一种油浸式变压器及变压器温控系统的制作方法

1.本发明涉及变压器技术领域，具体为一种油浸式变压器及变压器温控系统。


背景技术：

2.配电变压器为工矿企业与民用建筑供配电系统中的重要设备之一，它将10kv或35kv网络电压降至用户使用的230/400v 母线电压。此类产品适用于交流50（60）hz，三相最大额定容量2500kva，可在户内或户外使用。
3.现有的配电变压器大多采用油浸式变压器，在油浸式变压器使用的过程中，由于油都是密封在专用的油箱内，导致油的流动性差，不利于油浸式变压器的散热。
4.而且由于当前对油浸式变压器的监控形式以及散热方式仅仅通过对变压器自身的监控，也就是对变压器本体的温度状态进行监测，如果出现温度过高则进行降温处理，这种监控方式缺乏对配电网络中多个配电变压器的联动监控，仅仅监测变压器本体温度，无法知晓上下级的设备状态，也不能从故障苗头发现隐患，如果变压器本体的温度超阈值，可能已经对整个配电网络造成了影响，这时再进行降温等手段可能会影响正常供电进程。


技术实现要素：

5.本发明提供一种油浸式变压器，该油浸式变压器的结构形式能够保证降温效果，并通过对散热风扇的转速进行调整，以较小的转速增量实现对变压器降温。
6.具体包括：变压器本体，变压器本体底部设有底座组件；变压器本体的一侧连接有液位观察组件；变压器本体的另一侧安装有散热组件；散热组件设有增压泵和散热风扇；增压泵的输入端通过管路与变压器本体内的散热油路的出油管连接；增压泵的输出端通过散热管连接至散热油路输入端；散热风扇的风力输出方向朝向散热管。
7.进一步需要说明的是，散热组件还设有防护箱；防护箱连接在变压器本体的侧壁上，并罩设增压泵和散热管的外部；增压泵固设在隔板上；隔板的两端分别与防护箱和变压器本体侧壁连接；散热管从隔板穿出；防护箱的底部连接有通风管；散热风扇安装在通风管内部。
8.进一步需要说明的是，通风管的进风口处采用可拆卸方式安装有过滤网；通风管的出风口处设置有散热网；散热风扇安装在过滤网和散热网之间。
9.进一步需要说明的是，防护箱的上设有箱门和箱壁过滤网；散热管采用s形散热管。
10.进一步需要说明的是，液位观察组件包括：液位观察管和密封盖；
靠近液位观察管顶端的位置通过连通顶管连接至变压器本体内的散热油路上端；靠近液位观察管底端的位置通过连通底管连接至变压器本体内的散热油路下端；液位观察管的顶端通过螺纹方式与密封盖连接。
11.进一步需要说明的是，底座组件设有固定底板和固定梁；固定底板上连接有四个液压减震器；四个液压减震器呈矩形阵列设置在固定底板的上表面；液压减震器的顶端通过固定螺纹杆和固定螺母与固定梁连接；固定梁的顶端与变压器本体连接。
12.本发明还提供一种变压器温控系统，包括：多个油浸式变压器以及温控终端；油浸式变压器上设有用于感应变压器温度的温度传感器、感应散热管内部油温的油温温度传感器、单片机、通信模块、风扇控制电路以及泵控制电路；散热管上设有流量计；单片机通过与温度传感器和油温温度传感器连接，获取变压器运行温度信息和散热管内部油温温度信息；单片机通过流量计连接，获取变压器油的流量信息；单片机通过风扇控制电路连接散热风扇，控制散热风扇运行；单片机通过泵控制电路连接增压泵，控制增压泵运行；单片机通过通信模块与温控终端连接，向温控终端发送温度信息，并接收温控终端发送的控制信息，分别控制散热风扇和增压泵的运行。
13.进一步需要说明的是，温控终端获取每个油浸式变压器的运行状态数据；温控终端分析运行状态数据是否超阈值；当变压器运行状态数据达到运行状态超阈值时，温控终端分别控制风扇电机和增压泵在当前运行状态下，运行预设时长之后，以每间隔半小时，或一小时的时间间隔控制风扇电机降低输出功率，以及控制增压泵提高输出功率；温控终端实时监控运行状态数据，并持续运行预设时长之后，温控终端分别控制风扇电机和增压泵恢复正常输出功率运行。
14.进一步需要说明的是，温控终端计算系统中每台油浸式变压器在每个预设监控时间段中的运行平均值；将每台油浸式变压器的运行数据值与运行平均值进行计算，得出比较状态值；提取每台油浸式变压器得出的比较状态值；判断每台油浸式变压器比较状态值是否在正常范围内，如果出现超出预设范围，可能会导致出现故障发生，可以提示监控人员。
