具有光伏变频功能的主变油流导向微循环装置及使用方法
【专利摘要】本发明涉及一种具有光伏变频功能的主变油流导向微循环装置及使用方法，包括一主变本体及设置于主变本体两侧的散热器，主变本体内绕组和铁芯的下方设有油流导向喷管，油流导向喷管朝向绕组和铁芯的一侧均匀设有出油孔，变频微循环泵与电源控制器电性连接，电源控制器与贮能器相连接，贮能器经光电转换器与太阳能接收器相连接。本发明克服了现有主变油流循环方式的缺点，光电转换系统通过接收太阳能，并进行光伏转换和电源控制，以提供充足合格的电能供给油流导向微循环系统工作，通过变频油泵控制小孔缓缓喷出，对主变绕组、铁芯进行集中冷却，以增强冷却效果，有效地提高了冷却效率和安全性能。
【专利说明】具有光伏变频功能的主变油流导向微循环装置及使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有光伏变频功能的主变油流导向微循环装置及使用方法。
【背景技术】
[0002]主变在运行过程中，由于电和磁的作用，其绕组和铁芯会发热，如不能及时将此热量带走，将导致主变烧毁甚至爆炸的严重事故，因此必须通过主变内充满的变压器油循环流动来冷却绕组和铁芯，而变压器油带走的热量又通过散热装置来进行热交换，冷却后的冷油流再进入主变本体进行冷却。传统主变油流循环方式分为靠油流温差的冷热自然对流方式和潜油泵强油循环方式这2种。油流温差的冷热自然对流方式，效果差，使得在同等条件下，主变铜铁损高、运行状况差，以及设备制造体积大、用油量多等诸多缺点。主变潜油泵的强油循环方式虽然使油循环流动冷却效果好，但由于其转速高、不可调，造成油流压力高，流速、流量大，油流循环易产生湍流和气泡，这些气泡在主变内的高电压、高磁场环境下会导致气泡搭桥放电故障，甚至烧毁主变的严重事故，而湍流也会对主变内部产生不利影响，比如湍流会将主变底部细小杂质卷起，湍流会冲击绕组和主变内引线接头等，这些都可能造成故障，甚至酿成严重事故，再者由于现使用主变潜油泵其转速不可调，只能通过急停、急开若干组潜油泵来对付主变不同负荷和油温段的油流循环冷却要求，因而造成潜油泵易磨损、能耗高、噪声大，且设备检修工作量大，寿命短等诸多缺陷。主变实际运行中，除仅在短时间的大负荷、高油温状态外，绝大部分运行期间不需要高流速、大流量的油流，只需油流缓流循环即可满足主变绕组铁芯循环冷却的需要，另外现有的主变冷却装置电力消耗较大，能源浪费严重。
【发明内容】
[0003]为了克服现有主变油泵的强油循环方式转速高、不可调，造成油流压力高，流速、流量大，油流循环易产生湍流和气泡，从而导致高磁场环境下发生气泡搭桥放电故障，甚至烧毁主变的严重事故的缺陷，本发明第一具体实施方案为:一种具有光伏变频功能的主变油流导向微循环装置，包括一主变本体及设置于主变本体两侧的散热器，所述主变本体内设有绕组和铁芯，所述主变本体内绕组和铁芯的下方设有油流导向喷管，所述主变本体上部两侧壁设有出油阀，所述出油阀经管路分别与两侧的散热器的进口相连接，所述散热器出口经回油管路与油流导向喷管相连接，所述回油管路上设有进油阀与变频微循环泵，所述变频微循环泵驱动油路循环，所述油流导向喷管朝向绕组和铁芯的一侧均匀设有出油孔，油流导向喷管端部封闭，所述变频微循环泵与电源控制器电性连接，所述电源控制器与贮能器相连接，所述贮能器经光电转换器与太阳能接收器相连接。
[0004]进一步的，所述太阳能接收器包括多片可翻转的太阳能电池板，所述每片太阳能电池板下端套于转轴上并贮能器相连接，所述贮能器内设有比较器，所述比较器根据各个太阳能电池板收集能量大小控制转轴旋转以实现各个太阳能电池板达到最大能量采集量，所述光电转换系统通过接收太阳能，并进行光伏转换和电源控制，以提供充足合格的电能供给油路循环工作。
