一种强油风冷变压器智能冷却控制系统论文和设计

全文摘要

本实用新型涉及一种强油风冷变压器智能冷却控制系统，所述的控制系统由内置绕组的主变油箱、加装变频器的冷却器组和智能风冷控制器组成,智能风冷控制器还用于控制接触器和冷却器组的启停，冷却器组包括油流传感器、油泵和风机组，油泵设置在油流传感器和风机组之间，油泵还与变频器连接，变频器用于调节油泵的速率和启停，油流传感器用于采集冷却器组的油流信息，并以负反馈方式与油流设定值比较，经过PID调解算法后，输出特定频率和电压的交流电驱动油泵；本实用新型具有智能化水平高、安全性能高、冷却效果好的优点。

主设计要求

1.一种强油风冷变压器智能冷却控制系统，其特征在于：所述的控制系统由内置绕组的主变油箱、加装变频器的冷却器组和智能风冷控制器组成,所述智能风冷控制器用于采集主变油箱顶层温度信息及环境温度信息，所述智能风冷控制器以环境温度信息为输入，通过“查表法”，遍历查询预置于智能风冷控制器内的“环境温度n-冷却器启动油温定值n-冷却器停止油温定值n”数据集，以油温设定值自适应方式得到当前时刻的冷却器组启动及停机温度设定信息,所述智能风冷控制器还用于控制接触器和冷却器组的启停，所述冷却器组包括油流传感器、油泵和风机组，所述油泵设置在油流传感器和风机组之间，所述油泵还与变频器连接，所述变频器用于调节油泵的速率和启停，所述油流传感器用于采集冷却器组的油流信息，并以负反馈方式与油流设定值比较，经过PID调解算法后，输出特定频率和电压的交流电驱动油泵。

设计方案

2.根据权利要求1所述的强油风冷变压器智能冷却控制系统，其特征在于：所述智能风冷控制器作为计算分析和决策、指令发出单元。

3.根据权利要求1所述的强油风冷变压器智能冷却控制系统，其特征在于：所述冷却器组的启动采用了循环投入方式。

4.根据权利要求1所述的强油风冷变压器智能冷却控制系统，其特征在于：所述智能风冷控制器用于发出风机组正反转切换的控制指令，完成风机组的风向切换。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及电力冷却控制技术领域，具体涉及一种强油风冷变压器智能冷却控制系统。

背景技术

强油风冷变压器的冷却器由风扇、散热器、油管、油泵油流指示器等组成。冷却风扇是用于排出热交换器中所发射出来的热空气，是用支架固定在冷却器本体上的，风扇强制吹风，使散热器冷却，从而使散热器内的油冷却。散热器安装在变压器体表面，将变压器油进行散热，从而冷却。油管将变压器本体中的热油输送至散热器进行冷却，再将冷却后的油输送回变压器本体。油泵装在冷却器的下部，使热交换器的顶部油向下部循环，它将变压器本体中的热油强行抽离并输送至散热器进行冷却，再将冷却后的油输送回变压器本体，从而冷却变压器内部的绕组和铁芯。

强油风冷变压器在我国变电站大中型主变中得到广泛应用，但也存在一些典型问题，如在运行过程中出现的冷却器油泵电机未经平滑调速启动导致的变压器油箱“水锤效应”引发的油流过大，进一步导致主变本体保护的重瓦斯动作和主变继电保护跳闸的严重误动事故问题、风机单方向旋转容易导致冷却器散热片积聚漂浮物影响散热问题、通过人工设定“运行-辅助-停用”的风机保养模式不智能等问题；因此，提供一种智能化水平高、安全性能高、冷却效果好的强油风冷变压器智能冷却控制系统是非常有必要的。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种智能化水平高、安全性能高、冷却效果好的强油风冷变压器智能冷却控制系统。

