CTS电容器塔智能控制系统

      较大型变压器的温升试验通常是采用短路法，试验电源可以从电网直接取电或者自备试验发电机组。因为被试变压器容量较大，所以也需要较大容量的试验电源。由于变压器的短路阻抗以电抗为主，较大容量的被试变压器实际上是一个较大的感性负荷，所以在做温升试验的时候可以采用电容补偿的方法。用电容器组的容性无功电流来补偿被试变压器的感性无功电流，而试验电源的容量可以按照被试变压器的有功损耗容量来确定。这就大大减小了所需试验电源的容量，节省了成套试验装置投资。温升试验总的电路原理图如下所示：

       补偿电容器塔一般安装在中间变压器的高压侧，可按照不同试验要求实现电容器的不同接线方式以及容量、电压、频率等不同组合需求。补偿电容器塔控制系统主要包含二次控制与监控保护，是为了满足电力变压器温升试验和并联电抗器励磁特性及其感应试验的要求，根据电容器塔的一次原理设计图，按照不同试验所需电容器组的接线方式与容量、电压、频率等参数，对各个隔离开关进行投切控制和状态监控。
      电容器塔一次部分主要划分为了三个塔架结构，底部采用110KV绝缘子支撑，通过相间和组间的各个开关，实现对单相/三相转换、星角接线方式、电压等级、输出容量的控制。开关采用了气动隔离开关，其控制和状态反馈均由绝缘导气管实现，解决了试验过程中开关操作机构的绝缘问题。一次接线原理图如下：

      电容器塔中所有的电容投切都是通过气动隔离开关完成，PLC控制部分是整个系统的核心。PLC控制柜门上设置触摸屏，可实现就地控制和工作状态的模拟画面显示。它可以接受远方控制计算机或者本地触摸屏的控制指令，PLC根据输入状态信号状态判断刀闸合闸、分闸状态，并将此状态上传至远方工控机和现场触摸屏，在相应的画面中显示

      上位工控机是整个控制系统的主要人机对话窗口，它通过数据线或网络（距离较远时使用）与PLC系统相连接，可以完成系统状态的显示、接受操作员控制指令完成远程操作、设定系统工作参数、存储并记录系统运行数据、生成数据报表、报警记录等。工控机操作系统可实现的功能如下：

1)        隔离开关单个操作

2)        隔离开关组合操作

3)        隔离开关智能操作

4)        隔离开关接地检修

系统对所有气动隔离开关进行巡回位置信号检测，不符合操作要求，监控系统报警提示，并且不执行下一步操作；系统故障报警，并显示故障位置。装置的主隔离开关与试验系统的主隔离开关进行联锁：系统合闸后，自动禁止操作电容器隔离开关，当误操作时，系统自动弹出“试验系统主开关处于合闸状态，禁止对电容器组操作”提示框。故障报警：气动隔离开关分合闸不到位报警；气压高、低报警；过电流报警；报警均有报警时间记录，并自动存入数据库归档和诊断提示。并可以生成相应的报表或曲线。出线电流互感器通过电流变送器传送试验电流并在计算机上显示和提示越限电流。
      监控和保护是保证系统安全运行的必要环节。工作时的电容器塔运行状态直接由PLC的状态输出至远方和就地控制器的显示屏，同时电容器室配置摄像监控系统，在监控器上实时监视电容器的运行情况，并对系统的整个过程进行视频存储、记录。整个保护系统由硬件和软件两个部分组成。硬件部分是有单台电容器外熔断器保护、某些关键刀闸的硬件互锁和防护栏指示灯与安全电气连锁组成；软件部分有PLC编程构成相关刀闸的互锁和自锁，监测系统电流是否越限，检测气源压力是否符合要求，并且在气动失压和断电的情况下保持闭锁状态。