一种干式空心电抗器辅助散热系统的制作方法

本发明涉及一种干式空心电抗器辅助散热系统，属电力电抗器技术领域。

背景技术：

500kv变电站35kv干式空心电抗器具有系统结构复杂、常年满负荷运行、运行环境恶劣等特点。由于采用自然风冷，电抗器运行过程中均存在发热高、散热难等问题，温升过高使得绝缘面临严峻考验，降低使用寿命，易发生绝缘老化、裂纹、击穿，导致整个电抗器损坏。

技术实现要素：

本发明的目的是，为了解决干式空心电抗器自然风冷降温效果缓慢、散热难、温升高、绝缘易于受损、影响使用寿命的问题，公开一种干式空心电抗器辅助散热系统。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

本发明一种干式空心电抗器辅助散热系统，包括风机、引风硬管、红外热像仪、微处理器和风机控制箱；引风硬管一端安装在电抗器散热器上；引风硬管另一端接风机；微处理器和风机控制箱控制风机；红外热像仪监测电抗器温度。

所述引风硬管材料为pvc，与风机出口密封连接。

所述红外热像仪用于测量电抗器各部分的温度，并将所测温度数据送至控制箱微处理器。

所述风机控制箱包括控制各风机的继电器、开关，用于控制风机。

所述微处理器用于处理电抗器的温度、损耗等数据，执行matlab计算程序，计算并输出电抗器的温升和寿命结果，以控制风机的工作。

本发明采用风机从下向上吹风的方式对电抗器进行强制风冷，由7台风机、1个控制电箱、7组引风硬管、红外热像仪和微处理器构成。首先敷设pvc硬管；其次架设风机，控制电箱，电源布线；最后将风机出口与pvc硬管密封连接，并编制matlab计算程序，开启风机，用红外热像仪对电抗器测温，记录数据，利用程序计算并输出结果。

本发明一种干式空心电抗器辅助散热系统的步骤如下：

(1)架设pvc硬管，固定；

(2)架设风机并布线，风机的风口与pvc引风硬管密封连接；

(3)编制并部署matlab程序；

(4)风机开机启动，可根据电抗器负荷情况选择投入3组、4组或7组风机；

(5)用红外热像仪对电抗器测温，记录电抗器损耗、数据，每隔30分钟测一次，直到电抗器温度稳定就结束测温；

(6)matlab程序中输入电抗器损耗值，电抗器上部、中部、底部温度，执行程序，计算出电抗器温升、寿命倍数。

本发明的有益效果是，本发明一种干式空心电抗器辅助散热系统，通过采用强制风冷的辅助散热方式，弥补了自然风冷的不足；根据电抗器负荷，选择风机运行方式，运用红外热像仪直观的监测电抗器温度；利用matlab程序计算电抗器温升、寿命倍数；从辅助散热到寿命计算一气呵成。

本发明适用于变电运行设备状态监测与运行管理、成套设备集成生产。

附图说明

图1为辅助散热系统结构主视图；

图2为辅助散热系统结构俯视图；

图3为3组风机的控制电路图；

图4为4组风机的控制电路图；

图5为matlab程序流程图；

图中，1为电抗器；2为电抗器立柱；3为引风硬管；4为风机控制箱；5为风机；6为风机防护棚；q为开关；m1～m7为风机；k1～k7为继电器；fu为熔断器。

具体实施方式

本发明实施例如图1～图5所示。

如图1所示，本实施例辅助散热系统由风机防护棚6、风机5、引风硬管3、风机控制箱4、电抗器立柱2、电抗器1本体构成。pvc引风硬管直径200mm，高度不超过电抗器瓷瓶高度。

本实施例中采用7台风机对电抗器进行风冷冷却，每台风机功率为1500w，额定电压380v，风量2640m3/h。

7台风机分成两组控制，每组分别控制3个和4个风机，每组风机各用一根电缆供电，且能实现控3、控4和控7的切换，风机控制回路中有7个继电器对应控制风机启停。

7台风机分别连接pvc引风硬管的一端；其中6台风机pvc引风硬管的另一端均匀分布安装在电抗器散热器圆周的六个点位置，一台风机pvc引风硬管的另一端安装在电抗器散热器圆周的中心位置。

如图2所示，本实施例辅助散热系统设计俯瞰图，6根引风硬管安装于电抗器两个支撑筒几何位置中间，1根引风硬管安装于电抗器中心位置正下方。

如图3所示为3台风机的控制电路图，风机由3相电源供电，电源线路带熔断器fu保护。依次合开关q，sb，继电器k5、k6、k7加电，辅助接点闭合，电机得电启动，风机m5、m6、m7开始工作；断开开关q，继电器失电，辅助接点断开，电机失电停机，风机停止工作；电机短路等故障，线路过电流，超过熔断器的熔断电流，熔断器熔断，线路断开。

图4所示，为4台风机的控制电路图，电路原理同图3。

图5所示，为matlab程序流程图，输入电抗器损耗、温度数据到微处理器，微处理器执行程序计算，输出电抗器温升、寿命倍数值。

本发明具体实施的关键步骤如下：

(1)部署7台风机、7根pvc引风硬管，由下往上给电抗器吹风，进行强制风冷散热；

(2)利用红外热像仪采集电抗器上部、中部及下部温度，同时记录电抗器损耗、环境温度，填下表；

(3)将上表数据输入matlab程序，执行程序计算；举例如下。

k＝[405060]；％散热系数

r＝1.74/2:-0.0231:0.5；

h＝1.25；

p＝293000；％损耗

s＝sum(2*pi*r*h)；

dt＝[(h^2)*((p./s).^0.8)./k(1,1)；

(h^2)*((p./s).^0.8)./k(1,2)；

(h^2)*((p./s).^0.8)./k(1,3)]；％温升k

t＝35+dt％温度℃，环境温度35℃

％降温前后的红外测温℃；

ts＝[59.753.9；83.360.9；62.345.8；％上部

54.546.2；59.457.4；56.441.8；％中部

47.331.3；51.748.2；49.739]；％底部

tb＝(10.^(5428.494./(273+ts)-8.286))/8760；％计算寿命

bs＝tb(:,2)./tb(:,1)％计算寿命倍数

bs2＝[min(bs)max(bs)mean(bs)]％计算寿命最值、均值

(4)matlab程序输出电抗器温升，有变量dt表示，本例dt'＝[24.898319.918616.5988]；寿命倍数，由bs2变量表示，本例bs2＝[1.255610.52214.6888]。

综上所述，本实施例的一种干式空心电抗器辅助散热系统，通过7台风机、1个控制电箱、7组pvc引风硬管、红外热像仪温度采集、matlab计算程序构成。利用一个电抗器试验做实例分析，验证了辅助散热系统的准确性。

以上结合附图对本发明的具体实施方式做了说明，但这些说明不能被理解为限制了本发明的范围。在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有相应的变化和改进，这些变化和改进要求落入要求保护的发明范围内。本发明的保护范围由权利要求书、界定。