本实用新型的目的是这样实现的：一种强油风冷变压器智能冷却控制系统，所述控制系统由内置绕组的主变油箱、加装变频器的冷却器组和智能风冷控制器组成，所述智能风冷控制器用于采集主变油箱顶层温度信息及环境温度信息，所述智能风冷控制器还用于控制接触器和冷却器组的启停，所述冷却器组包括油流传感器、油泵和风机组，所述油泵设置在油流传感器和风机组之间，所述油泵还与变频器连接，所述变频器用于调节油泵的速率和启停，所述油流传感器用于采集冷却器组的油流信息，并以负反馈方式与油流设定值比较，经过PID调解算法后，输出特定频率和电压的交流电驱动油泵。

本实用新型所述的强油风冷变压器智能冷却控制系统的使用方法具体步骤如下：

步骤1）.智能风冷控制器通过采集主变油箱顶层温度信息及环境温度信息，以环境温度信息为输入，通过“查表法”，遍历查询预置于智能风冷控制器内的“环境温度n-冷却器启动油温定值n-冷却器停止油温定值n”数据集，以油温设定值自适应方式得到当前时刻的冷却器组启动及停机温度设定信息，解决了原来需要在不同时间周期进行人工设定冷却器组启动及停机温度设定信息问题；

步骤2）.智能风冷控制器实时循环判断采集到的主变油温与冷却器组启动及停机温度设定信息，当检测到主变油温大于冷却器组启动设定值时，以循环投入方式投入一组冷却器，并记录当前工作冷却器的组号，下次需要投入冷却器组时，则跳过此冷却器组，向下一组冷却器发送冷却器启动指令，既延长了冷却器的使用寿命，又降低了多台冷却器同时启动对电网的冲击，以及变压器油箱油流增大导致的主变重瓦斯误动、并进一步引发主变跳闸风险，为主变的可靠运行建立了第一道防线；

步骤3）.本发明在冷却器油泵电机接触器和电机之间串接变频器，使得智能冷却控制器发出的启动命令，经由变频器调速启动，通过采集该组冷却器油泵油流信息，并以负反馈方式与油流设定值比较，经过PID调节算法后，输出特定频率和电压的交流电源驱动油泵电机，实现油泵的平滑启动，即节能又降低了冷却器全压工频启动对电网的冲击，以及变压器油箱油流增大导致的主变重瓦斯误动、并进一步引发主变跳闸风险，为主变的可靠运行建立了第二道防线；

步骤4）.与此同时，智能风冷控制器发出指令控制该冷却器风机组电机，以循环投入方式启动工作，该组风机经过设定时间的运转后，智能风冷控制器再发出风机正反转切换控制指令，完成风机的风向切换；

步骤5）.如此循环往复，当智能风冷控制器检测到主变油温低于设定值时，向冷却器电机和风机电机发出停机命令。

智能风冷控制器作为计算分析和决策、指令发出单元。

既采集主变顶层油温，又采集环境温度，环境温度用于智能风冷控制器通过“查表法”得到实时的冷却器组启动及停止油温设定值。

风机组的启动采用了循环投入方式。

冷却器油泵接触器和电机之间串入变频器，油泵电机经由变频器调速启动，通过采集该组冷却器油泵油流信息，并以负反馈方式与油流设定值比较，经过PID调节算法后，输出特定频率和电压的交流电源驱动油泵电机，实现油泵的平滑启动。

