35KV干式变压器智能温控系统分析

杨洪川

摘要：在高层建筑、码头等场所，经常会用到很多不同电压的干式变压器，因为其在变换交流电压和交流电流等流程中有着重要作用，保持干式变压器性能质量在使用中不会发生变化，还要使其内部温度控制系统保证功能发挥稳定。因为组成变压器的绕组经常会因为温度急剧飙升而作用失效，并且温度变化也会对干式变压器的冷却作用产生负面影响。

关键词：35KV；干式变压器；智能温控系统

相关人员要了解智能温控系统的组成原理与工作原理，才会使其在35KV干式变压器中灵活应用，可以将系统的硬件设计和软件设计作为切入点。本文主要针对35KV干式变压器智能温控系统进行分析。

一、系统组成原理和作用

系统组成部分以及工作原理都如下图所示，传感器、风机、上位机以及与这三者相关的线路组成系统的硬件部分，而其余的DSP控制程序以及监控软件则组成软件部分，系统软硬兼施，实现温度调控功能[1]。传感器主要对环境温度和绕组温度以及冷却温度等情况进行监测，将处理后的信号传递到转换模块，CAN总线以及LED显示器等都会接收到在此处理后的信号，将绕组温度限制值作为参考依据，相关的监控软件和报警软件就会做出相关的信息反馈，进而风机以及继电器等设施会给出对应的反应。如果测定的温度值要远远高于限制值，报警软件就会给出信号，风机运转，使绕组以及内部零件运行环境的温度降低，继电器会开启保护功能。

二、系统的硬件设计

（一）选择优质电路核心控制器

系统由硬件软件以及相关线路组成，主要对处理对象进行温度控制，需要对温度变化莫测的海量数据进行准确分析处理，并且在运算分析的过程中，并不会受到其他信号的干扰，这对电路核心控制器的选择提出了很高的要求，所以在选择时还要慎重[2]。经过对比研究，某公司的TMS320F2812控制器控制效果比较显著，该控制器内部的转换器以及模拟输入通道等部分都使数据处理能力增强，CAN模块的功能发挥也要比其他控制器强，而存储器的扩展更是让温度传感信号得到储存，使整个系统都处于监控之中。

（二）合理选择传感器

选择优质的传感器，是干式变压器中各种温度信号检测精确的保证，只有做好温度测量基础工作，才能对温度进行准确控制，干式变压器才能避免出现温度故障。温度传感器保持功能正常的前提条件是组成部分中的热电阻在线性方面比较好，并且传感器本身在使用中不能被氧化，也不能和其他物质发生化学反应，在温度发生急剧变化时，依旧能在温度调控系统中起基础辅助作用。经对比研究，选择铂丝热电阻传感器作用效果比较好，通过电阻变化来判断温度变化，后者与前者呈正相关关系，可用公式表达为：

R=R0（1+at+bt2+ct3）

Abc代表温度系数，相关人员可根据该干式变压器的运行情况对温度系数进行确定[3]。

（三）利用风机驱动电路

风机是用来降温的，只有达到温度设定极限值后，风机才会启动，温度是否上限主要通过风机驱动电路中的高低电平来判定。这需要DSP软件程序首先将传感器传递过来并处理后的温度信号作为设定温度极限值的对比对象，当前者小于后者时，为低电平，光耦合器件就会导电，成为继电器常开触点闭合的动力，驱动电机中有电流通过，就会开启，并且很快进入工作状态，风机也会对温度进行冷却，直至变压器的温度降低到设定值以下。

（四）通信网络的组成

信号在传递的过程中，就是温控器与线路进行信息交互的过程，为了保证信号能顺畅传递，还要对通信网络进行控制，减少信号缺失以及传递故障现象的发生。在智能温控系统中，该网络的组成包括两部分，CAN模块与温控器。CAN总线在通信电路中起着关键作用，所以对其的信号传递速度、开放性、纠错能力以及信号传递控制能力等都要求很高，如此CAN总线才会对CAN控制器的远程监控起到辅助作用，使上位机能精确处理温度信号数据[4]。CAN总线在传递信号时，总会遇到信号干扰现象，所以还要利用高速光耦，使其成为DSP与物理总线之间的隔离物质。

（五）合理设计其他电路

在整个系统中，以上部分是基础，也是关键部分，除此之外，信号在传递显示以及有所反应的过程中，還需要经过按键完成，这就需要键盘输入电路发挥作用，而信号显示在LED显示屏的过程中以及报警信号发挥作用时，都需要相关的线路发挥信号传递作用。虽然这些线路在温度控制系统中起到的是间接辅助作用，但不管缺少哪种线路，智能温控系统也不完整，也无法出于工作状态，所以相关人员在设计该线路时，也要将综合考虑多方面因素。

三、系统的软件设计

（一）DSP主程序设计应用

DSP主程序主要实现对数据的处理作用，以及充当信号与上位机之间的传递方。DSP主程序需要面对的数据来系统各模块，不同模块的数据处理方式也是有差别的。在对A/D转化模块中，数据处理方式为分析算法，对键盘输入模块中，需要处理的数据为开关量参数，主要做修改处理[5]。对LED传递的数据主要作显示处理，此外，该软件还能对风机以及报警软件的开启驱动起控制功效。使温控系统面对不同温度变化值，以及与相关操作极限值对比后，能及时作出相对应的反应。比如在超过绕组温度设定值，该软件会传递给风机运行信号，在超过报警设定值后，会对报警软件发出报警启动信号，在超过跳闸设定信号时，会将运行信号传递给继电保护装置。

（二）上位机监控软件设计应用

智能温控系统在上位机软件选择中，主要选择的是LabVIEW软件，这种软件虽然是在虚拟环境中开发出来的，但是在监控数据信号变化的过程中起到了关键作用。这种软件的编程语言特点是图形化，框图形式结构所组成的代码简单有效，能准确描述并处理传递过来的信号，并且在这种软件中，这些框图结构代码直接以图形控件形式存在，相关人员可以不用每次都对该类型代码进行采集，直接通过该软件进行使用。这种特点以及功能的实现主要体现在上位机界面上，相关人员在对干式变压器的温度进行检查时，直接借助上位机界面，就可以在街面上看到显示的温度值等。

结语

在35KV干式变压器中，温控系统要实现智能化，其系统的软硬件以及各种线路在保证齐全的前提下，能发挥正常功能，使它们能将整个控制流程一直顺利循环下去，使温度无论飙升到何值，都能得到妥善冷却处理。

参考文献：

[1]马路，王颖.35KV干式变压器智能温控系统[J].计算机系统应用，2013，22（02）：236-239

[2]孟凡利，刘洋.干式变压器智能温控系统的设计[J].山东电力高等专科学校学报，2012，15（04）：20-22

[3]张爱萍，吴建江，亓长军，车斌文.干式变压器温控仪的研制[J].武汉大学学报（工学版），2001，（01）：86-89

[4]张伟民，戴义保，陈伟.干式变压器智能温度控制仪的系统设计[J].仪器仪表用户，2010，5：39-41

[5]巫付专，赵方，牟正中.基于的干式变压器温度监控系统[J].变压器，2010，8：61-63