[0005]进一步的，所述油流导向喷管呈U型或环形且布设于绕组和铁芯周侧。
[0006]进一步的，所述主变本体上设有油温在线测温器，主变本体旁侧设有控制箱，所述控制箱内设有控制模块，所述油温在线测温器与控制模块电性连接。
[0007]进一步的，所述控制模块与变频微循环泵电性连接。
[0008]本发明第二具体实施方案为:一种主变油流导向微循环装置使用方法，包括如权利要求4所述的一种主变油流导向微循环装置，其特征在于，包括以下步骤:
O开启太阳能接收器及变压器主体下部出油阀和上部的进油阀；开启控制模块，控制模块根据油温在线监测温器测量的油温自动控制油路循环装置的运行；
2)开启变频微循环泵，使油开始循环，安装在主变内的油流导向喷管开始舒缓的向主变绕组和铁芯集中喷出冷变压器油；
3)开启控制模块，控制模块能根据油温在线测温器实时传递的油温值，自动控制变频微循环泵的出力，当油温升高时，控制模块控制变频微循环泵增加油流速和循环量，反之亦然，由于控制模块对变频微循环泵还设限有最高油流流速值，保证油流始终以缓和、低速的微循环方式运行。
[0009]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:本专利技术克服了现有主变油流循环方式的缺点，通过变频油泵控制小孔缓缓喷出，对主变绕组、铁芯进行集中冷却，以增强冷却效果，同时避免了湍流和气泡的产生，有效地提高了冷却效率和安全性能，是主变油流循环方式的革命性创新。同时，本发明采用光电转换系统通过接收太阳能，并进行光伏转换和电源控制，以提供充足合格的电能供给油流导向微循环系统工作，外接备用电源是当夜晚和长期雨天光照不足时自动切换使用，大大节约了主变冷却工作的能源消耗。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本发明实施例的光伏转换系统原理示意图(Kl电源开关为常开状态、K2电源开关为常闭状态，K1、K2互为闭锁)。
[0011]图2是本发明实施例的主变绕组、铁芯浸泡在变压器油中冷却的示意图。
[0012]图3是本发明实施例安装在主变绕组、铁芯底部油流导向喷管舒缓喷油集中冷却，以及油流在主变内的微循环流程示意图。
[0013]图4是本发明实施例安装在主变绕组、铁芯底部两侧油流导向喷管的横截面俯视图。
[0014]图5是本发明实施例的主变油流导向微循环工作原理不意图。
[0015]图6是本发明实施例控制模块工作原理方框示意图。
[0016]图7是本发明实施例的太阳能接收器工作结构示意图。
[0017]图中:1-出油阀；2-散热器进口 ；3_散热器；4-散热器出口 ；5_变频微循环泵进口阀；6_变频微循环泵；7_进油阀；8_油温在线测温器；9-油流导向喷管，10-主变本体，11-太阳能电池板，12-电机，13-贮能器。
【具体实施方式】
[0018]下面对本发明做进一步详细的说明。[0019]如图1飞所示为一种具有光伏变频功能的主变油流导向微循环装置，包括变频微循环泵6，安装在主变本体10内的绕组、铁芯底部两侧的油流导向喷管9，主变本体上部的出油阀1，主变本体下部的进油阀7，变压器油，主变本体外的油流连接管、散热器3，以及油温在线测温器8和控制模块及光电转换系统等组成。