风机经过设定时间的运转后，智能风冷控制器再发出风机正反转切换控制指令，完成风机的风向切换。

本实用新型的有益效果：本实用新型涉及一种强油风冷变压器智能冷却控制系统，该强油风冷变压器智能冷却控制系统由内置绕组的主变油箱、加装变频器的冷却器组和智能风冷控制器组成。该强油风冷变压器智能冷却控制方法是：智能风冷控制器通过采集主变油箱顶层温度信息及环境温度信息，经过油温设定值自适应算法得到冷却器组启动及停机温度设定信息，当检测到主变油温大于设定值时，以循环投入方式投入一组冷却器，该冷却器的油泵电机经由变频器调速启动，通过采集该组冷却器油泵油流信息，并以负反馈方式与油流设定值比较，经过PID调解算法后驱动油泵电机，实现油泵的平滑启动，同时，智能风冷控制器发出指令控制该冷却器风机组电机，以循环投入方式启动工作，该组风机工作设定时间后，智能风冷控制器再发出风机正反转控制指令，完成风机的方向切换，如此循环往复，当智能风冷控制器检测到主变油温低于设定值时，向冷却器电机和风机电机发出停机命令。本实用新型针对强油风冷变压器在运行过程中出现的冷却器油泵电机未经平滑调速启动导致的变压器油箱“水锤效应”引发的油流过大，进一步导致主变本体保护的重瓦斯动作和主变继电保护跳闸的严重误动事故问题、风机单方向旋转容易导致冷却器散热片积聚漂浮物影响散热问题、通过人工设定“运行-辅助-停用”的风机保养模式不智能等问题、提出了一种强油风冷变压器智能冷却控制系统，解决了前述问题，降低了冷却器组启停过程对电网的冲击，避免了强油风冷变压器由于油流越限导致的主变误动跳闸问题，实现了冷却器风机组的智能均衡使用，提高了电网的安全运行水平及设备的智能化运维水平；本实用新型具有一种智能化水平高、安全性能高、冷却效果好的优点。

附图说明

图1是本实用新型强油风冷变压器智能冷却控制系统结构图。

图2是本实用新型强油风冷变压器智能冷却控制系统油泵平滑启动算法示意图。

图3是本实用新型强油风冷变压器智能冷却控制系统风机组循环投入示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

实施例

如图1-3所示，本实用新型的强油风冷变压器智能冷却控制系统由内置绕组的主变油箱、加装变频器的冷却器组和智能风冷控制器组成，以解决前述的冷却器油泵油流越限导致的主变本体保护的重瓦斯动作和主变继电保护跳闸的严重误动事故等问题。

所述智能风冷控制器用于采集主变油箱顶层温度信息及环境温度信息，所述智能风冷控制器还用于控制接触器和冷却器组的启停，所述冷却器组包括油流传感器、油泵和风机组，所述油泵设置在油流传感器和风机组之间，所述油泵还与变频器连接，所述变频器用于调节油泵的速率和启停，所述油流传感器用于采集冷却器组的油流信息，并以负反馈方式与油流设定值比较，经过PID调解算法后，输出特定频率和电压的交流电驱动油泵。

本控制系统的控制方法如下：

步骤3）.本发明在冷却器油泵电机接触器和电机之间串接变频器，如图2所示，使得智能冷却控制器发出的启动命令，经由变频器调速启动，通过采集该组冷却器油泵油流信息，并以负反馈方式与油流设定值比较，经过PID调节算法后，输出特定频率和电压的交流电源驱动油泵电机，实现油泵的平滑启动，即节能又降低了冷却器全压工频启动对电网的冲击，以及变压器油箱油流增大导致的主变重瓦斯误动、并进一步引发主变跳闸风险，为主变的可靠运行建立了第二道防线；

步骤4）.与此同时，智能风冷控制器发出指令控制该冷却器风机组电机，以循环投入方式启动工作，如图3所示，第一轮次启动投入第一及第二组风机，该组风机经过60分钟的运转后，切换为第二和第三组风机，以此类推进行轮次循环。对于每一组启动运行的风机，智能风冷控制器每隔15分钟发出该组风机正反转切换控制指令，完成风机的风向切换；

步骤5）.如此循环往复，当智能风冷控制器检测到主变油温低于设定值时，向冷却器电机和风机电机发出停机命令。

通过以上步骤，降低了冷却器组全压工频启停过程对电网的冲击，避免了强油风冷变压器由于油流越限导致的主变误动跳闸问题，实现了冷却器风机组的智能均衡使用，风机组的定时正反向换向可以有效清除积聚在冷却器散热片上的漂浮物，提升冷却效果，提高了电网的安全运行水平及设备的智能化运维水平。

设计图

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主设计要求

设计方案

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