CN103677007A - 矿热炉变压器的油循环水冷控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿热炉变压器的油循环水冷控制系统，包括水冷系统、控制装置、温度传感器及执行模块；所述水冷系统包括有循环油系统和水冷冷却器，并与执行模块连接；所述控制装置包括可编程控制器PLC、无线通讯模块和远程遥控器，该远程遥控器通过无线通讯模块与可编程控制器PLC进行远程无线通讯；所述温度传感器实时对变压器油箱顶层油温进行检测，并将采集到的油温信号传输至可编程控制器PLC；该系统还包括与可编程控制器PLC相连接的LCD显示屏及操作模块。本发明水冷控制系统具有远程遥控功能、智能化监控功能、人工监控功能，能够从多方位对变压器风冷系统即时、准确、高效的控制，保证设备长时间正常运作。

Description

矿热炉变压器的油循环水冷控制系统

技术领域

本发明属于电压器技术领域，涉及一种矿热炉变压器的油循环水冷控制系统。

背景技术

矿热炉又称电弧电炉或电阻电炉，主要用于还原冶炼矿石，是一种耗电量巨大的工业电炉。矿热炉在冶炼作业时处于长时间连续作业的工作状态，在其工作状态下必须保证工作电压的正常与稳定，才能保证矿热炉的正常运行，提高其工作效率。矿热炉变压器是矿热炉最关键的大型配套设备，特别是在冶炼矿石的熔化期，电压器需要保持最高的电功率，处于高强度的连续作业工作状态，才能有效维持矿热炉的工作电压，保证矿热炉的正常运行。

由于矿热炉变压器在运行过程中产生的铜损和铁损消耗的能量绝大部分都转化为热量，造成了变压器绕组及铁芯温度升高，温度过高就会降低变压器的运行效率和使用寿命。目前，多采用强迫油循环导向冷却方式来缓解上述变压器温度过高的问题，这种方式基于一组由冷却器主体和油泵组成的冷却装置，该油泵通过油管与变压器油箱连接起来，当冷却系统运行时，热的变压器油借助油泵从变压器油箱的上部经油管吸出，再经冷却器主体冷却，而后回到油箱的下部。冷却器一般是由许多根铜管组成，热油在铜管的内部流通，并通过散热与铜管外的冷却介质进行热交换，从而达到降温的作用。

变压器冷却系统运行的可靠性直接影响着变压器的运行效率和安全性。随着变压器保护和监控系统智能化改造的不断深入和完善，变压器的保护和监控已基本实现数字化或智能化，而变压器冷空系统大多仍采用继电器型控制回路进行控制和监视。

如中国专利（201020117302.4）公开的一种电弧炉变压器循环油水冷系统的节水装置，该发明的主要技术关键点是在水冷器的进水管处设置一个电磁阀，变压器出油口处设置电接点温度计，电接点温度计的触点串接于电磁阀的输入回路中。该变压器工作时，循环油出口加装的电接点温度计实时监测出口油温，当监测油温高于55℃时，电接点温度计的触点闭合，使进水冷却循环油盘管；当电接点温度计测试温度低于45℃时，自动关闭电磁进水阀。该装置可有效降低冷却水用量，保证变压器的工作效率和使用寿命。

上述这种方式的冷控系统一般由继电器、交流接触器、辅助开关等回路构成，虽能实现部分自动控制功能，但功能很不完善，无法实现对冷控系统各个电机、油泵运行工况的实时监测等；且存在磁路干扰问题，监测不准确，可能存在误动作，从而导致冷却器故障或全停，变压器温度就会急剧上升，直至变压器的断路器跳闸，造成供电停止，严重影响着矿热炉的正常运行，更严重的会对矿热炉造成损坏。 