15.进一步需要说明的是，温控终端调取每台油浸式变压器的比较状态值，将每台油浸式变压器的比较状态值与预设标定值进行计算得出标定差值；将所有油浸式变压器的标定差值按照大小进行排序；温控终端还用于实时获取每台油浸式变压器的运行数据，并更新的标定差值的排序；在序列最前端设置为标定差值最大的油浸式变压器，表示所述油浸式变压器潜在故障发生几率相比其他油浸式变压器大；标识序列最前端的油浸式变压器地址编码。
16.从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：本发明涉及的油浸式变压器，通过设置出油管、增压泵与s型散热管，便于使油浸
式变压器本体内部的油流动，在油流动的过程中，通过设置进风管、散热风扇、散热网与出风口，便于散发s型散热管表面的热量，从而使整个变压器具有快速散热的效果。
17.本发明涉及的油浸式变压器，通过设置固定梁、固定螺纹杆与固定螺母，便于将油浸式变压器本体固定在液压减震器的上表面，通过设置液压减震器，能减小油浸式变压器本体工作的时的震动。
18.本发明涉及的变压器温控系统单片机通过通信模块与温控终端连接，向温控终端发送温度信息，并接收温控终端发送的控制信息，分别控制散热风扇和增压泵的运行。实现对油浸式变压器进行有效的降温，对油浸式变压器中的风扇和增压泵进行联动调整，从而实现油浸式变压器的降温。
19.本发明中，对于油浸式变压器而言，油浸式变压器的发热情况可以通过温度传感器进行测量。油浸式变压器运行温度超阈值时，可以通过提升风扇电机输出功率，来提高转速实现降温。当然再结合增压泵降低输出功率，对变压器油进行有效降温后再输入到油浸式变压器中进行降温，保证变压器的温度在正常范围内。也就是说，本发明通过获取油浸式变压器中的散热风扇状态、增压泵运行状态以及各个温度传感器对应的当前温度值，来对变压器的温度进行有效的控制。实现提升转速，并实时比对温度变化，来确定变压器运行状态，实现了精确控制，也就是根据目标量来提升的转速，降低变压器油的流量，当然也要保证具有一定的流量，保证变压器内部的降温效果，来对散热风扇的转速进行调整，可以以较小的转速增量实现油浸式变压器降温，实现了油浸式变压器的降温。
20.本发明中，可以基于监控系统的需要，由监控人员根据实际运行状态来进行配置油浸式变压器的运行数据值与运行平均值之间的运算规则。在系统中可以将每台油浸式变压器的计算进行统一处理，保证结论有相互参考价值，可以实现统一监控。
21.本发明中，由于每台油浸式变压器的运行状态，所处环境以及型号属性不同，有着不同的运行参数，为了统一监控，并能够实现对油浸式变压器进行综合监控，本发明将每台油浸式变压器的比较状态值与预设标定值进行计算得出标定差值；也就是说，将每台油浸式变压器自身的实时状态与自身正常情况下的标准值进行计算得出标定差值。这里考虑与自身正常情况下的标准值的差距来考量每台油浸式变压器的运行状态，这样实现了统一监控的目的。
22.对所有油浸式变压器的标定差值按照大小进行排序，监控人员可以基于标定差值的排序结果，知晓油浸式变压器的状态，防止仅仅以单一变压器的运行状态考虑其运行情况，无法得知变压器上下区域的状态，这样可以实现对配电网或者供电网的整体监控。方便监控人员对系统进行整体把控，供电网络的故障发生概率。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为油浸式变压器示意图；图2为图1中a部放大图；图3为本发明型防护箱内部实施例示意图；
图4为变压器温控系统示意图。
