLC存在体积小，结构简单，编程方便的优势，这是传统的设备没有的优点。因此，实现智能一体化的电气设备，使用PLC是必然的选择。

常见的变电站中，可供编程的模式很多，主要是在自动化控制和管理方面，达到了最佳的控制效果。可编程的自动化控制在发展的过程中，要依据一般的编程程序，进行中央信号的处理和屏蔽。在智能装置方面，面对最核心的任务，可通过遥感方式进行问题的分析和处理，改变传统的模式。

3.变压器自动化的构成方案

在中小型变电站中，一台变压器及其配套设备一般包括：断路器及操作单元、变压器、变压器控制屏、避雷器、差动保护屏、变压器接地系统等。下面分别讲述变压器的自动化构成方案。

3.1 变压器及配套设备为常规设备

如果断路器及操作单元、变压器、差动保护屏、变压器防雷接地系统等均为不含智能单元及计算机接口的常规设备，那么只需将变压器控制屏部份选用可编程（PLC）变压器自动化屏，就能构成比较完备的变压器自动化系统。变电站中控室内的变压器控制屏及其配套设备分别与可编程变压器自动化屏通过电缆直接连接，进行信息交换。中控室或远方的主计算机监控系统通过对可编程变压器自动化屏的监控来实现对变压器的监控，其中的信息交换由主计算机监控系统中的工控机（IPC）与可编程变压器自动化屏中的PLC 通过工业现场通讯网络来实现。这种变压器自动化系统一般适用于改造旧站或建设资金规模不大的自动化新站。

3.2 变压器及配套设备为智能化设备

如果断路器及操作单元、变压器、差动保护屏、变压器防雷接地系统等均已含有智能单元及计算机接口，那么变压器控制屏部份选用可编程（PLC）变压器自动化屏，就可以非常方便的构成功能强大的变压器自动化系统。变电站中控室内的变压器控制屏及其配套设备分别与可编程变压器自动化屏通过工业现场通讯网络与中控室或远方的主计算机监控系统进行信息交换。可编程变压器自动化屏与变压器及配套设备之间仅有极少量的电缆连接，整个系统显得非常简单。

4.可编程变压器自动化屏的组成及实现

可编程变压器自动化屏的硬件设备一般包括：PLC、PLC输入/输出信号隔离继电器、近地操作按钮及故障事故指示灯、报警器、智能变压器油温度巡检仪，智能信号测试议、小直流电源、通讯适配器等。软件主要由PLC自动化监控程序和与监控主计算机（上位机）的通讯程序组成。

4.1 PLC的选型

从上述的被控对象（变压器）的电气特性看出、这个系统几乎是对开关量进行监控。温度模拟量及信号模拟量均有智能仪表对其监控、智能仪表的输出触点开关量进入PLC，因此PLC只需选用基本模块及通讯模块，而不需特殊模块。接下来应确定PLC输入输出点数，统计可编程变压器自动化屏对变压器及配套设备的监控点数，一般输入不超过64点数，输出不超过40点。

4.2 可编程变压器自动化屏的硬件

组成可编程变压器自动化屏的各部件应严格按照电气规范设计、连接。此外，与PLC相连的部分应严格按照PLC厂家技术要求进行设计、连接。

4.3 PLC 的自动化监控程序

变电站的变压器组成方式不同决定了可编程变压器自动化屏PLC的监控程序的不同。在此以35KV单母线、一台主变压器为例，在连接远程PLC以后，要配置所需显示的寄存器变量，包括R寄存器或M寄存器地址、寄存器变量描述、寄存器變量取值范围，可以最多配置32个连续量和128个状态量。

5.结语

总而言之，通过多年的实践结果发现，PLC作为事故处理的主要工具，在使用的过程中，可以解决更多的问题，特别是在维护时间和运行造价方面，可以达到最佳的效果。各种变压器设备在接触点可以进行机器的整体控制，设置一定的预警系统，帮助不同的机器进行设备的处理和监控，应用到不同的环境中，满足不同客户的需要。

参考文献

[1]于洋，刘志妩，石征锦.微机自动给水设备控制系统的设计[J].基础自动化，1997（6）.

[2]陈学.变频调速恒压供水系统的设计[J].电脑与信息技术，1998（4）.

