[实用新型]基于FPGA的变压器冷却模糊控制系统

说明书

技术领域

    本实用新型属于变压器监控领域，具体涉及一种基于FPGA的变压器冷却模糊控制系统。

背景技术

电力的安全、可靠和有效供应，是现代社会正常运转的重要物质技术基础，事关经济发展和社会稳定。变压器作为电力系统最重要的设备之一，其冷却控制系统是保证变压器安全正常运行的重要部分。

我国目前使用较多的是油浸式变压器，此类变压器的冷却方式有：油浸自冷、油浸风冷、强迫油循环冷却等。传统的控制方式大多采用继电器控制，此种控制技术主要由机械触点逻辑电路实现，元件多，接线复杂，安全隐患多，自动化程度低，故障点多，并且只能工作在工频段，在变压器温升不高的情况下造成不必要的能源浪费。并且，继电器逻辑控制虽能实现部分自动控制功能，但功能很不完善，已不能适应变电站综合自动化与变电站无人值守要求，特别是现有的变压器冷却控制系统没有网络通信功能，使变电运行集控中心不能实时监控变压器冷却控制系统的工作状态和故障情况。

虽然目前变压器冷却系统的控制已采用了一些改进技术，如可编程逻辑控制器（PLC）、单片机等，但是由于PLC虽然抗干扰能力强，但需要另外扩展PWM产生等模块；单片机抗干扰能力差。

因此，需要一种新的变压器冷却控制系统以解决上述问题。

发明内容

发明目的：本实用新型针对现有变压器领域监控技术的缺陷，提供一种灵活方便的基于FPGA的变压器冷却模糊控制系统。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型的基于FPGA的变压器冷却模糊控制系统采用如下技术方案：  

一种基于FPGA的变压器冷却模糊控制系统，包括FPGA控制器、电源电路模块、显示电路模块、电平转换电路模块、通信装置模块、状态信号采集模块、故障检测模块和控制信号输出模块，所述电源电路模块、显示电路模块和电平转换电路模块均连接所述FPGA控制器，所述通信装置模块、状态信号采集模块、故障检测模块和控制信号输出模块均连接所述电平转换电路模块。 

发明原理：采用FPGA作为控制器，通过采集变压器的油温、环境温度、负荷电流等参数，基于模糊控制方法的逻辑推理和判断，利用模糊控制规则本身对参数的改变不敏感特性，进行各种参数数据的对比，自动控制变压器冷却设备的运行，实现对变压器冷却设备的实时监控。该系统是以纯硬件来实现控制的，适应高温时对可靠性的要求。

有益效果：本实用新型的基于FPGA的变压器冷却模糊控制系统具有以下优势：1)功能完善：控制中常用的逻辑判断与算术运算，可由VHDL语言描述和验证，并由FPGA简捷实现；2)自动化程度高：在FPGA上实现模糊控制器是一种介于专用集成电路和通用处理器之间的方案，具有电子产品的高速度、高可靠性、小型化、集成化、低功耗等优点，保密性能好；3)设计灵活：相较于常规控制，FPGA控制器由于采用模糊控制技术，无需建立被控对象的精确数学模型，基于专家经验就能实现控制，并且模拟人类思维的推理逻辑，易于接受，设计简单，维护方便；4)FPGA可无限次加载程序，并且可现场编程，适应性好，调试简单；5)体积小。

附图说明

图1 本实用新型的基于FPGA的变压器冷却模糊控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本实用新型所附权利要求所限定的范围。

请参阅图1所示，本实用新型的基于FPGA的变压器冷却模糊控制系统，包括FPGA控制器、电源电路模块、显示电路模块、电平转换电路模块、通信装置模块、状态信号采集模块、故障检测模块和控制信号输出模块。其中，电源电路模块、显示电路模块和电平转换电路模块均连接FPGA控制器，通信装置模块、状态信号采集模块、故障检测模块和控制信号输出模块均连接电平转换电路模块。

FPGA控制器与电平转换电路模块为双向连接，与电源电路模块、显示电路模块均为单向连接，用于信号数据的对比和逻辑判断，并输出相应的控制信号。

电平转换电路模块与通信装置模块为双向连接，与状态信号采集模块、故障检测模块和控制信号输出模块均为单向连接，用于各个模块之间电平的转换。

显示电路模块用于显示FPGA控制器输出的数据。

电源电路模块用于向FPGA控制器提供电能。