Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ проблемы оптимизации жизненного цикла трансформатора с принудительным охлаждением 10
1.1. Постановка задачи 10
1.1.1. Понятие оптимального жизненного цикла силового трансформатора с принудительным охлаждением 10
1.1.2. Понятие проектно-диагностической модели силового трансформатора с принудительным охлаждением 12
1.1.3. Требования к подсистеме мониторинга 15
1.1.4. Требования к организации системы оптимизации жизненного цикла силовых трансформаторов 17
1.2. Характеристика объекта 19
1.3. Математическое моделирование процессов в силовом трансформаторе 25
1.3.1. Проектная модель силового трансформатора 25
1.3.2. Расчет тепловых процессов в трансформаторе 29
1.3.3. Средства и методы поиска оптимального решения 30
1.3.4. Использование нейронных сетей и методов нелинейного программирования в математическом моделировании 32
1.4. Системы поддержки жизненного цикла силовых трансформаторов 33
1.4.1. Современное состояние мониторинга и диагностики силовых трансформаторов 33
1.4.2. Современное состояние систем поддержки жизненного цикла трансформаторов 35
1.4.3. Информационный обмен в системах управления техническими устройствами 38
1.5. Проблема замены оборудования 39
Выводы по первой главе 42
2. Разработка диагностической модели силовых трансформаторов . 44
2.1. Разработка модели информационного обмена в системе оптимизации жизненного цикла силовых трансформаторов 44
2.1.1. Анализ модели информационного обмена в системах управления техническими устройствами 44
2.1.2. Разработка структуры многоуровневой модели информационного обмена в системе оптимизации жизненного цикла силового трансформатора 47
2.1.3. Формализация информационного обмена в системе оптимизации жизненного цикла силового трансформатора 52
2.2. Характеристика элементов подсистемы мониторинга силовых трансформаторов 59
2.2.1. Общая характеристика подсистемы мониторинга силовых трансформаторов 59
2.2.2. Аналоговый уровень подсистемы мониторинга 60
2.2.3. Цифровой уровень подсистемы мониторинга 61
2.2.4. Системный уровень подсистемы мониторинга 62
2.2.5. Информационный уровень подсистемы мониторинга 63
2.2.6. Аналитический уровень подсистемы мониторинга 65
2.2.7. Уровень принятия решений подсистемы мониторинга 66
2.3. Диагностические алгоритмы в подсистеме мониторинга силовых трансформаторов 68
2.3.1. Контроль повышений напряжения 68
2.3.2. Контроль температуры наиболее нагретой точки обмотки 69
2.3.3. Контроль содержания влаги в изоляции 70
2.3.4. Старение изоляции 71
2.3.5. Контроль состояния и оценка эффективности работы системы охлаждения 72
2.3.6. Расчет предельной температуры ННТ по критерию образования пузырьков 73
2.3.7. Контроль состояния высоковольтных вводов 75
2.3.8. Контроль температуры верхних слоев масла 76
Выводы по второй главе 77
3. Разработка проектной модели силового трансформатора 78
3.1. Математический аппарат системы поиска решений трансформатора с заданными свойствами 78
3.2. Программная реализация системы поиска решений трансформатора с заданными свойствами 86
3.3. Алгоритм теплового расчета силового трансформатора с принудительным охлаждением 89
3.3.1. Постановка задачи разработки подсистемы теплового расчета силового трансформатора с принудительным охлаждением 89
3.3.2. Тепловой расчет обмоток 92
3.3.3. Расчет системы охлаждения 92
3.3.4. Расчет коэффициента теплоотдачи со стороны масла 93
3.3.5. Расчет коэффициента теплоотдачи со стороны воздуха 95
3.3.6. Гидравлический расчет малогабаритных теплообменников 97
3.4. Тепловая динамическая модель трансформатора 98
3.4.1. Формирование системы дифференциальных уравнений 98
3.4.2. Расчет коэффициентов уравнений динамики тепловых процессов в трансформаторе 101
3.4.3. Коррекция коэффициента ЬЗ по данным подсистемы мониторинга 103
Выводы по третьей главе 106
