1. 研究目的与意义（文献综述）

1、研究目的和意义

能源是国民经济发展的命脉，关系到国计民生：电力作为一种使用方便的优质洁净能源，应用于国民经济的各个领域，与人民生活和工农业生产息息相关，是当今世界发展的核心能源。电力作为一种能源，在国民经济发展中扮演十分重要的角色。伴随着我国经济的快速发展，我国的电网运行水平也在不断提高，各级调度中心要求更多的信息，以便及时掌握电网及变电站的运行情况，提高变电站的可控性，进而要求更多地采用远方集中控制、操作、反事故措施等，即采用无人值班的管理模式，以减少人为误操作的可能性，提高运行的可靠性。同时在简化系统，信息共享，减少电缆，减少占地面积，降低造价等方面变电站已改变了运行的面貌，变电站自动化已转向了实用化阶段。国家电网公司先后出台了《国家电网公司“十一五”科技发展规划》、《关于开展电网运行管理控制技术研究和推广应用的实施意见》，将变电站综合自动化技术、高压输变电主设备安全运行技术作为重点技术领域，以便为建设坚强电网提供必要的技术支持和保障。截至2005年底，全国发电装机容量已超过5亿千瓦，预计到2020年我国人均装机容量将达到0.8 千瓦，总装机容量也将超过10亿千瓦。在电网规模如此大，电压等级如此高的情况下，一旦发生大面积的停电事故，将给国家造成巨大损失，给人民带来巨大不便，电力系统的可靠性问题就显得尤为重要。电力变压器是电力系统中最重要的、最昂贵的设备之一，它的可靠性直接关系到电网是否安全、高效、经济的运行。电力变压器是电网中能量转换、传输的核心，是国民经济各行各业和千家万户能量来源的必经之路。如果一台大型电力变压器在系统中运行时发生事故，则可能导致大面积停电，其检修期- -般要 半年以上,造成巨大的经济损失。以一套三相500 kv，360 mva 的大型变压器为例，若发生绝缘故障，其维修费用当在数百万元，停电一天的直接电量损失(按1 kwh电0.4元计)达280万元，若计入间接损失和社会损失,那么它给整个社会造成的损失将更大。同时随着特高压项目的起动建设，对变压器工作可靠性的要求更高。因为一旦特高压电网的枢纽电力变压器出现故障，其带来的损失将是500 kv等超高压变压器的3~4 倍甚至更高。变压器本身也是电力系统中最昂贵设备之一，单以其本身价格计算，进口的250 mva/500 kv变压器平均约133万美元/台，国产同规格的也可达到1000万元/台。

在输变电系统中，变压器是实现电能转换的最基本、最重要的设备，对供电可靠性有着重大的影响。变压器在运行中是有损耗的，一种是空载损耗，它与负荷大小无关；另一种是负载损耗，与负载电流的平方成正比。变压器运行中产生的损耗将转化为热量散发出来，使变压器绕组、铁芯和变压器油温上升。变压器的温升影响它的带负载能力，同时会加速变压器绕组和铁芯所采用绝缘材料的老化，影响它的使用寿命。变压器运行中所带负荷随时都在发生变化，这将使变压器的损耗也随之发生变化，从而造成变压器油温的变化；同时不管是天气以及外界温度的变化，也都造成了变压器油温的变化。为了保证变压器安全、稳定、经济的运行，要随时检测变压器油温并由冷却控制装置控制冷却器组运行来控制变压器油温的变化，使油温维持在一个固定的范围内。电力变压器作为电力系统和广大企业用户广泛应用的电气设备，联络电网，把供电网络的电压转换为用电设备或装置直接使用的电压，在电力输送、分配和使用过程中发挥着核心关键作用。变压器接入系统后，在它的铁心、绕组中就产生损耗，这些损耗转化为热量散发出来，使绕组的温度升高，并与周围媒质间产生温度差，这样一部热量使变压器各部分的温度升高，另一部分热量散到冷却媒质中去。温度慢慢升高时，单位时间内积累的热量就减少，而散发的热量就增加，最后达到一种动态平衡。随着变压器容量的增大，变压器的损耗同样会增大，单靠箱壁和散热器已不能散热要求，往往需采用强迫油循风冷，使热油经过强风冷却器，冷却后再用油泵送回变压器。

目前对电力系统中非自冷式的大型变压器冷却设备的控制与保护采用的是机电逻辑方式回路实现的，由于其逻辑电路是由各种接触器、热继电器及保险等器件组成的，所以在其运行过程中存在很多缺陷如：潜油泵及冷却器风机的主回路驱动采用的是接触器，因而机械触点多，电路组成复杂，故障率高，电动机的保护方式是保险外加热继电器，仅能对电动机提供短路及过载（缺相）保护，无法进行故障预测；油温检测采用胀管式电接点温度表，机械触点发令，设定困难，温度测控精度低；控制系统采用继电器逻辑控制，参数设定采用万能转换开关，自动化程度低。主回路、保护电路及控制回路复杂，就决定主变压器在运行中不可靠，显而易见增加了运行维护工作量，因而这种风冷控制系统不利于主变压器运行，给主变压器及电网的安全运行带来很多隐患；随着电网近年来的快速发展，国内无人值守变电站正在不断增多，并且己被认为是中近期发展的方向，考虑到20mva及以上的变压器本身价值较高，损坏后造成的影响较大，因而需对变压器的温度进行远方监视，而传统的风冷控制系统是不能完成的；为了克服这些缺点和不足，保证电网的安全经济稳定运行、保证重要设备的安全及广大用户的可靠用电，对主变压器传统风冷控制系统的改进，是非常迫切和必要的。

2. 研究的基本内容与方案

3、研究/设计的目标

完成风冷式变压器温度控制装置的硬件电路和软件程序设计，实现变压器、风冷电机的实时工况监测、报警、定时运行、电源自动投切、无人值守通信等功能。

4、设计方案（研究/设计方法、理论分析、计算、实验方法和步骤等）

本设计系统结构如图1所示：

图1 系统结构框图

3. 研究计划与安排

1周：撰写并完成开题报告，无错字、别字，格式规范。

2周：修改、完善开题报告，进行开题答辩，主要对研究意义（1-3句话）、目标（1-3句话）、内容（1-3句话）、技术路线，重点就技术路线中主电路框图、控制电路框图进行讲解

3周：撰写毕业设计论文目录，需要获得指导老师认可提交。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]孙建军.电力变压器冷却器自动控制装置的研制.天津.天津大学2006

[2]郝春生.电力变压器微机式风冷控制系统的研究.北京：华北电力大学.2007

[3]胡开朗.变压器温度监控系统的设计.上海：东华理工大学.2008