电力变压器冷却系统控制装置和方法与流程

本发明属于电力变压器技术领域，尤其是一种电力变压器冷却系统控制装置和方法。

背景技术：

现代电力变压器由于容量大、电压高，变压器本身的损耗是不可忽视的。在运行时，这些损耗通过各种方式变化成热量，使得变压器的温度升高。在变压器运行时，这个温升必须加以控制，因为变压器能够负载的负荷大小，受其温度的影响很大，如果变压器长时间处于超出温度限制运行，高温会逐渐使变压器的绝缘材料变性老化，一旦变压器的绕组和铁心所使用得的绝缘材料老化失效，不仅变压器的使用寿命将会大幅度缩短，还很有可能会引起变压器爆炸等事故，使得故障扩大，对国民经济和人身安全造成重大威胁。

随着电力变压器的容量和电压等级的升高，过时的无冷却器自冷式的电力变压器不能再满足大容量电力变压器本身的散热要求，因此，为了保证变压器的安全可靠运行，目前国内220kv及以上变电站的变压器一般均采用风冷冷却方式。

为了保证变压器的安全运行，在运行过程中，变电运行人员必须时刻注意变压器油温，根据国家标准gb1094.2的要求下通过调节散热器风扇的投入或切除来调控变压器温度。这种方式需要人工的进行监测器身温度和油温，并且实时根据温度变化做出冷却器的投入切除动作。人工的动作方法需要有人实时监测温度变化，并且费时费力。为了保持温度稳定并且节省能源，在投入冷却器时，通常只投入一部分冷却器风扇，当变压器负荷和温度下降后将其切除，并且在投用时重复投切冷却器，容易造成常用冷却器老化甚至损坏，而其他冷却器很少投入运行的情况。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、节约能源且安全可靠的电力变压器冷却系统控制装置和方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种电力变压器冷却系统控制装置，包括冷却控制器、内部温度传感器、外部温度传感器、风速传感器、变频器和冷却器风机组；所述冷却器风机组由工作冷却器风机和辅助冷却器风机组成；所述冷却控制器的相应输入端分别接所述内部温度传感器、外部温度传感器、风速传感器的输出端，冷却控制器的相应输出端分别接变频器、工作冷却器风机和辅助冷却器风机的相应输入端；所述变频器的相应输出端分别接工作冷却器风机和辅助冷却器风机的相应输入端。

所述内部温度传感器和外部温度传感器均采用ntc热敏电阻传感器，所述风速传感器采用ry-fs01传感器。

一种电力变压器冷却系统控制装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤1：设置控制参数；

步骤2：采集环境参数；

步骤3：调整控制参数：环境温度在30℃以上时，启动整定值、高温整定值、危险温度整定值、低温整定值分别降低5℃；当环境温度在10℃以下时，启动整定值、高温整定值、危险温度整定值、低温整定值分别升高4℃；风速相对于风速初始值每提高单位风速，启动整定值、高温整定值、危险温度整定值、低温整定值分别升高1℃；