[0020]油流导向微循环系统工作所需的电能由光电转换系统提供，控制模块根据预先设计编程的程序对油流导向微循环系统进行自动控制。光电转换系统包括有太阳能接收器、光电转换器、贮能器、电源控制器，以及外接的备用电源等，所述光电转换系统中的电源控制器与贮能器相连接，所述贮能器经光电转换器与太阳能接收器相连接，所述太阳能接收器包括多片可翻转的太阳能电池板11，所述每片太阳能电池板11下端套于转轴上并与贮能器13相连接，转轴由电机12驱动，所述贮能器13内设有比较器，所述比较器根据各个太阳能电池板收集能量大小控制转轴旋转以实现各个太阳能电池板达到最大能量采集量，所述电源控制器与贮能器、油流导向微循环系统以及外接备用电源相连接，所述光电转换系统通过接收太阳能，并进行光伏转换和电源控制，以提供充足合格的电能供给油流导向微循环系统工作，当在晚上或遇长期阴雨天，光伏转换能量不足，而主变油温又很高这种少见的情况时，外接备用电源自动投入。由于阴雨天和夜晚，主变周围环境温度降低，能起到有效冷却主变的作用，因此启用外接备用电源的几率很少。光电转换系统电性连接于油流导向微循环系统。
[0021]主变油流导向微循环装置包括变频微循环泵6，变频微循环泵6将冷油流泵入主变本体内，冷油流冷却主变绕组、铁芯由于电磁作用产生的热量后，从主变上部出油阀I流入散热器3，油流在散热器3中被冷却后，又被变频微循环泵6泵入主变进行冷却，如此反复循环。变频微循环泵6电性连接于控制模块。
[0022]主变油流导向微循环装置主要包括设置于主变本体内的油流导向喷管9，油流导向喷管9为绝缘材料制造，并安装在主变绕组、铁芯底部的周侧，油流导向喷管9 一端封闭，另一端通过绝缘连管与主变进油阀7连接，油流导向喷管9靠主变绕组、铁芯的一侧均匀钻有一些小出油孔，冷油流通过这些小孔缓缓喷出，对主变绕组、铁芯进行导向集中冷却，以增强冷却效果，被绕组和铁芯加热后的油流上升、扩散，并通过主变上部出油阀I流出，至主变本体外的散热器3中被冷却，冷却后的油流又通过变频微循环泵6进入主变内的油流导向喷管9，对绕组和铁芯进行冷却，整个油流系统形成油流导向微循环。
[0023]控制模块包括油温在线测温器8，油温在线测温器8安装在主变本体10上部，能实时检测主变内的油温，并将在线油温数据传递给控制模块。油温在线测温器8电性连接于控制|吴块。
[0024]控制模块能根据油温在线测温器实时传递的油温值，按事先设计编程的程序，自动控制变频微循环泵6的出力，当油温升高时，控制模块控制变频微循环泵6的出力，增加油流速和循环量，反之亦然。由于主变内部处高电场环境，油流流速过快会在主变内产生湍流和气泡，可能导致气泡搭桥放电的故障，甚至烧毁主变的严重事故，因此控制模块对变频微循环泵6还设限有最高油流流速值，保证油流始终以缓和、低速的微循环方式运行，控制模块电性连接于变频微循环泵6和油温在线测温器8，控制模块可以是PLC，或其它的微机处理器。
[0025]上述的主变油流导向微循环装置的使用方法主要通过用变频微循环泵6和油流导向喷管9将冷变压器油以舒缓方式集中导向喷油来冷却主变绕组和铁芯由于电和磁作用产生的热量，被加热的油流在主变内流上升并扩散，流出主变至安装于主变本体外的散热器3中冷却，被冷却后的油流又通过变频微循环泵6和油流导向喷管9回到主变内冷却绕组和铁芯，如此不断反复循环，其具体使用方法步骤如下:I)开启太阳能接收器及开启主变上部出油阀I和下部的进油阀7 ;2)开启变频微循环泵6的进口阀；3)开启变频微循环泵6，此时油流开始循环，安装在主变内的油流导向喷管9开始舒缓的向主变绕组和铁芯导向集中喷出冷变压器油；4)开启控制模块，控制模块能根据油温在线测温器8实时传递的油温值，自动控制变频微循环泵6的出力，当油温升高时，控制模块控制变频微循环泵6增加油流速和循环量，反之亦然，由于控制模块对变频微循环泵6还设限有最高油流流速值，保证油流始终以缓和、低速的导向微循环方式运行；5)安装在主变绕组、铁芯底部两侧的油流导向喷管9，将冷油流不断的向主变绕组、铁芯集中缓缓喷出，保证了主变绕组和铁芯的冷却效果，由于由控制模块自动控制变频微循环泵6始终以缓和、低速的微循环方式运行，不会引起湍流和气泡，有力保障主变的安全运行。