4. Разработка проектно-диагностическои модели для управления охлаждением силовых трансформаторов 108
4.1. Разработка базовых элементов подсистемы управления охлажде нием трансформаторов 108
4.1.1. Аппаратное обеспечение подсистемы управления охлаждением трансформатора 108
4.1.2. Программное обеспечение подсистемы управления охлаждением трансформатора 115
4.2. Разработка алгоритма управления охлаждением трансформато ра на основе динамической тепловой модели 119
4.2.1. Постановка задачи и обоснование пути ее решения 119
5 4.2.2. Алгоритм поиска оптимального управляющего воздействия на систему охлаждения 122
4.3. Разработка алгоритма управления охлаждением трансформатора на основе нейросетевой модели 127
4.3.1. Математический аппарат нейронных сетей 127
4.3.2. Разработка модели системы охлаждения трансформатора на основе нейронной сети в среде MatLab 131
4.3.3. Экспериментальная проверка работы системы оптимального управления системой охлаждения трансформатора 135
Выводы по четвертой главе 138
5. Разработка проектно-диагностической модели для оценки технико-экономических показателей оборудования 140
5.1. Оценка эффективности работы оборудования 140
5.1.1. Требования к подсистеме оценки технико-экономического состояния трансформатора 140
5.1.2. Математический аппарат подсистемы принятия решений по ремонту или замене трансформатора 141
5.1.3. Функции подсистемы оценки технико-экономического состояния трансформатора 145
5.2. Разработка подсистемы оценки технико-экономических показате-
лей оборудования 146
5.2.1. Структура и интерфейс подсистемы поддержки принятия ре
шений по ремонту или утилизации трансформатора 146
5.2.3. Расчет технико-экономической эффективности трансформатора ТДЦ 400000/500 150
5.3. Оценка перехода к ремонту трансформатора по техническому состоянию с использованием подсистемы мониторинга 155
Выводы по пятой главе 163
Заключение І 164
Библиографический список
- Понятие проектно-диагностической модели силового трансформатора с принудительным охлаждением
- Анализ модели информационного обмена в системах управления техническими устройствами
- Алгоритм теплового расчета силового трансформатора с принудительным охлаждением
- Программное обеспечение подсистемы управления охлаждением трансформатора
Введение к работе
Актуальность темы. Современное состояние энергетики характеризуется ростом потребляемых мощностей. При этом повышенные требования предъявляются к силовым трансформаторам, суммарная мощность которых в 5-6 раз превышает генераторную мощность. Наиболее ответственными в этом отношении являются блочные трансформаторы с принудительным охлаждением, работающие в паре с генератором.
Поэтому актуальной является проблема оптимизации жизненного цикла блочных трансформаторов, предполагающая создание математических моделей, позволяющих на основе информации о конструкции трансформатора и результатах мониторинга прогнозировать протекание физических процессов в различных режимах и повысить надежность эксплуатации трансформатора. Решение задачи повышения эффективности эксплуатации трансформатора предполагает разработку программно-технических средств, позволяющих оценивать текущее состояние в режиме реального времени, выдать необходимые рекомендации и рассчитать технико-экономические параметры оборудования. Такая работа может быть классифицирована как решение актуальной научной проблемы с использованием современных средств и методов, позволяющее сократить расходы на эксплуатацию и обслуживание трансформаторов.
Состояние проблемы. Среди российских ученых, которые внесли значительный вклад в теорию САПР электротехнических устройств можно отметить Д.А. Аветисяна, СИ. Маслова, И.П. Норенкова, И.Н. Орлова, А.И. Половинкина, А.А. Терзяна. В области САПР трансформаторов можно выделить работы Ю.Б. Бородулина, А.Г. Бунина, Л.Н. Конторовича, В.М. Бутовского, Г.В. Попова.