25.图中：1固定底板、2液压减震器、3固定梁、4油浸式变压器本体、5防护箱、6出油管、7隔板、8增压泵、9散热管、10进风管、11散热风扇、12散热网、13固定螺纹杆、14箱门、15过滤网、16液位观察管、17密封盖、18箱壁过滤网、21油浸式变压器、22温控终端。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.本发明提供的油浸式变压器中，在称某一元件或层在另一元件或层“上”，被“连接”或“耦合”至另一元件或层时，其可能直接在另一元件或层上，被直接连接或耦合至所述另一元件或层，也可能存在中间元件或层。相反，在称某一元件被“直接在”另一元件或层“上”，“直接连接”或“直接耦合”至另一元件或层时，则不存在中间元件或层。所有附图中类似的数字指示类似元件。如这里所用的，术语“和/或”包括相关所列项的一个或多个的任何和所有组合。
28.本发明提供的油浸式变压器中可能会使用便于描述的空间相对性术语，例如“在
…
下”、“下方”、“下部”、“以上”、“上方”等来描述如图中所示的一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。应当理解，空间相对性术语意在包括图中所示取向之外的使用或工作中的器件不同取向。例如，如果将图中的器件翻转过来，被描述为在其他元件或特征“下”或“下方”的元件将会朝向其他元件或特征的“上方”。于是，示范性术语“下方”可以包括上方和下方两种取向。可以使器件采取其他取向(旋转90度或其他取向)，这里所用的空间相对术语作相应解释。
29.本发明提供一种油浸式变压器，如图1至3所示，包括：变压器本体4，变压器本体4底部设有底座组件；变压器本体4的一侧连接有液位观察组件；变压器本体4的另一侧安装有散热组件；散热组件设有增压泵8和散热风扇11；增压泵8的输入端通过管路与变压器本体内的散热油路的出油管6连接；增压泵8的输出端通过散热管9连接至散热油路输入端；散热风扇11的风力输出方向朝向散热管9。增压泵8便于使油浸式变压器本体4内部的油流动。
30.为了提升对变压器的散热效果以及便于对散热组件和增压泵8进行固定安装，散热组件还设有防护箱5；防护箱5可以采用塑料材质制作，或采用不锈钢材质制作。
31.防护箱5连接在变压器本体4的侧壁上，并罩设增压泵8和散热管9的外部；防护箱5可以通过螺栓或者焊接方式与变压器本体4的侧壁连接。增压泵8固设在隔板7上；隔板7的两端分别与防护箱5和变压器本体4侧壁连接；散热管9从隔板7穿出；防护箱5的底部连接有通风管10；散热风扇11安装在通风管10内部。
32.通风管10的进风口处采用可拆卸方式安装有过滤网15；通风管10的出风口处设置有散热网12；散热风扇11安装在过滤网15和散热网12之间。过滤网15可以过滤掉杂质，防止对散热风扇11进行影响。
33.防护箱5的上设有箱门14和箱壁过滤网18；散热管9采用s形散热管。这样可以起到
增加散热面积。防护箱5的箱壁设置箱壁过滤网18，可以起到对防护箱5的内部进行散热。
34.作为本发明的一种实施方式，散热管9和散热网12的材料均为铜，s型散热管的外表面设置有控制阀，防护箱5的侧面通过合页转动连接有箱门14，箱门14的侧面开设有出风口，出风口和进风管10的内壁均固定连接有过滤网15，在油流动的过程中，通过设置进风管10、散热风扇11、散热网12与出风口，便于散发s型散热管9表面的热量，从而使整个变压器具有快速散热的效果。
35.作为本发明的一种工作方式：当需要使用该油浸式变压器时，在油浸式变压器本体4工作的过程中，利用出油管6、增压泵8与s型散热管9使油浸式变压器本体4内部的油实现循环流动，且在流动的过程中，能带走一部分油浸式变压器本体4工作时产生的热量，再由进风管10、散热风扇11、散热网12与出风口对s型散热管9的表面进行快速散热，从而使整个变压器具有快速散热的效果。
36.作为本发明的一种实施方式，液位观察组件包括：液位观察管16和密封盖17；靠近液位观察管16顶端的位置通过连通顶管连接至变压器本体内的散热油路上端；靠近液位观察管16底端的位置通过连通底管连接至变压器本体内的散热油路下端；液位观察管16的顶端通过螺纹方式与密封盖17连接。这样，便于监控人员知晓变压器内部油料的多少。
37.底座组件设有固定底板1和固定梁3；固定底板1的上表面固定连接有液压减震器2，液压减震器2的数量为四个，四个液压减震器2呈矩形阵列设置在固定底板1的上表面。