步骤4：根据内部温度传感器对冷却器进行控制：

步骤5：以风速对变压器的散热考虑，风速每提高0.4m/s，整定值温度可升高1℃；

步骤6：以环境温度对变压器散热的影响考虑，环境温度在30℃以上时，整定值温度需降低至少5℃；当环境温度在10℃以下时，整定值温度可升高4℃；

步骤7：以一定时间为周期，自动轮换冷却器的运行方式，“工作”、“备用”和“辅助”三组冷却器重新分配。

所述步骤4包括以下步骤：

步骤4-1：判断内部温度是否大于等于所述启动整定值，如果是，转向步骤4-2，否则转向步骤4-1；

步骤4-2：冷却控制器控制冷却器风机的电压频率为工频50hz，启动冷却控制器；

步骤4-3：判断内部温度是否大于等于所述高温整定值，如果是，转向步骤4-4，否则转向步骤4-12；

步骤4-4：冷却控制器控制辅助冷却器风机的电压频率为工频50hz，启动辅助冷却器风机；

步骤4-5：判断内部温度是否大于等于所述危险温度整定值，如果是，转向步骤4-6，否则转向步骤4-10；

步骤4-6：冷却控制器控制控制变频器将辅助冷却器风机的电压频率调整为60hz；

步骤4-7：判断内部温度是否小于所述危险温度整定值，如果是，转向步骤4-8，否则转向步骤4-7；

步骤4-8：延迟预设的延迟时间，冷却控制器控制控制变频器将辅助冷却器风机的电压频率调整为工频50hz；

步骤4-9：判断内部温度是否小于所述高温温度整定值，如果是，转向步骤4-10，否则转向步骤4-9；

步骤4-10：延迟预设的延迟时间，冷却控制器控制辅助冷却器风机退出运行；

步骤4-11：判断内部温度是否小于所述低温温度整定值，如果是，转向步骤4-12，否则转向步骤4-11；

步骤4-12：冷却控制器控制工作冷却器风机退出运行。

所述控制参数包括启动整定值、高温整定值、危险温度整定值、低温整定值、延迟时间和风速初始值。

所述采集环境参数包括输入内部温度传感器、外部温度传感器、风速传感器采集的内部温度、环境温度和风速。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明将获取的外部信息作为参比量，综合考虑变压器外部环境中的温度和风速情况，采用变压器油温及环境风速协调分析，计算最佳换热系数及最佳风速，通过变频控制技术调节风机转速控制变压器冷却器出风力的大小，实现最优控制。

2、本发明既保证了变压器温度保持在一个可控的范围内，又可以最大程度合理利用变压器的冷却器，延长冷却器的使用寿命，提高了它的利用率，节约了能源。

附图说明

图1是本发明的控制装置结构图；

图2是本发明的控制方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步详述：

一种电力变压器冷却系统控制装置，如图1所示，包括冷却控制器、内部温度传感器、外部温度传感器、风速传感器、变频器和冷却器风机组；所述冷却器风机组由工作冷却器风机和辅助冷却器风机组成；所述冷却控制器的相应输入端分别接所述内部温度传感器、外部温度传感器、风速传感器的输出端，其相应输出端分别接变频器、工作冷却器风机和辅助冷却器风机的相应输入端；所述变频器的相应输出端分别接工作冷却器风机和辅助冷却器风机的相应输入端。

本实施例中，内部温度传感器和外部温度传感器均采用ntc热敏电阻传感器，风速传感器的型号为ry-fs01。冷却控制器综合考虑变压器外部环境中的温度和风速情况，控制变压器冷却器出风力的大小，以实现最优控制。

一种电力变压器冷却系统控制装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤1：设置控制参数；所述控制参数包括启动整定值、高温整定值、危险温度整定值、低温整定值、延迟时间和风速初始值；

本实施例中，开机前设置控制参数：启动整定值设为65℃，高温整定值设为80℃；危险温度整定值为85℃；低温整定为40℃，延迟时间为30min，单位风速0.4m/s，风速初始值为0.1m/s；

步骤2：采集环境参数：输入内部温度传感器、外部温度传感器、风速传感器采集的内部温度、环境温度和风速；

步骤3：调整控制参数：环境温度在30℃以上时，启动整定值、高温整定值、危险温度整定值、低温整定值分别降低5℃；当环境温度在10℃以下时，启动整定值、高温整定值、危险温度整定值、低温整定值分别升高4℃；风速相对于风速初始值每提高单位风速，启动整定值、高温整定值、危险温度整定值、低温整定值分别升高1℃；

步骤4：根据内部温度传感器对冷却器进行控制：由以下具体步骤组成：

步骤4-1：判断内部温度是否大于等于所述启动整定值，如果是，转向步骤4-2，否则转向步骤4-1；

步骤4-2：冷却控制器控制冷却器风机的电压频率为工频50hz，启动冷却控制器；

步骤4-3：判断内部温度是否大于等于所述高温整定值，如果是，转向步骤4-4，否则转向步骤4-12；

步骤4-4：冷却控制器控制辅助冷却器风机的电压频率为工频50hz，启动辅助冷却器风机；

步骤4-5：判断内部温度是否大于等于所述危险温度整定值，如果是，转向步骤4-6，否则转向步骤4-10；

步骤4-6：冷却控制器控制控制变频器将辅助冷却器风机的电压频率调整为60hz；

步骤4-7：判断内部温度是否小于所述危险温度整定值，如果是，转向步骤4-8，否则转向步骤4-7；

步骤4-8：延迟预设的延迟时间，冷却控制器控制控制变频器将辅助冷却器风机的电压频率调整为工频50hz；

步骤4-9：判断内部温度是否小于所述高温温度整定值，如果是，转向步骤4-10，否则转向步骤4-9；

步骤4-10：延迟预设的延迟时间，冷却控制器控制辅助冷却器风机退出运行；

步骤4-11：判断内部温度是否小于所述低温温度整定值，如果是，转向步骤4-12，否则转向步骤4-11；

步骤4-12：冷却控制器控制工作冷却器风机退出运行。

步骤5：以风速对变压器的散热考虑，风速每提高0.4m/s，整定值温度可升高1℃。

步骤6：以环境温度对变压器散热的影响考虑，环境温度在30℃以上时，整定值温度需降低至少5℃；当环境温度在10℃以下时，整定值温度可升高4℃。

步骤7：以15天为一个周期，自动轮换冷却器的运行方式，“工作”“备用”“辅助”三组冷却器重新分配。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。