用于电力变压器冷却器的双CPU冗余控制系统的制作方法

用于电力变压器冷却器的双cpu冗余控制系统
技术领域
1.本实用新型涉及变压器技术领域，具体涉及用于电力变压器冷却器的双cpu冗余控制系统。


背景技术：

2.电力变压器是发电厂和变电所的最重要设备之一。随着电力系统规模的不断扩大和电压等级的提高，在电能输送过程中，电压转换层次有增多的趋势，要求系统中的变压器总量己由过去的5～7倍发电总容量，增加到9～10倍发电总容量。因此，变压器能否正常运行对于电力系统的安全稳定运行起着至关重要的作用。变压器的损耗主要是铜耗和铁耗，而这些损耗最终均转化为热量，从而使变压器的油温和铁心温度升高。变压器的铜耗和铁耗产生的热量主要以传导和对流的方式向外扩散，变压器运行时，各部分的温度分布极不均匀。变压器的容量越大，其散热问题就越突出。因此，如何使变压器最大限度地散热，是变压器生产厂家的重要课题，也是电力部门在生产运行中需要特别关注的问题。
3.目前电力变压器冷却器控制系统有两种模式：常规继电器构成的控制系统和单plc控制系统。常规继电器控制系统有大量的电磁继电器、时间继电器构成控制逻辑，这种控制方式存在许多弊端：控制回路接线复杂、可靠性差、故障率较高、维护工作量大，造成冷却器运行不均衡，影响冷却器组使用寿命，同时不利于节能。单plc控制系统，由plc可编程控制器取代传统电磁继电器、时间继电器构成的控制逻辑，控制功能通过编程实现，极大的简化了系统接线，提高了系统的可靠性；完善了对冷却器的保护和控制，但是该系统也存在一个弊端，如果plc装置出现故障，控制系统失效，将会造成冷却器全停。
4.本实用新型采用了双cpu冗余控制系统，两套cpu主备冗余配置，主cpu运行，备用cpu跟随运行(无输出，数据实时同步)，主cpu故障无缝切换至备用cpu运行，主备cpu都故障，应急启动回路工作，保证冷却系统的高可靠性运行。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是常规继电器控制系统控制回路接线复杂、可靠性差、故障率较高、维护工作量大，单plc控制系统plc装置出现故障，控制系统失效，将会造成冷却器全停，目的在于提供用于电力变压器冷却器的双cpu冗余控制系统，采用了双cpu冗余控制系统，两套cpu主备冗余配置，主cpu运行，备用cpu跟随运行，主cpu故障无缝切换至备用cpu运行，主备cpu都故障，应急启动回路工作，保证冷却系统的高可靠性运行。
6.本实用新型通过下述技术方案实现：
7.用于电力变压器冷却器的双cpu冗余控制系统，包括plc主cpu、plc备用cpu、人机界面、交换机和plc子站；其中，plc主cpu和plc备用cpu组成冗余控制单元，所述plc主cpu第一通信口与plc子站上的接口模块中的第一通信口连接；所述plc备用cpu与第一通信口plc子站的接口模块中的第二通信口之间通过交换机间接连接，用于访问plc子站；所述plc主cpu第二通信口和plc备用cpu第二通信口之间通过电缆连接，用于plc主cpu和plc备用cpu
之间数据的实时同步；所述人机界面与交换机通过电缆连接，用于同plc主cpu和plc备用cpu通信。
8.其中，采用了双cpu冗余控制系统，两套cpu主备冗余配置，主cpu运行，备用cpu跟随运行(无输出，数据实时同步)，主cpu故障无缝切换至备用cpu运行，主备cpu都故障，应急启动回路工作，保证冷却系统的高可靠性运行。
9.进一步，所述plc主cpu第二通信口和plc备用cpu第二通信口之间通过profiet电缆连接组成冗余控制单元。
10.进一步，所述plc主cpu第一通信口与plc子站上的接口模块中的第一通信口通过profiet电缆连接。
11.进一步，所述plc备用cpu第一通信口与交换机之间通过profiet电缆连接。
12.进一步，所述交换机与plc子站之间通过profiet电缆连接。
13.进一步，所述人机界面用于变压器附件灯光报警、模拟量状态显示、冷却装置就地操作、冷却装置状态显示以及开关档位显示。
14.本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
15.本实用新型用于电力变压器冷却器的双cpu冗余控制系统，采用了双cpu冗余控制系统，两套cpu主备冗余配置，主cpu运行，备用cpu跟随运行(无输出，数据实时同步)，主cpu故障无缝切换至备用cpu运行，主备cpu都故障，应急启动回路工作，保证冷却系统的高可靠性运行。