38.液压减震器2的上表面搭接有固定梁3，固定梁3的上表面固定连接有油浸式变压器本体4，液压减震器2的上表面固定连接有固定螺纹杆13，固定梁3的上表面开设有与固定螺纹杆13相适配的通孔，固定螺纹杆13的外表面螺纹连接有固定螺母，固定梁3的数量为四个，两个固定梁3以油浸式变压器本体4正面的中线为对称轴对称设置在油浸式变压器本体4的下表面，通过设置固定梁3、固定螺纹杆13与固定螺母，便于将油浸式变压器本体4固定在液压减震器2的上表面，通过设置液压减震器2，能减小油浸式变压器本体4工作的时的震动。
39.本发明还涉及一种变压器温控系统，如图4所示，包括：多个油浸式变压器21以及温控终端22；本领域普通技术人员可以意识到，变压器温控系统中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
40.变压器温控系统涉及的附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
41.温控终端22可以以各种形式来实施。例如，本发明实施例中描述的终端可以包括诸如移动电话、智能电话、笔记本电脑、数字广播接收器、个人数字助理(pda，personal digitalassistant)、平板电脑(pad)等等的移动终端以及诸如数字tv、台式计算机等等的
固定终端。下面，假设终端是移动终端。然而，本领域技术人员将理解的是，除了特别用于移动目的的元件之外，根据本发明的实施方式的构造也能够应用于固定类型的终端。
42.油浸式变压器21上设有用于感应变压器温度的温度传感器、感应散热管9内部油温的油温温度传感器、单片机、通信模块、风扇控制电路以及泵控制电路；散热管9上设有流量计；单片机通过与温度传感器和油温温度传感器连接，获取变压器运行温度信息和散热管内部油温温度信息；单片机通过流量计连接，获取变压器油的流量信息；单片机通过风扇控制电路连接散热风扇11，控制散热风扇11运行；单片机通过泵控制电路连接增压泵8，控制增压泵8运行；单片机通过通信模块与温控终端连接，向温控终端发送温度信息，并接收温控终端发送的控制信息，分别控制散热风扇11和增压泵8的运行。
43.本发明提供的实施方式可以对油浸式变压器进行有效的降温，对油浸式变压器中的风扇和增压泵进行联动调整，从而实现油浸式变压器的降温。
44.作为本发明提供的实施例，为了能够降低变压器油温，进而实现对变压器进行降温。可以通过对散热风扇11和增压泵8的联动控制，实现对变压器用油进行降温，达到对变压器降温的目的。
45.温控终端22获取每个油浸式变压器的运行状态数据；运行状态数据包括：散热风扇的转速、风扇电机输出功率、变压器运行温度信息、散热管内部油温温度信息、增压泵输出功率以及变压器油的流量信息。
46.可以理解的是，油浸式变压器能否稳定的工作，其温度状态是一个至关重要的数据。温控终端通过获取上述数据可以了解每个油浸式变压器的运行状态，进而出现温度超阈值时，进行有效的控制降温，保证变压器的稳定运行。
47.本发明中，散热风扇和增压泵的联动运行是保证变压器油温的重要手段。需要通过控制散热风扇和增压泵来保证变压器油能够在预设温度范围内，保证变压器的稳定运行。
48.温控终端分析运行状态数据是否超阈值；也就是温控终端分别分析变压器运行温度信息和散热管内部油温温度信息是否超阈值；如变压器运行温度信息超阈值，或油温温度信息超阈值；温控终端获取散热油路输入端处的温度信息、散热油路的出油管处的温度信息以及温度差；如散热油路输入端处的温度信息高于输入侧温度阈值；温控终端控制散热风扇运行，增加风扇电机输出功率，并提高转速；控制增压泵降低输出功率，并降低变压器油在散热管内部的流速；温控终端再实时获取散热油路输入端处的温度信息、变压器运行温度信息以及散热管内部油温温度信息；当变压器运行温度信息达到正常工作温度，散热油路输入端处的温度信息达到预设输入端油温阈值范围内时，温控终端分别控制风扇电机和增压泵在当前运行状态下，运行预设时长之后，以每间隔半小时，或一小时的时间间隔控制风扇电机降低输出功率，以及
