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贡献者：angelazhang 浏览：1504次 创建时间：2015-06-01
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智能控制器
智能控制器采用P I D 原理将目标值与被控量进行粗调、微调、超微调，从而提高控制精度，被广泛应用于各个领域。
智能控制器
配电变压器是供电环节中最重要也是最普遍的一次设备。在我国现行配电网中，有35KV/66KV/110KV/154KV/220KV几个电压等级，以110KV/220KV为主。全国大约有中高压变电站4万个，这个数字还在逐年增长，其中大部分是两台变压器并列运行。
由于变压器在运行中线圈会发热，需要采取冷却措施。小容量变压器可采取干式变压器，自然风冷或强制风冷。大容量变压器一般以油为冷却媒体，必须强制风冷。
变压器运行中初次级线圈和磁芯都会产生热量，变压器油流经这些部位靠热传导作用带走热量，再经散热器将热量散发到环境空气中。或者说，变压器的运行表现为发热和散热两个方面的对立统一体。显然，变压器产生的热量多少与负载大小成正比，而散热好坏与周围环境直接相关。
负载的变化表现为基荷与周期性负荷的叠加。基荷主要为工业负荷，这部分负荷的变化比较缓慢，与当地经济发展有关。负荷的周期性，有（1）一日之内变化的峰谷负荷；（2）一周之内的工作日负荷与周末负荷；（3）一年之内的春灌、夏季制冷、秋收和冬季取暖；（4）长假：五一、十一、春节。这几个周期的相互叠加，就构成了变压器负载的基本变化规律，从而也就决定了变压器发热量的基本变化规律。
散热效率取决于表面积和温差。在同等表面积情况下，温差的大小就决定了散热效率的高低。变压器负载增大时，发热量增多，从而油温升高，进而散热管表面温度升高。由于环境空气一般比散热管表面温度低，形成温差。由于热传导作用，围绕散热管一定厚度内的空气被逐渐加热，这样一来，热量被转移到环境空气中。如果不及时将已被加热的空气移开，温差就会逐渐减小，散热效率又逐渐将下来。这个升温和散热相互作用的过程，最后会达到稳态，也就是散热管表面温度达到一个温度平衡值，此时，单位时间内的发热量和散热量相等。
如果这个温度平衡值维持在较高水平，将使变压器性能下降，甚至达到不可容忍的程度。为了维持较低温度平衡值（45度到55度），必须采取强制风冷措施，加速空气对流。要维持更低的温度水平，需要更大的送风量，但这样做给变压器运行工况带来的好处也就越来越微弱。因此，根据负荷的变化调整送风量并维持合理的温度平衡值，是变压器经济运行的客观需要。
为了安全的需要，变压器冷风机按最大化配置，也就是在满负荷运行并且环境温度达到最高值的情况下，变压器的运行依然是安全的，也即在最大发热量同时温差最小的条件下，强制风冷的送风量，依然满足散热要求。
显而易见，变压器并不是总在满负荷运行，一般负荷率在40%-70%之间。同时，变压器也不会总在最坏散热情况下运行，夏季温度最高可到40C,但冬季只有10C以下,甚至达到零下10C。根据负荷情况和环境温湿度的变化，开启部分风机，这样的控制策略对变压器安全运行是可行的。
冷风机的可利用小时数是有限的，随着投运时间线性递减。在保证变压器散热需要的前提下，适当减少部分冷风机的投运时间,可提高设备使用寿命。
在实际运行操作中，已经设计了手动操作箱，有控制逻辑线路和手动按钮。手动按钮控制冷风机供电回路继电器吸合或放开，从而达到手动控制冷风机投运或切除的目的。如果操作人员根据负载情况和气候条件，及时投切冷风机，可达到既保证变压器可靠运行，又能延长冷风机使用寿命，并起到节约电能的目的。
然而，“及时投切”实施起来有困难。操作人员为了保证变压器可靠运行，习惯上采取冷风机全部投入运行的简化工作模式。这就造成了冷风机过渡运行，容易引发冷风机故障。
为了实现及时投切的目的，拟采用智能控制技术方案。根据每个季度的气候条件和典型日负荷情况，制定冷风机合理投切策略，智能控制器按照事先制定的控制策略，实施对应冷风机的投切，从而实现无人值守变压器冷风机智能投切。
电子智能控制器行业是技术密集型和知识密集型相结合的产业。电子智能控制器是指在仪器、设备、装置、系统中为实现电子控制，而设计的计算机控制单元，它一般是以单片微型计算机（MCU）芯片或数字信号处理器（DSP）芯片为核心，依据不同功能要求辅以外围模拟及数字电子线路，并置入相应的计算机软件程序，经电子加工工艺制造而形成的核心控制部件。
智能控制器以自动控制理论为基础，集成了自动控制技术、微电子技术、电力电子技术、传感技术、通讯技术等诸多技术门类而形成的高科技产品。智能控制器并非以终端产品的形态独立工作，而是作为核心和关键部件内置于仪器、设备、装置或系统中，在其中扮演“神经中枢”及“大脑”的角色，是典型的嵌入式软件产品。
智研数据研究中心调查表示：电子智能控制产品的核心功能是提高用电设备的效率、精度和智能化。随着各种用电设备日益朝数字化、功能集成和智能化方向发展，电子智能控制产品的渗透性进一步增强，应用领域日趋广泛。目前，智能控制器广泛应用于家用电器、健康与护理产品、电动工具、智能建筑与家居、汽车电子等终端产品中。
中国的家电智能控制器专业厂商总体上历史较短，规模不大，但近几年发展迅速。这主要是由以下因素推动：首先，随着中国在电子、集成电路、软件、通信、传感器等方面技术的大幅进步，中国在技术层面上已经能够研发制造出具有优良性能的控制器产品。其次，传统的欧美日韩等国际家电制造巨头受到中国、土耳其、智利等新兴国家的家电制造企业的挑战，成本压力急剧增大，国际家电商开始向中国的家电智能控制器企业进行采购。再次，中国的家电制造业专业化分工已经开始。与国际家电企业不同，由于中国电子行业发展历史较短等因素，国内家电制造商目前尚处于自行研发制造大部分智能控制器的阶段。随着国内智能控制技术的不断提高，从最近几年开始，国内家电制造商由自主生产智能控制器转向由专业第三方供应的趋势越来越明显。这种调整一方面得益于社会精细化分工的总体趋势，更重要的原因是家电整机制造企业发现，采取专业第三方供货，可以有效地克服厂商内部供货带来的效率低下、技术更新慢、服务落后等弊端，能够更好地加快产品更新、有效降低成本。以上因素使近几年中国涌现出一批具有一定专业开发设计能力、实验测试能力和基于专业产品经验的工艺制造能力的本土智能控制器企业。[2]
20世纪90年代中期之后，智能控制器行业日益成熟，作为一个独立的行业，其发展受到了双重动力的驱动：其一是市场驱动，市场需求的增长和市场应用领域的持续扩大，致使智能控制器至今已经在工业、农业、家用、军事等几乎所有领域得到了广泛应用;其二是技术驱动，随着相关技术领域的日新月异，智能控制器行业作为一个高科技行业得到了飞速发展。
目前，在中国等发展中国家智能控制产品的应用仍处于初级阶段，现阶段市场规模不大，但是增长速度较高，拥有巨大的发展空间。
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