[0026]以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
【权利要求】
1.一种具有光伏变频功能的主变油流导向微循环装置，其特征在于:包括一主变本体及设置于主变本体两侧的散热器，所述主变本体内设有绕组和铁芯，所述主变本体内绕组和铁芯的下方设有油流导向喷管，所述主变本体上部两侧壁设有出油阀，所述出油阀经管路分别与两侧的散热器的进口相连接，所述散热器出口经回油管路与油流导向喷管相连接，所述回油管路上设有进油阀与变频微循环泵，所述变频微循环泵驱动油路循环，所述油流导向喷管朝向绕组和铁芯的一侧均匀设有出油孔，油流导向喷管端部封闭，所述变频微循环泵与电源控制器电性连接，所述电源控制器与贮能器相连接，所述贮能器经光电转换器与太阳能接收器相连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有光伏变频功能的主变油流导向微循环装置，所述太阳能接收器包括多片可翻转的太阳能电池板，所述每片太阳能电池板下端套于转轴上并贮能器相连接，所述贮能器内设有比较器，所述比较器根据各个太阳能电池板收集能量大小控制转轴旋转以实现各个太阳能电池板达到最大能量采集量，所述光电转换系统通过接收太阳能，并进行光伏转换和电源控制，以提供充足合格的电能供给油路循环工作。
3.根据权利要求1所述的一种具有光伏变频功能的主变油流导向微循环装置，所述油流导向喷管呈U型或环形且布设于绕组和铁芯周侧。
4.根据权利要求1所述的一种具有光伏变频功能的主变油流导向微循环装置，所述主变本体上设有油温在线测温器，主变本体旁侧设有控制箱，所述控制箱内设有控制模块，所述油温在线测温器与控制模块电性连接。
5.根据权利要求3所述的一种具有光伏变频功能的主变油流导向微循环装置，所述控制模块与变频微循环泵电性连接。
6.一种主变油流导向微循环装置使用方法，包括如权利要求4所述的一种主变油流导向微循环装置，其特征在于，包括以下步骤: O开启太阳能接收器及变压器主体下部出油阀和上部的进油阀；开启控制模块，控制模块根据油温在线监测温器测量的油温自动控制油路循环装置的运行； 2)开启变频微循环泵，使油开始循环，安装在主变内的油流导向喷管开始舒缓的向主变绕组和铁芯集中喷出冷变压器油； 3)开启控制模块，控制模块能根据油温在线测温器实时传递的油温值，自动控制变频微循环泵的出力，当油温升高时，控制模块控制变频微循环泵增加油流速和循环量，反之亦然，由于控制模块对变频微循环泵还设限有最高油流流速值，保证油流始终以缓和、低速的微循环方式运行。
【文档编号】H02S10/00GK104008857SQ201410191306
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年5月8日 优先权日:2014年5月8日
【发明者】林晓铭, 陆鸿, 宋仕江, 张孔林, 黄种桑, 施广宇, 郑东升, 郑良根, 连鸿松, 郑孝章, 林荣辉, 连文杰 申请人:国家电网公司, 国网福建省电力有限公司, 国网福建省电力有限公司南平供电公司, 国网福建省电力有限公司邵武市供电公司, 林晓铭, 林舒妍