作者：罗颖　谢吉龙　冯波

变压器自动化应用论文篇2：

PLC在变电站变压器自动化中的应用研究

摘要：随着计算机网络的快速发展，变电站的自动化也随之建立，网络数据传输、网络实时监控、网络计算分析、以及故障分析等都成为了变电站自动化强有力的技术支撑。PLC技术作为一种操作简单、可靠性能好的新型控制装置，以其独有的优势已经被应用到各行各业中，尤其是在工业电力控制系统中，应用范围更广。其对变压器的精准控制，以及对计算机系统的实时监控都让变电站的变压器自动化走向了一个更高的技术水平。该文通过就PLC技术在变电站变压器自动化中的具体应用，进行分析研究。

关键词：PLC 自动化应用

随着社会的快速发展，社会对于电力的需求也越来越高，因此变电站在电力系统上的电容量也需要扩大，这就需要电力系统有很高的稳定性与可靠性，以便对电力系统与设备进行全方位实时监控。所以，很多时候传统的电力控制系统已经无法满足社会当前的高速发展需求，需要采用新技术对电力系统进行有效控制，来满足目前高速发展的需求。

1 传统意义上的常规管理方式

传统意义上的变压器管理都是建立在常规的电力设备上的，在设备运行的过程中，其稳定性、安全性、可靠性存在很大的不足，尤其是电磁工作方式，这是一种二次设备，只有在电力系统控制的当地才能发挥一定的控制职能，而且在其工作运行过程中还需要进行轮班管理，增加了人力成本，此外这种设备的维修费用特别高，维修量也大，因此这种传统意义上的常规管理模式已经不适应高速发展的社会需求，急需改变。

近年来，在社会科学技术的指导下，变电站的变压器管理模式也随之改变，在自动化的控制模式下，采用的是遥控管理模式，变电站的管理人员只需要对熟悉各种自动化的运行模式就可以对设备传输各种指令，实现智能化控制。另外自动化的运营模式采用的是计算机控制，因此，设备能够得到实时监控，便于维修，同时还在一定程度上提高了变电站电力系统的稳定性，为社会需求提供可靠支持。

2 PLC的概念研究

PLC是可编程逻辑控制器的英文缩写，其结合了计算机网络系统的电子运算，综合运用了电子系统的操作功能，在传统的继电接触控制技术上得到了性能的改善。PLC技術改变了传统继电接触控制技术高能耗、灵敏度低以及操作复杂的缺点，极大地优化了传统的控制技术。其具体的优势表现在，1：操作简单化，传统的控制技术操作需要人员的轮班控制，而PLC可以综合运用各种信息技术对复杂的任务进行简单化操作，大大提高了变压器的工作效率，2：维修简单化，对于传统意义上的变压器，其维修工程巨大，加大了维修工作量，但是PLC维修相对而言就比较简单，一旦变压器出现问题，PLC的实时控制系统就会发出警报，方便维修人员的维修工作。

3 PLC在变电站变压器自动化中的具体应用

PLC的具体应用是通过将中央控制面板与相应的配套设备结合起来，然后通过分析现场设备的信息并经过数据处理，形成一套完善的变压器自动化控制系统。PLC在自动化的运行过程中，只需要进行少量的线路连接，就可以让整个自动化系统的线路变得清晰，这样更加有利于对变压器自动化进行实时控制。

3.1 PLC的硬件设计

对于电力系统进行自动化控制的设备必须要在稳定性、可靠性以及温度上进行实时控制，因此在硬件的设计上必须要突出这一特点。一：设计输入电路，通常情况下，PLC的使用电源的范围比较广，一般采用AC85—240V，要根据具体的变电站变压器的特点进行调整，如果出现干扰情况就需要安装相应的元件对系统实行抗干扰处理；另外要根据输入电源的不同核对好负载电容，一般电力系统对于负载电容要求比较严格，一旦超过安全范围，电路就可能会出现短路的情况，造成巨大的损失，一般情况下可以配备保险丝进行防护。二：设计输出电路，对于电力系统的输出电路设计要求也比较严格，在进行设计时要根据电力生产的规模、流通频率、反应时间等配备适宜的输出装备。为了进一步保证PLC系统输出数据的安全性，就需要对PLC系统进行内部相互锁定以及外部硬件相互锁定。三：设计抗干扰系统，一般新型的技术成果都会在设备上形成二次干扰，在一定程度上影响设备的正常运行，因此可以设计阻隔、布线以及屏蔽等设备对电力系统的电路信号进行阻断。