Традиционно теория САПР рассматривается со стороны производителя технических устройств. Потребитель, имеющий свои требования к ним, вынесен за пределы САПР. Для построения математических моделей процессов
7 в трансформаторе необходимо иметь детальную информацию о его конструкции. Поэтому в диссертации предлагается альтернативный подход к созданию САПР, ориентированной на эксплуатирующую организацию. Здесь акцент делается на разработке подсистем функционального проектирования, способных решать задачи с произвольной формулировкой технического задания, которые могут быть использованы для детализации конструкции существующего устройства при недостаточной информации о нем.
Помимо информации о конструкции трансформатора для оптимизации жизненного цикла требуется информация о текущем состоянии объекта, источником которой являются системы мониторинга, к которым относятся такие системы, как ШУМТ, TDM, Sterling Group, Areva, СКИТ. Они позволяют оценивать состояние трансформатора и выявлять быстроразвивающиеся дефекты. В современных системах оптимизации жизненного цикла оборудования (ALM - Asset Lifecycle Management, ЕАМ - Enterprise Asset Management) существует тенденция к интеграции подсистем технического контроля оборудования с подсистемами экономической оценки состояния.
Цель работы заключается в повышении надежности и экономичности эксплуатации силового трансформатора на протяжении жизненного цикла путем использования программно-технических средств, позволяющих оценить технологические параметры трансформатора, оптимизировать его работу, продлить срок службы или оценить варианты замены.
Данная цель достигается путем решения следующих задач:
Разработка проектной модели трансформатора, позволяющей уточнить его конструкцию по имеющейся документации и результатам измерений.
Разработка подсистемы мониторинга силовых трансформаторов.
Разработка диагностической модели, позволяющей выявлять дефекты в трансформаторе.
Разработка проектно-диагностической модели трансформатора, призванной оптимизировать работу системы охлаждения.
8 5. Разработка подсистемы принятия решений по замене трансформатора. Методы исследования. Поставленные задачи решались с использованием методов теории САПР, теории электромеханических преобразователей энергии, теории тепловых цепей, теории нелинейного программирования, теории нейронных сетей. Научная новизна:
Разработка нового подхода к созданию САПР трансформаторов, ориентированной на потребности эксплуатирующей организации, при котором проектная модель используется для детализации параметров конструкции существующего устройства.
Разработка проектно-диагностической модели, позволяющей осуществить оптимальное управление системой охлаждения трансформатора с использованием математической модели тепловых процессов, построенной на основе детальной информации о конструкции трансформатора, и нейронных сетей, обучающихся по результатам мониторинга.
Разработка алгоритмов принятия решений по замене трансформатора, учитывающих технико-экономические факторы его функционирования с использованием проектной модели.
Практическая значимость результатов работы состоит в разработке моделей, алгоритмов и программно-технических средств, позволяющих производить оптимизацию режимов работы трансформатора, своевременный ремонт и замену. В частности, разработаны: подсистема проектирования трансформатора с принудительным охлаждением; подсистема мониторинга трансформатора; подсистема управления системой охлаждения на основе уравнений динамики тепловых процессов и нейронной сети, обученной по результатам мониторинга; подсистема расчета срока окупаемости нового трансформатора с использованием метода динамического программирования.
Реализация результатов работы. Результаты диссертации были использованы в хоздоговорных работах: «Разработка системы оценки состояния маслонаполненного оборудования» (2005 г., отчет № 275/05), «Разработка системы оценки состояния маслонаполненного оборудования» (2006 г., отчет № 317/06), «Разработка системы оценки состояния маслонаполненного оборудования» (2007 г., отчет № 124/07). В диссертации приведены акты внедрения результатов работы на Костромской ГРЭС (г. Волгореченск, Костромской обл.), ОАО «Ивэлектроналадка» (г. Иваново), Ивановский государственный энергетический университет, ЗАО «РТСофт» (г. Москва).