发明内容

本发明针对现有矿热炉变压器水控系统的控制方式单一、智能化控制程度低、故障率高等问题，提供了一种矿热炉变压器的油循环水冷控制系统，能够保证矿热炉变压器的长期安全运行。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种矿热炉变压器的油循环水冷控制系统，包括水冷系统、控制装置、温度传感器及执行模块；其中，所述水冷系统包括有循环油系统和水冷冷却器；所述循环油系统主要由油泵、油管回路、变压器油箱组成，所述水冷冷却器主要由水泵、进水管、出水管、散热器组成；所述水冷系统与执行模块连接；所述控制装置包括可编程控制器PLC、无线通讯模块和远程遥控器；所述远程遥控器通过无线通讯模块与可编程控制器PLC进行远程无线通讯；所述温度传感器设置在变压器油箱中，实时对变压器油箱顶层油温进行检测，并将采集到的油温信号传输至可编程控制器PLC。

上述方案中，所述的远程遥控器包括无线电信号收发器；所述无线电信号收发器可接收到可编程控制器PLC通过无线通讯模块发来的油温信号，并可通过操作远程遥控器发送操作信号至可编程控制器PLC，远程操作可编程控制器通过执行模块对水冷系统的油泵和水泵的投入量进行控制。

进一步，所述远程遥控器还包括信号警报器；所述信号警报器在当远程遥控器接收到的油温信号超出设定的数值时，会作出声音警报或者振动警报。

上述方案中的温度传感器为热电偶式温度传感器。

本发明在以上的方案基础上，设计增加了与可编程控制器PLC相连接的LCD显示屏及操作模块。

进一步，所述LCD显示屏可以记录和显示温度传感器传输至可编程控制器PLC的油温信息；还可通过操作模块输入操作参数对水冷系统进行人工控制，或者使可编程控制器PLC对水冷系统进行自动控制。

与现有技术相比，本发明的矿热炉变压器油循环水冷控制系统具有以下有益效果：

1.本发明的矿热炉变压器油循环水冷控制系统具有远程遥控功能，运行人员可随时随地接收到设备运行情况的信息，对设备负载运行情况具有警报功能，并可通过远程遥控器的操作实现对变压器及时、有效的控制，保证设备正常运作。

2.本发明采用智能化的可编程控制器PLC作为整个矿热炉变压器油循环水冷控制系统的核心控制部件，采用LCD显示屏对可编程控制器PLC收集到的变压器运行情况信息进行显示与记录，并可通过操作模块设定参数实现对水冷系统即时、准确、高效的自动控制，提高了本发明水冷控制系统的智能化和实用性。

3.本发明实现了远程遥控、自动监控及就地监控三种方式的有效结合，对变压器水冷系统的运行情况信息以多渠道方式进行反馈调控，增加了本发明水冷控制系统的可靠性。

附图说明

    图1为本发明的矿热炉变压器油循环水冷控制系统的结构原理框图。

图2为本发明矿热炉变压器油循环水冷系统的结构示意图。

图2中示出：1-水冷冷却器，2-油泵，3-油管回路，4-变压器油箱，5-散热器，6-水泵，7-进水管，8-出水管。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不局限于实施例表示的范围。

结合附图1和2，一种矿热炉变压器的油循环水冷控制系统，包括水冷系统、控制装置、温度传感器及执行模块。其中：

水冷系统设置为包含有循环油系统和水冷冷却器，并与执行模块连接。循环油系统主要由油泵2、油管回路3、变压器油箱4组成，运作时，变压器油箱4中的上层油借助油泵经油管吸出，再经冷却器冷却后回到油箱4的下部，形成了一个循环油路。水冷冷却器主要由散热器5、水泵6、进水管7、出水管8组成，本实施例采用由多根铜管组成的散热器，以增大热油与铜管接触的面积，使热油与冷却水之间能够充分的进行热交换，提高了变压器的散热速度。

控制装置设置包含有可编程控制器PLC、无线通讯模块和远程遥控器，该远程遥控器可以通过无线通讯模块与可编程控制器PLC进行远程无线通讯。

温度传感器设置在变压器油箱中，实时对变压器油箱顶层油温进行检测，并将采集到的油温信号传输至可编程控制器PLC。

作为本实施例的进一步说明，远程遥控器设置为包含有无线电信号收发器，该无线电信号收发器可接收到可编程控制器PLC通过无线通讯模块发来的油温信号，并可通过操作远程遥控器发送操作信号至可编程控制器PLC，远程操作可编程控制器通过执行模块对水冷系统的油泵和水泵的投入量进行自动控制。