3.2 PLC对变压器自动化系统的软件设计

在完善硬件设计的基础上，软件设计更是自动化系统的关键，在进行软件设计时，首先要有一个很好的系统概念，对于软件的设计要更加应用化，方便系统的日常维护、实时控制以及应用。对于系统的概念设计一般可以有简单与复杂之分，如果变电站执行的是一种比较简单独立的生产任务，只需要设计相对比较独立简单的软件工程，如果变电站执行的是复杂组合式的生产任务，对于软件的设计就要相对复杂一点，方便日后的维护与工作。

3.3 PLC在自动化屏中的应用

3.3.1 PLC型号的选择

分析整个电力系统的特征可以看出，一般PLC系统只需要基本模块以及通讯模块，对于特殊的模块要求不严格，因此在进行型号、温度的选择时，要经过专门的仪表进行监控，同时还要进行精确的输入输出点数的控制，全面统计监控数据。

3.3.2 自动监控程序

不同的变压器组成方式决定了不同的PLC自动控制程序，在进行连接的过程中，需要配备相应的寄存器变量，包括地址、变量描述以及取值范围。

3.3.3 运行过程

PLC对变电站的变电设备进行实时监控，并通过计算机网络进行数据传输，在此过程中完成继电保护、变压器的开、关、运行、维护等，始终使变压器处于自动控制中，使自动化与监控保护协调运行，从而保持最佳工作状态。

4 结语

综上所述，PLC技术在变电站变压器自动化系统的运用，能够使整体的电力系统保持高度精确度、稳定性，因其独有的技术优势保障了变压器实际运行中的安全，并极大地提高了变压器的性能，在自动化系统中得到了很好的应用，极大地提高了变电站的运作效率。同时其在维护工作以及操作上的优势，也让更多的客户对其产生关注，应用到不同的领域都能产生不同的经济效益。

参考文献

[1] 郭宗仁.可编程序控制器及其通信网络技术[M].北京：人民邮电出版社，1995.

[2] 代保华，欧阳萱.PLC在定位控制系统中的应用[J].武汉交通科技大学学报，1998（3）.

[3] 陈强强.谈PLC的自动化控制系统的优化设计[J].中国新技术新产品，2008（14）.

作者：李健勇史光哲王英帅

变压器自动化应用论文篇3：

变压器并联自动化装置在配网台区中的应用分析

[摘要]传统的配网系统采用变压器单独运行模式，其弊端在于用电高峰时段，变压器所带负荷电流为最大，然而，其他变压器则处于空载运行状态，这样不仅影响了变压器的运行效率，还将增加系统运行成本。文章重点分析变压器的并联运行原理和自动化系统功能，以及并联运行的实施方案与对应优势。

[关键词]变压器;并联运行;原理;方案;优势

Application Analysis of Transformer Parallel Automation Device in Distribution Network

Wang Chu-xiong

要想實现变压器的安全、高效运行，可以将几个变压器并联运行。通过并联运行能够确保安全、平稳、持续供电，从而提高供电系统的运行水平，减少不良损耗，提高系统运行效率。这样才能真正地确保电力系统的供电服务水平，也能确保电力系统的运行质量。

1 变压器并联运行的原理

将两台以上变压器并联，接入配网系统，不仅能确保用电负荷，也能提高供电的安全性、可靠性与稳定性。低压端供电选择母联分段模式，变压器各自为自己的母线提供电能，如果某台变压器发生故障，或者某个间隔设备处于检修状态时，低压母线并列运行，以此来维持对用户的安全、持续供电。电力系统运行中经常出现因用电高峰时段而导致低载率、空载率都较高的问题。参照现实的测量统计数据，因为这两大问题导致了变压器能耗率较高，达到每月实际用电量的15 %，正是因为昼夜用电量差异较大，负荷增减呈很大落差，如此往复，将增加负荷的周期性变化，此时则应调节运行中的变压器数量，选择经济性运行方式。这样既能保证供电可靠性，又能降低损耗，从而达到理想的经济效益。如果两台变压器分开运行，则使系统整体的负荷降低，此时，只需要一台变压器就能实现供电，系统自动操作系统闭合低压母联开关，而且要中断已经设计好的退运的变压器。如果电力系统用电负荷增加，单个的变压器已经满载运行时，系统则立即投运退出的变压器，此时两台变压器同步供电。