Использование в учебном процессе. Теоретические результаты данной работы были использованы при разработке курсов лекций и комплексов лабораторных работ по дисциплинам: «Компьютерные технологии», «Основы САПР», «Надежность электооборудования». Данные курсы читались в ИГЭУ для студентов специальностей «Электромеханика» и «БЖД».
Апробация работы. Результаты работы докладывались на конференциях: на международной научно-технической конференции «Современное состояние, проблемы и перспективы энергетики и технологии в энергостроении» в ИГЭУ в 2005, 2007 г.г.; на симпозиумах ТРАВЭК в 2005, 2007 г.г.
Публикации. По результатам работы опубликовано: 2 публикации в изданиях, рекомендованных ВАК, 2 статьи в межвузовских сборниках и периодических изданиях, 7 тезисов докладов на конференциях. Получено 1 свидетельство на программный продукт, 1 диплом за участие в областном конкурсе научных работ среди молодых ученых.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, включающего 98 наименований, и приложения. Основная часть работы изложена на 168 страницах и содержит 57 иллюстраций.
1. Анализ проблемы оптимизации жизненного цикла трансформатора с принудительным охлаждением
Понятие проектно-диагностической модели силового трансформатора с принудительным охлаждением
Под проектно-диагностической моделью силового трансформатора понимается математическая модель, построенная путем комбинации проектной и диагностической моделей трансформатора, в которой за счет обмена информацией достигается синергетический эффект, позволяющий снизить уровень неопределенности обеих моделей.
Наиболее показательным является использование проектно-диагностической модели силового трансформатора с принудительным охлаждением для оптимизации его эксплуатации, в частности для оптимального управления системой охлаждения.
При отсутствии исчерпывающей информации о возмущающих факторах, способных отклонить температуру масла в трансформаторе от заданного значения система автоматического управления охлаждением должна строиться по принципу отрицательной обратной связи [89]. Информацию о температуре масла, нагрузке и температуре окружающей среды в реальном времени может поставлять подсистема мониторинга трансформатора.
Главная особенность задачи автоматического управления системой охлаждения состоит в инерционности управляемого процесса и в невозможности реализации частых управляющих воздействий, состоящих во включении/отключении охладителей. По техническим и организационным причинам такие операции могут осуществляться не чаще одного раза в 2-3 часа. Поэтому система управления охлаждением трансформатора должна строиться на моделях, позволяющих прогнозировать результат управляющего воздействия.
Такая модель может быть построена на основе системы дифференциальных уравнений, описывающих динамику тепловых процессов в трансформаторе. Для построения этой модели необходима детальная информация о конструкции трансформатора. Эксплуатирующая организация зачастую не располагает такой информацией. Поэтому для реализации динамической тепловой модели рекомендуется воспользоваться проектной моделью трансформатора, назначение которой коренным образом отличается от традиционных САПР и состоит не столько в разработке проекта трансформатора, сколько в нахождении такого решения, которое соответствует реальному устройству. В отличие от традиционных САПР здесь требуется обеспечить не оптимальность проекта, а совпадение конечных результатов расчета с параметрами реального устройства. Цель решения такой задачи в получении исчерпывающей информации о конструкции существующего трансформатора для построения математической модели физических процессов в нем.
Таким образом, проектно-диагностическая модель строится как на основе проектной модели, позволяющей сформировать систему уравнений динамики процессов в трансформаторе, так и на основе диагностической модели, поставляющей в данную систему уравнений исходные данные для построения прогноза и оценки точности прогноза. В диссертации подробно рассмотрена задача моделирования теплового состояния трансформатора, хотя предложенный здесь метод комбинирования проектной и диагностической моделей может быть использован также при моделировании и диагностировании электродинамических усилий, электромагнитных процессов и т.п.
Для учета наиболее важных факторов, влияющих на тепловое состояние трансформатора, в состав алгоритмов обработки информации, реализуемых подсистемой мониторинга, рекомендуется включить алгоритм построения прогноза температуры окружающей среды и нагрузки трансформатора. Такие алгоритмы могут быть организованы на основе нейронных сетей, обучающихся по результатам мониторинга. Эти алгоритмы позволят существенно усилить модель прогноза теплового состояния трансформатора путем задания обоснованной функции изменения внешних воздействий.