附图说明
16.此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
17.图1为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
18.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
19.在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
20.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
21.在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、
“
高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
22.实施例
23.如图1所示，本实用新型用于电力变压器冷却器的双cpu冗余控制系统，本系统组成：双电源切换回路、冷却器主回路、冷却器控制回路、手动/应急控制回路、双cpu冗余系统。
24.双电源切换回路：由q1
‑
q4断路器、kms1
‑
kms2接触器、kv1
‑
kv2电源监视继电器、sa1转换开关、k1
‑
k2中间继电器、k16中间继电器构成。q1
‑
q4断路器合闸，kv1
‑
kv2电源监视继电器监测两路ac380/220v电源状态(过压、欠压、相序、缺相)，电源正常kv1
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kv2继电器常开点闭合，sa1转换开关指定工作状态(i电源工作ii电源备用
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电源切除
‑
plc控制
‑
ii电源工作i电源备用)，sa1转换开关切换至“i电源工作ii电源备用”kms1接触器吸合i段电源投入运行，如果i段电源故障(过压、欠压、相序、缺相)kms1接触器释放，kms2接触器吸合ii段电源投入运行，i段电源恢复正常自动返回到i电源工作状态；sa1转换开关切换至“ii电源工作i电源备用”工作原理同上；sa1转换开关切换至“plc控制”i、ii段电源主备投切由k16中间继电器控制，k16由双cpu冗余系统控制，第一周期k16中间继电器不动作，kms1接触器吸合i段电源投入运行，如果i段电源故障(过压、欠压、相序、缺相)kms1接触器释放，kms2接触器吸合ii段电源投入运行，i段电源恢复正常自动返回到i电源工作状态，第二周期(90天)k16中间继电器吸合kms2接触器吸合ii段电源投入运行，如果ii段电源故障(过压、欠压、相序、缺相)kms2接触器释放，kms1接触器吸合i段电源投入运行，ii段电源恢复正常自动返回到ii电源工作状态，以此类推。
25.冷却器主回路：由qf1
‑
qf7开关、km1
‑
km7接触器构成。
26.冷却器控制回路：由qp1
‑
qp7开关、km1
‑
km7接触器、sc1
‑
sc7转换开关构成、zj11
‑
zj71继电器、zj12
‑
zj72继电器、k13继电器构成。
27.手动/应急控制回路：由qp8开关、sc1
‑
sc7转换开关、zj12
‑
zj72继电器、k13
‑
k14继电器、kt11
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kt71时间继电器构成。
28.双cpu冗余系统：主cpu、备用cpu、et200sp子站(输入输出模块)、交换机、hmi人机界面、profinet通讯电缆构成。s7
‑
1500r冗余系统需要使用profinet环网。工作原理：两个cpu必须通过profinet电缆互连，即使发生环网中断，所有节点仍继续相互通信。profinet环网中的所有profinet设备必须支持介质冗余，在冗余系统中，两个cpu中的一个将作为主cpu角色，另一个cpu将作为跟随cpu(备用cpu)，在操作过程中，各cpu的角色可变更，由于主cpu与备用cpu间进行同步，因此可确保主cpu发生故障时可在cpu间快速切换。如果主cpu发生故障，则备用cpu将作为新的主cpu继续进行过程控制。
29.以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。