[實用新型]基于FPGA的變壓器冷卻模糊控制系統

有效

• 申請號: 201220554753.3
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN202854508U
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 孫永輝
• 申請（專利權）人: 揚州希瑞電氣有限公司
• 主分類號: G05B13/02
• 分類號: G05B13/02;H01F27/08
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 董旭東

技術領域

????本實用新型屬于變壓器監控領域，具體涉及一種基于FPGA的變壓器冷卻模糊控制系統。

背景技術

電力的安全、可靠和有效供應，是現代社會正常運轉的重要物質技術基礎，事關經濟發展和社會穩定。變壓器作為電力系統最重要的設備之一，其冷卻控制系統是保證變壓器安全正常運行的重要部分。

我國目前使用較多的是油浸式變壓器，此類變壓器的冷卻方式有：油浸自冷、油浸風冷、強迫油循環冷卻等。傳統的控制方式大多采用繼電器控制，此種控制技術主要由機械觸點邏輯電路實現，元件多，接線復雜，安全隱患多，自動化程度低，故障點多，并且只能工作在工頻段，在變壓器溫升不高的情況下造成不必要的能源浪費。并且，繼電器邏輯控制雖能實現部分自動控制功能，但功能很不完善，已不能適應變電站綜合自動化與變電站無人值守要求，特別是現有的變壓器冷卻控制系統沒有網絡通信功能，使變電運行集控中心不能實時監控變壓器冷卻控制系統的工作狀態和故障情況。

雖然目前變壓器冷卻系統的控制已采用了一些改進技術，如可編程邏輯控制器（PLC）、單片機等，但是由于PLC雖然抗干擾能力強，但需要另外擴展PWM產生等模塊；單片機抗干擾能力差。

因此，需要一種新的變壓器冷卻控制系統以解決上述問題。

發明內容

發明目的：本實用新型針對現有變壓器領域監控技術的缺陷，提供一種靈活方便的基于FPGA的變壓器冷卻模糊控制系統。

技術方案：為解決上述技術問題，本實用新型的基于FPGA的變壓器冷卻模糊控制系統采用如下技術方案：??

一種基于FPGA的變壓器冷卻模糊控制系統，包括FPGA控制器、電源電路模塊、顯示電路模塊、電平轉換電路模塊、通信裝置模塊、狀態信號采集模塊、故障檢測模塊和控制信號輸出模塊，所述電源電路模塊、顯示電路模塊和電平轉換電路模塊均連接所述FPGA控制器，所述通信裝置模塊、狀態信號采集模塊、故障檢測模塊和控制信號輸出模塊均連接所述電平轉換電路模塊。?

發明原理：采用FPGA作為控制器，通過采集變壓器的油溫、環境溫度、負荷電流等參數，基于模糊控制方法的邏輯推理和判斷，利用模糊控制規則本身對參數的改變不敏感特性，進行各種參數數據的對比，自動控制變壓器冷卻設備的運行，實現對變壓器冷卻設備的實時監控。該系統是以純硬件來實現控制的，適應高溫時對可靠性的要求。

有益效果：本實用新型的基于FPGA的變壓器冷卻模糊控制系統具有以下優勢：1)功能完善：控制中常用的邏輯判斷與算術運算，可由VHDL語言描述和驗證，并由FPGA簡捷實現；2)自動化程度高：在FPGA上實現模糊控制器是一種介于專用集成電路和通用處理器之間的方案，具有電子產品的高速度、高可靠性、小型化、集成化、低功耗等優點，保密性能好；3)設計靈活：相較于常規控制，FPGA控制器由于采用模糊控制技術，無需建立被控對象的精確數學模型，基于專家經驗就能實現控制，并且模擬人類思維的推理邏輯，易于接受，設計簡單，維護方便；4)FPGA可無限次加載程序，并且可現場編程，適應性好，調試簡單；5)體積小。

附圖說明

圖1?本實用新型的基于FPGA的變壓器冷卻模糊控制系統的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本實用新型，應理解這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍，在閱讀了本實用新型之后，本領域技術人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落于本實用新型所附權利要求所限定的范圍。

請參閱圖1所示，本實用新型的基于FPGA的變壓器冷卻模糊控制系統，包括FPGA控制器、電源電路模塊、顯示電路模塊、電平轉換電路模塊、通信裝置模塊、狀態信號采集模塊、故障檢測模塊和控制信號輸出模塊。其中，電源電路模塊、顯示電路模塊和電平轉換電路模塊均連接FPGA控制器，通信裝置模塊、狀態信號采集模塊、故障檢測模塊和控制信號輸出模塊均連接電平轉換電路模塊。

FPGA控制器與電平轉換電路模塊為雙向連接，與電源電路模塊、顯示電路模塊均為單向連接，用于信號數據的對比和邏輯判斷，并輸出相應的控制信號。

電平轉換電路模塊與通信裝置模塊為雙向連接，與狀態信號采集模塊、故障檢測模塊和控制信號輸出模塊均為單向連接，用于各個模塊之間電平的轉換。

顯示電路模塊用于顯示FPGA控制器輸出的數據。

電源電路模塊用于向FPGA控制器提供電能。