大、中型变压器冷却系统模糊变频节能控制装置研究

【摘要】： 大、中型变压器是发电厂和变电所的重要设备之一。随着电力系统规模的不断扩大和电压等级的提高,目前电力系统中的变压器总容量己达到9-10倍发电总容量。 变压器在运行过程中,由于存在铁耗和铜耗,这些损耗都将转换成热能而向外发外辐射,从而引起变压器不断发热和温度升高,为了保证变压器散热良好,必须采用一定的冷却方式将变压器中产生的热量带走,变压器散热不好将导致变压器温度上升,超过变压器允许的温升水平,轻则减少变压器的使用寿命,重则损坏变压器。根据研究,变压器绕组温度在规定温度极限之上每升高6℃,使用年限将缩短一半。因此,研究变压器冷却系统的安全节能运行方式,对企业节能降耗、控制发、供电成本,降低发电厂、变电所的厂(所)用电率有着重要意义。 本文描述了大、中型变压器冷却系统模糊变频节能控制装置的设计和实现方法,利用了PLC与Modbus串行通信总线对变压器冷却系统的风机机进行变频调速控制,并将变压器温度、变频器的输出频率及变压器冷却系统的状态信息等重要参数实时远传。在此冷却系统中采用了模糊-PID控制算法,采用这种复合控制方法调节冷却电机的转速从而高精度的保证变压器发热与散热的实时平衡,延长变压器的使用寿命,同时大大降低了发电厂(或变电所)的厂(所)用电。 【关键词】：变压器 模糊-PID PLC
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TP273
【目录】：

• 内容提要4-7
• 第1章 引言7-11
• 1.1 论文研究的背景7-8
• 1.2 论文研究的意义8
• 1.3 主要研究技术内容的国内外发展现状与趋势8-9
• 1.4 本文研究的主要工作9-11
• 第2章 大、中型变压器冷却系统模糊变频节能控制装置总体设计11-18
• 2.1 大、中型变压器冷却系统模糊变频节能控制装置控制策略11-12
• 2.2 模糊-PID(Fuzzy-PID)变频控制技术研究及 PLC 实现12
• 2.3 变压器冷却系统模糊变频节能控制装置中变频调速系统的组成12-18
• 2.3.1 可编程序控制器的选型12-16
• 2.3.2 变频器的选型16-18
• 第3章 PLC 与变频器、就地测温仪表、远程综合仪表间的通信18-30
• 3.1 Modbus 通信协议18-21
• 3.1.1 Modbus 协议简介18-19
• 3.1.2 Modbus-RTU 协议19-21
• 3.2 CP1H 使用 Modbus-RTU 简易主站功能控制变频器21-29
• 3.2.1 CP1H 的Modbus-RTU 简易主站功能21-24
• 3.2.2 使用CP1H 的Modbus-RTU 简易主站功能的准备工作24-27
• 3.2.3 CP1H 的Modbus-RTU 简易主站功能与变频器通信程序设计27-29
• 3.3 使用 CP1H 的 Modbus-RTU 简易主站功能与就地测温仪表、远程 综合仪表间的通信29-30
• 第4章 模糊PID 控制器的设计30-42
• 4.1 PID 控制的介绍30-31
• 4.2 模糊控制器的介绍31-33
• 4.2.1 模糊控制的基本原理31-32
• 4.2.2 模糊控制器的基本组成32-33
• 4.3 模糊-PID 控制器的设计33-42
• 4.3.1 输入/输出变量论域的选定及语言变量值的选取34-35
• 4.3.2 输入变量的语言变量赋值表35-36
• 4.3.3 输入精确量的模糊化过程36-37
• 4.3.4 输出变量的隶属函数的确定37
• 4.3.5 Fuzzy 自整定PID 参数控制算法37-40
• 4.3.6 输出变量的解模糊40-42
• 第5章 结论42-44
• 参考文献44-46
• 攻读学位期间发表的学术论文及取得的科研成果46-47
• 致谢47-48
• 摘要48-51
• ABSTRACT51-53

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