作为本实施的更进一步说明，远程遥控器还设置为包含有信号警报器，该信号警报器在当远程遥控器接收到的油温信号超出设定的数值时，会作出声音警报或者振动警报，以便即时提醒工作人员。

在本实施例中，温度传感器采用热电偶式的温度传感器。

作为本实施例的进一步改进，以上实施例的水冷控制系统设置有与可编程控制器PLC相连接的LCD显示屏及操作模块。

进一步，该LCD显示屏可以记录和显示温度传感器传输至可编程控制器PLC的油温信息；还可通过操作模块输入操作参数对水冷系统进行人工控制，或者使可编程控制器PLC对水冷系统进行自动控制。

以上实施例提供的矿热炉变压器油循环水冷控制系统的具体工作过程是：当变压器油循环系统运行后，设置在变压器油箱中的温度传感器就会实时对上层油温进行检测，并将采集到的油温信号传输至可编程控制器PLC，然后以数字的形式显示在LCD显示屏上或者通过无线电信号发送至远程遥控器。当油温信号超出变压器设定的正常工作油温时，远程遥控器或LCD显示屏就会做出警告信号，以便工作人员即时对水冷系统的油泵和水泵投入量进行控制。

在实际工作中，当上层油温在45℃以下时，水冷控制系统不作出警报，水泵不通入电源，不工作；当上层油温在45℃以上时，水泵电源接通，水泵投入工作，通过水压将冷却水喷至散热器上，实现对循环油的降温；当油温超过55℃时，水冷系统做出警报，并提高水泵的输水量，控制顶层油温在55℃以下，以保证变压器在良好的状态下运行。以上可根据实际情况采取远程遥控、就地手动、自动的控制方式。

Claims (6)

1.一种矿热炉变压器的油循环水冷控制系统，包括水冷系统、控制装置、温度传感器及执行模块；其特征在于：

所述水冷系统包括有循环油系统和水冷冷却器；所述循环油系统主要由油泵、油管回路、变压器油箱组成，所述水冷冷却器主要由水泵、进水管、出水管、散热器组成；所述水冷系统与执行模块连接；

所述控制装置包括可编程控制器PLC、无线通讯模块和远程遥控器；所述远程遥控器通过无线通讯模块与可编程控制器PLC进行远程无线通讯；

所述温度传感器设置在变压器油箱中，实时对变压器油箱顶层油温进行检测，并将采集到的油温信号传输至可编程控制器PLC。

2.根据权利要求1所述的矿热炉变压器的油循环水冷控制系统，其特征在于所述远程遥控器包括无线电信号收发器；所述无线电信号收发器可接收到可编程控制器PLC通过无线通讯模块发来的油温信号，并可通过操作远程遥控器发送操作信号至可编程控制器PLC，远程操作可编程控制器通过执行模块对水冷系统进行自动控制。

3.根据权利要求2所述的矿热炉变压器的油循环水冷控制系统，其特征在于所述远程遥控器还包括信号警报器；所述信号警报器在当远程遥控器接收到的油温信号超出设定的数值时，会作出声音警报或者振动警报。

4.根据权利要求1所述的矿热炉变压器的油循环水冷控制系统，其特征在于所述温度传感器为热电偶式温度传感器。

5.根据权利要求1至4任一所述的矿热炉变压器的油循环水冷控制系统，其特征在于还包括与可编程控制器PLC相连接的LCD显示屏及操作模块。

6.根据权利要求5所述的矿热炉变压器的油循环水冷控制系统，其特征在于，所述LCD显示屏可以记录和显示温度传感器传输至可编程控制器PLC的油温信息；还可通过操作模块输入操作参数对水冷系统进行人工控制，或者使可编程控制器PLC对水冷系统进行自动控制。

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