2 变压器并联运行自动化系统的功能

2.1 动态采集系统运行参数

变压器动态采集系统运行参数状态包括：两大主变压器高压侧、低压侧各自的电压、电流、开关状态、低压侧母联开关状态等。运行中，变压器就会参照现实运行状态以及保护设备的信息等分析总结配电变压器能否投运。当发现变压器无法投运时，则将发出警示信号，而且同时参照现实需要来自动化处理，确保开关达到投运的条件。

2.2 并联自动化系统运行方案

（1）1号变压器带两段负荷运行。当整体的用电负荷低于单个变压器容量（一般为：300 kV·A）的70 %，10 min过后，让1#变压器独自运行，从而达到经济、高效的目标。此变压器接连投运10 d，则将开始自动化切换操作，升级至下一运行方案。

（2）2号变压器带两段负荷运行。当总体用电负荷达到第一种运行条件，2号变压器势必也要走向独立运行，2号变压器持续运行10 d以后，则将走向自动切换操作，再转至第一种运行方案。

（3）两台变压器分开运行。当总体的负荷较大，超出单个变压器容量（300 kV·A）的90 %时，运行10 min以后，则要开始这两台变压器的分开运行。

（4）两台变压器并联运行。当系统的总体负荷较大，超出了两台变压器容量（600 kV·A）的60 %，运行10 min过后，则要开始两台变压器的并联运行操作。

3 变压器并联运行方案的实施

配电台区与变电站之间存在一定的差异性，而且两个配变中间通常设置一定距离，而且通常低压端无自动化联络开关，这就使变压器并联运行面临一定的挑战。然而，为了达到并联运行的目标，可以将自动控制柜安装于两大变压器中间，前提是这两大变压器都满足并联运行的条件，而且内部应安装两个配变低压端电动操作真空开关，以及电动联络真空开关，并在上方配设自动检测切换设备，如果其中已经存在低压断路器，只需要增设联络真空开关，而且要把两台配变低压出线和原负荷断开，配电变压器低压侧则要通过架空绝缘导线来引进自动控制柜对应的电动真空开关，两大低压侧的电动开关的另一端则要和目联电动操作真空开关连接起来，而且要各自连接初始变压器负荷线路，具体如图1所示。

两大变压器高压端，微机保护、测量与开关等处的数据、信息都经485通信线同自动控制设备相联系。

4 经济运行操作的顺序与关系

系统高效运行的关键是科学地判断出变压器投运的顺序，到底是先运行1号还是2号值得深入探究，以下将对运行操作的逻辑做出分析。

4.1 分裂运行向并联运行转换

系统朝着开关1—2联络DL发出合闸口令信息，并参照此1—2联络DL的开关状态来对应判断出开关1—2联络DL的合闸是否处于正常状态。若判断出此开关DL正常合闸，系统将主动地投向下一运行流程;相反，若开关1—2联络DL没有成功地合闸，系统将自动地发射出又一次合闸口令。此时，若还是不能成功地合闸，则要关闭自动控制流程操作。此时，系统完成了运行方式的转换，从之前的单台变压器分裂运行转向两台变压器并联投入运行。

4.2 并联运行转向分裂运行操作

系统朝着开关1—2联络DL发出分闸口令，并参照1—2联络DL的开关状态来对应断定开关1—2联络DL的分闸情况，若确定开关1—2联络DL正常分闸，系统将自动地走向下一步程序;若未能成功地合闸，系统将自动地重新发出分闸信号;此时，若依然不能成功合闸，则将闭锁自动控制流程操作。此时，系统则完成了运行方式的转换，从并联运行转向了分裂运行。

4.3 外部因素的影响与扰动

若原系统设置了安全保护，配变高压端增设了智能化开关设备，实际的系统自动化控制操作中，由于设备、线路等发生故障或者其他相关因素，例如，保护设备等的保护功能受外部因素的干扰等，自动控制系统测出非正常的信号，整个系统将自动地停止自动控制步骤，常见的外部干扰性因素有以下几种。