При наличии датчиков нагрузки трансформатора, температуры верхних слоев масла, температуры окружающей среды, положения коммутационных аппаратов системы охлаждения нейронные сети можно использовать напрямую для прогноза динамики теплового состояния трансформатора. Использование двух моделей тепловых процессов - на основе системы дифференциальных уравнений и на основе нейронных сетей - позволит повысить надежность прогноза путем дублирования результатов моделирования.
Анализ модели информационного обмена в системах управления техническими устройствами
В качестве прототипа модели информационного обмена в системе оптимизации жизненного цикла силового трансформатора (СОЖЦСТ), целесообразно взять модель взаимодействия открытых систем OSI, разработанную Международной организацией по стандартизации (International Standards Organization, ISO) для компьютерных сетей. Эта модель, которой придерживается большинство разработчиков сетевого программного и аппаратного обеспечения (рис. 2.1), определяет различные уровни взаимодействия подсистем и указывает, какую работу должен выполнять каждый уровень [75].
Эталонная модель OSI, иногда называемая стеком OSI, представляет собой 7-уровневую сетевую иерархию, содержащую в себе: - горизонтальную модель на базе протоколов, обеспечивающую механизм взаимодействия программ и процессов на различных машинах; - вертикальную модель на основе услуг, обеспечиваемых соседними уровнями друг другу на одной машине.
Уровень 1 - физический - выполняет функции передачи битов информации в виде аналоговых сигналов от сетевых коммутаторов (switch, hub, сетевая карта) и фактически представляет собой линии связи, например, коаксиальный кабель, витая пара или оптоволоконный кабель.
Уровень 2 - канальный - обеспечивает создание, передачу и прием данных, проверяет доступность среды передачи, реализует механизмы обнаружения и коррекции ошибок. Для этого биты информации группируются во фреймы. В локальных сетях протоколы канального уровня используются компьютерами, мостами, коммутаторами и маршрутизаторами.
Уровень 3 - сетевой - обеспечивает передачу пакетов данных на транспортный уровень. Этот уровень служит для образования единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей с различными принципами передачи информации между конечными узлами.
Уровень 4 - транспортный - делит потоки информации на фрагменты для передачи их на сеансовый уровень. Его задача состоит в обеспечении надежности передачи данных приложениям или вышестоящим уровням.
Уровень 5 - сеансовый - отвечает за организацию сеансов обмена данными, обеспечивает управление диалогом для синхронизации обмена.
Уровень 6 - уровень представления - отвечает за возможность диалога между приложениями. Этот уровень обеспечивает преобразование данных прикладного уровня в поток информации для транспортного уровня. Он гарантирует, что информация, передаваемая .прикладным уровнем, будет понятна прикладному уровню в другой системе. При необходимости он выполняет преобразование форматов данных в общий формат представления.
Уровень 7 - прикладной — отвечает за доступ приложений в сеть. Задачами этого уровня является перенос файлов, обмен почтовыми сообщениями и управление сетью. Прикладной уровень — это набор протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам, таким как файлы, принтеры или гипертекстовые Web-страницы, а также организуют свою совместную работу.
Рассмотренная модель может быть использована не только при организации обмена информации в компьютерных сетях, но и для создания систем автоматизации технических устройств, в которых осуществляется обмен информацией между данными устройствами и системами анализа и управления.
В частности, модель OSI может быть положена в основу структуры обмена данными в СОЖЦСТ для анализа технологической информации, что позволяет сделать структуру обмена информации более гибкой путем реализации принципов организации открытых систем.
Многоуровневая модель информационного обмена (МИО) в СОЖЦСТ обеспечивает определенные преимущества для разработчиков программного обеспечения и специалистов, занимающихся поддержкой функционирования системы, поиском и устранением неисправностей в работе системы.