控制增压泵提高输出功率；温控终端实时监控变压器运行温度信息、散热油路输入端处的温度信息和温度差；变压器运行温度信息、散热油路输入端处的温度信息和温度差均达到正常范围时，并持续运行预设时长之后，温控终端分别控制风扇电机和增压泵在预设正常输出功率运行。
49.本发明中，对于油浸式变压器而言，油浸式变压器的发热情况可以通过温度传感器进行测量。油浸式变压器运行温度超阈值时，可以通过提升风扇电机输出功率，来提高转速实现降温。当然再结合增压泵降低输出功率，对变压器油进行有效降温后再输入到油浸式变压器中进行降温，保证变压器的温度在正常范围内。也就是说，本发明通过获取油浸式变压器中的散热风扇状态、增压泵运行状态以及各个温度传感器对应的当前温度值，来对变压器的温度进行有效的控制。实现提升转速，并实时比对温度变化，来确定变压器运行状态，实现了精确控制，也就是根据目标量来提升的转速，降低变压器油的流量，当然也要保证具有一定的流量，保证变压器内部的降温效果，来对散热风扇的转速进行调整，可以实现以较小的转速增量实现油浸式变压器降温，实现了油浸式变压器的降温。
50.温控终端计算系统中每台油浸式变压器在每个预设监控时间段中的运行平均值；运行平均值包括：散热风扇转速平均值、变压器运行温度平均值、散热管内部油温温度平均值、增压泵输出功率平均值以及变压器油流量平均值；系统中，可以设置若干个时间段作为监控时间段，也就是预设监控时间段，再对之前的监控时间段获取的数据信息计算平均值。并对平均值进行比对判断是否在阈值范围内。或者系统配置一个符合运行要求的平均值，来进行后续使用。
51.温控终端获取每台变压器的运行数据；变压器的运行数据包括：散热风扇转速值、变压器运行温度值、散热管内部油温温度值、增压泵输出功率值以及变压器油流量值；也就是温控终端可以基于一个时间点，或者一个比预设监控时间段短的时间单元来获取一个瞬时值。比预设监控时间段短的时间单元也可以取平均值，或者中位数，或者最大值，最小值来进行确定。
52.温控终端将每台油浸式变压器的运行数据值与运行平均值进行计算，得出比较状态值；提取每台油浸式变压器得出的比较状态值；比较状态值可以将油浸式变压器的运行数据值与运行平均值基于加、减、乘、除、方差计算得到运行数据值与运行平均值之间的比较状态值。
53.这里，可以基于监控系统的需要，由监控人员根据实际运行状态来进行配置油浸式变压器的运行数据值与运行平均值之间的运算规则。在系统中可以将每台油浸式变压器的计算进行统一处理，保证结论有相互参考价值，可以实现统一监控。
54.比较状态值可以判断每台油浸式变压器比较状态值是否在正常范围内，如果出现超出预设范围，可能会导致出现故障发生，可以提示监控人员。
55.温控终端调取每台油浸式变压器的比较状态值，将每台油浸式变压器的比较状态值与预设标定值进行计算得出标定差值；
将所有油浸式变压器的标定差值按照大小进行排序；温控终端还用于实时获取每台油浸式变压器的运行数据，并更新的标定差值的排序；在序列最前端设置为标定差值最大的油浸式变压器，表示所述油浸式变压器潜在故障发生几率相比其他油浸式变压器大；标识序列最前端的油浸式变压器地址编码。
56.本发明中，由于每台油浸式变压器的运行状态，所处环境以及型号属性不同，有着不同的运行参数，为了统一监控，并能够实现对油浸式变压器进行综合监控，本发明将每台油浸式变压器的比较状态值与预设标定值进行计算得出标定差值；也就是说，将每台油浸式变压器自身的实时状态与自身正常情况下的标准值进行计算得出标定差值。这里考虑与自身正常情况下的标准值的差距来考量每台油浸式变压器的运行状态，这样实现了统一监控的目的。
57.对所有油浸式变压器的标定差值按照大小进行排序，监控人员可以基于标定差值的排序结果，知晓油浸式变压器的状态，防止仅仅以单一变压器的运行状态考虑其运行情况，无法得知变压器上下区域的状态，这样可以实现对配电网或者供电网的整体监控。方便监控人员对系统进行整体把控，供电网络的故障发生概率。
58.本发明提供的变压器温控系统是结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
59.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。