4.3.1 人为因素

非法分子为了一己私利不惜随便地对开关进行分闸、合闸操作。

4.3.2 开关拒动

自动控制开关实际工作中会经历无数次切换，此切换操作超出了所设置的开关拒动，这一故障多来自开关自身硬件系统的故障。

4.3.3 保护系统动作

因为负荷线路发生短暂性的故障或者长久性故障从而导致高压开关保护发出分闸动作。为了维护系统的安全、平稳运行，自动控制流程中断后，应该人为地再次开启自动控制流程，以此来确保无论是线路还是设备都能接受到正规的检修、维护与保护。

5 变压器并联运行操作的注意事项

5.1 做好并联前检查

变压器正式投入并联运行之前，必须做好相关的检查工作，具体则要从变压器的铭牌入手。①查看其能否达到并联运行的要求和标准;②检查变压器高压端、低压端等的接线是否科学、合理;③检查变压器调压分接开关的档位是否统一，此外，也要借助万用表对两大变压器的低压端各自对相检测，确保两侧没有电压差，同时，也要检查变压器低压端的相序与极性是否相同。当一切检查都达标基础上才能对两台变压器实施并联操作。

5.2 技术交底与培训

自动控制设备投入运行时必须为台区管理人员做好技术交底工作，而且要提供专业化的培训，科学地设定变压器保护定值，设置发生跳动的开关，密切关注各最新投入运行设备的工作状态。每逢各种故障问题都要把自动控制开关设置于停用部位，并使其回归至分裂运行模式，配变则分别进入自带自负荷的模式。

5.3 停电操作

无论选择哪一种运行方式，都应该切实地运行电力安全运行的操作规范与流程。检修过程中必须暂停自动控制设备，应把控制开关切换至停用模式，做好接地线的架设工作，附上“严禁非法合闸”等警示标语。低压端线路停电运行时，实际的操作过程中一方面要切断配变低压端的开关，另一方面也要切断联络开关，并按照规定执行验电操作，而且要规范地装设接地线。

5.4 联跳线路与联络开关的保护

两个配变高压端微机保护也要对应配设跳联络开关回路，一旦变压器以及外围的低压线路出现故障或者陷入其他问题时，可以及时地切断故障，以此确保非故障区域的持续供电。同时，也要对变压器高压端进行保护检查、测试，在这一过程中必须确保退出跳线联络开关的压板，预防试验过程误跳联络开关所引发的运行低压线路对外停电问题。

6 变压器并联运行的优势分析

变压器并联运行具有多方面的优势，整体上能确保变压器的安全、经济与平稳、高效，具体则体现为以下几个方面。

（1）确保安全、稳定、可靠地供电。其中，某台变压器出现故障时，可以让并联的其他变压器投入运行，从而维持整个系统的安全、高效供电，减少停电现象，而且也能维持一些大型客户的用电安全。

（2）确保系统的经济运行。整个用电规律具有典型的季节性，而且用电负荷也会跟随季节的变化而变化，低负荷用电时期，不妨先让少部分变压器暂停运行，以此来抑制变压器空载问题，从而减少空载损耗，确保系统的运行效率。同时，也能控制无功励磁电流问题，而且也能发送电网功率因数，如果系统负荷较高，超出了一定数值，则应将备份变压器来投入运行，以此来达到负荷的均配承担，维持系统的安全、高效运行。

（3）方便变压器的检修与运维。如果变压器遇到故障，则需要做好检修与维护，此时最有效地方法就是并联一台备用的变压器，并暂停亟待检修的变压器。

（4）参照负荷每年增长的势头与情况来对应分期地配置变压器，从而控制成本的投入。整体来看，通过变压器的并联运行能够为整个电力系统带来多方面的优势，能够达到成本与效益的双重优势。

7 结束语

配电变压器并联运行能够为电力系统提供多方面的优势和优点，可以将其应用于临近配网台区工程中，现实来看解除了系统

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空载问题，控制了配网的线损，从而确保了配网的安全、可靠、持续供电，提高了配网系统的自动化水平，达到了节能、高效的效果。

参考文献

[1] 余兆荣.配电自动化[M].北京：中国电力出版社，2011.

[2] 谢毓城主编.电力变压器手册[M].北京：机械工业出版社，2003.

[3] 毛承雄.電子电力变压器[M].北京：中国电力出版社，2010.

[4] 姚志松.新型配电变压器结构、原理和应用[M].北京：机械工业出版社，2006.