Преимущества многоуровневой МИО [95]: четкое определение и разграничение функций каждого уровня; предоставление строго очерченной логической основы для создания необходимых прикладных программ и выбора оборудования; упрощение процесса организации системы посредством разделения всей совокупности функций на отдельные модули; организация возможности интеграции и взаимодействия между СОЖЦСТ и АСУ ТП предприятия средствами стандартизированных механизмов обмена данными (технология ОРС, SQL запросы); упрощение процедуры поиска и устранения неисправностей посредством ограничения зоны их локализации; ускорение внедрения в систему новых информационных технологий посредством поддержки узкой специализации. Ограничение сферы ответственности каждого уровня МИО позволяет снизить затраты разработчиков программного обеспечения (ПО) и технологов на создание и сопровождение СОЖЦСТ и поддержку работоспособности аппаратного обеспечения. Разграничение функций различных уровней МИО позволяет разработчикам ПО создавать модули, предназначенные для усовершенствования только одного, а не всех уровней. Поддержка узкой специализации при разработке системы позволяет более гибко внедрять новые технологии и использовать ПО сторонних разработчиков.
Алгоритм теплового расчета силового трансформатора с принудительным охлаждением
Так как согласно поставленной задаче проектно-диагностическая модель силового трансформатора используется при управлении системой охлаждения, особое внимание в ней уделено тепловому расчету. Модуль теплового расчета является составным элементом подсистемы поверочного расчета силового трансформатора. Он предназначен для определения установившихся значений температуры в характерных точках трансформатора. Алгоритмы теплового расчета разработаны на основе работ [46, 62, 86]
Во время работы трансформатора в его активных частях (металле обмоток и стали магнитной системы), а также в массивных металлических узлах и деталях возникают потери энергии, выделяющиеся в виде тепла. Тепловой поток путем теплопроводности передается от внутренних точек массивных частей до их наружных поверхностей в масло. Далее процесс теплоотдачи происходит путем конвекционного тока масла и последующего перехода тепла от активной части к внутренним поверхностям теплообменников системы охлаждения и стенкам бака. От наружной поверхности теплообменников и стенок бака в окружающую среду теплоотдача происходит путем конвекции и излучения. Следует отметить, что при принудительной системе охлаждения излучением тепла с поверхности бака можно пренебречь, т.к. оно составляет около 3 % от общей поверхности охлаждения.
Задачу теплового расчета трансформатора с принудительной системой охлаждения можно сформулировать следующим образом:
1) определение перепадов температуры между обмотками и магнитной системой, с одной стороны, и маслом - с другой;
2) подбор конструкции и размеров принудительной системы охлаждения, обеспечивающих нормальную теплоотдачу всех потерь при температурах обмоток, магнитной системы и масла, не превышающих допустимые значения;
3) поверочный расчет превышений температуры обмоток, магнитной системы и масла над окружающим воздухом.
Таким образом, тепловой расчет обмоток сводится к определению перепадов температуры внутри и на поверхности обмоток для принятой конструкции. Затем рассчитывается перепад масло - воздух и температура масла при заданной температуре охлаждающего воздуха. Эта температура не должна превышать 98С [92].
Тепловой расчет охладителя отличается тем, что его конструкция зависит от теплового потока, который должен быть отведен с поверхности теплообменника в окружающий воздух.
При тепловом расчете охладителя определяются: - допустимое среднее превышение температуры обмоток и магнито-провода над маслом; - логарифмическая разность температур между маслом и воздухом. - мощность двигателей насосов и вентиляторов, обеспечивающих требуемый массовый расход масла и воздуха в охладителях; - по данным динамической тепловой модели производится оценка качества теплового расчета. - производиться оценка коэффициентов, характеризующих тепловой расчет по реальным данным, полученным с использованием системы мониторинга.
Задача теплового расчета системы охлаждения на малогабаритных теплообменниках заключается в определении количества тепла поступающего в систему и отводимого из нее в установившемся режиме.
Количество отведенного тепла прямо пропорционально а — коэффициенту теплоотдачи с поверхности теплообменника.
Исходя из вышеизложенного, можно утверждать, для получения достаточно точного теплового расчета требуется учесть следующие факторы: - выделение потерь в активных частях трансформатора и учет геометрии магнитной системы для отвода выделяемых потерь; - распространение тепла в элементах конструкции и масле, а так же теплообмен между ними; - движение масла в баке трансформатора и охладителях системы охлаждения.
Таким образом, тепловой расчет системы охлаждения с принудительной циркуляцией масла предполагает знание технологических и гидравлических характеристик охладителя.
Программное обеспечение подсистемы управления охлаждением трансформатора
Выполняя свои функции, подсистема мониторинга в режиме реального времени осуществляет опрос датчиков установленных на трансформаторе. Информация с системы датчиков (рис. 4.1) через контроллер передается на сервер системы, становясь доступной для визуализации, контроля текущего состояние системы охлаждения и принятия решений по охлаждению трансформатора.
Для управления охлаждением трансформатора используются шкафы ШАОТ, из которых производится включение и отключение двигателей и мас-лонасосов. Заводом - изготовителем трансформатора предусмотрено пять групп охлаждения: первая постоянно находиться в работе, вторая включается при нагрузке превышающей 40% от номинальной, третья при 100% нагрузке, четвертая включающаяся при достижении температуры верхних слоев масла 70С и пятая находится в резерве.
Автоматизированное управление системой охлаждения осуществляется контроллером СМАРТ КП Электра, в состав которого входят модули дискретных, аналоговых и выходных сигналов осуществляющих функции телесигнализации (ТС), телеизмерения (ТИ) и телеуправления (ТУ). Сигналы ин формационным кабелем заводятся непосредственно на клеммы соответствующих модулей и принимают участие в информационном обмене. Полный список сигналов необходимый для контроля состояния системы охлаждения трансформатора приведен в таблице 4.1.
Управление состоянием (вкл./откл.) автомата питания охлаждающей группы состоящей из маслонасоса и двух охладителей происходит следующим образом. В контроллер по цифровому каналу поступает команда управления, в результате выполнения которой происходит кратковременное замыкание требуемой пары контактов модуля выходных сигналов, что приводит к восстановлению цепи питания электромагнита включения/отключения автомата питания, подаче импульса напряжением -380 В, длительностью 1 сек. и дальнейшему изменению положения автомата (осуществлению управления).
Успешное прохождение команды управления определяется по изменению положения блок - контактов коммутационного аппарата, что в свою очередь фиксируется соответствующими входами модуля дискретных сигналов контроллера. Дополнительной проверкой включения маслонасоса или охладителей является наличие тока в цепи питания, для чего устанавливается датчик тока после автомата питания охлаждающей группы.
Источником информации для принятия решений по включению охладителей являются показания датчиков температуры верхних слоев масла, температуры окружающей среды и нагрузки трансформатора.
Для охлаждения трансформатора предусмотрено несколько режимов управления (рис. 4.2): - местный - управление происходит в ручную, непосредственно из шкафов ШАОТ, возможность управления из подсистемы мониторинга блокируется; - дистанционный - управление осуществляется только из подсистемы мониторинга в режиме диалога с оператором; - автоматический - управление происходит автоматически по разработанным алгоритмам.
Изменение режима управления осуществляется коммутационным ключом, установленным в шкафу ШАОТ в цепь питания электромагнита включения/отключения автомата, позволяющий производить выбор источника подачи управляющего сигнала.
Для автоматического управления требуется использование промышленных контроллеров с программируемой логикой на стандартизированных IEC языках программирования. Программируемая логика позволяет выполнять математическую обработку данных технологического процесса, такую как: приведение данных измерений к физическим величинам (калибровка), арифметические операции, операции логики, операции с использованием времени и реализовывать алгоритмы управления и диагностики без участия сервера верхнего уровня, что значительно сокращает время обработки данных и повышает надежность работы подсистемы.
