有光伏转换功能的主变压器散热器冷却装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及有光伏转换功能的主变压器散热器冷却装置，所述制冷压缩机电性连接于光伏转换系统，所述光伏转换系统将太阳能转换为可供制冷压缩机工作所需的合格电能，所述油流冷却循环系统设置在主变压器内的用于对绕组进行冷却，所述油流冷却循环系统中的变压器油通过主变压器上部的出油阀进入散热器冷却，通过主变压器下部的进油阀从散热器流出进入主变压器内，所述冷却罩将散热器罩于冷却罩空腔内，并密封严密，所述冷却罩内循环流动有冷媒介质，对散热器内流动的变压器油进行冷却。
【专利说明】有光伏转换功能的主变压器散热器冷却装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及有光伏转换功能的主变压器散热器冷却装置。
【背景技术】
[0002]主变压器在运行过程中，在电和磁的作用下，其绕组和铁芯会发热，此时如不及时将热量带走，将导致主变压器发生故障甚至烧毁爆炸的严重事故，主变压器的冷却方式是由主变压器内部循环流动的变压器油来冷却绕组，冷却绕组后自身被加热的变压器油需通过散热器进行热交换冷却后再进入主变压器内对绕组进行循环冷却，传统主变压器散热器的冷却方式是由风扇吹风、自然散热等方式，这二种冷却方式使用环境温度下的空气作为冷媒，冷却效率很低、冷却降温范围很小，受环境因素影响大，往往造成主变压器铜铁损大、过载和抗短路电流能力小，绝缘寿命短以及安全等级不足等诸多缺点。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的是针对以上不足之处，提供了一种有光伏转换功能的主变压器散热器冷却装置，能安全、可靠、高效、经济地带走运行中主变压器产生的热能，并不受环境温度和气候的影响，能极大降低主变压器的铜铁损，极大提高主变压器过载能力和抗短路电流能力，延长使用寿命，有力保障电力系统的安全、经济运行。
[0004]本实用新型解决技术问题所采用的方案是，有光伏转换功能的主变压器散热器冷却装置，包括光伏转换系统、冷却罩、制冷压缩机、冷凝器、节流阀、油流冷却循环系统、温度传感器、控制模块，所述制冷压缩机电性连接于光伏转换系统，所述光伏转换系统将太阳能转换为可供制冷压缩机工作所需的合格电能，所述油流冷却循环系统设置在主变压器内的用于对绕组进行冷却，所述油流冷却循环系统中的变压器油通过主变压器上部的出油阀进入散热器冷却，通过主变压器下部的进油阀从散热器流出进入主变压器内，，所述冷却罩将散热器罩于冷却罩空腔内，并密封严密，所述冷却罩内循环流动有冷媒介质，对散热器内流动的变压器油进行冷却，所述冷却罩设置有冷媒进口阀，在冷却罩上部设置有冷媒出口阀，所述冷媒出口阀连接制冷压缩机的进口，所述制冷压缩机的出口连接冷凝器的进口，所述冷凝器的出口连接节流阀进口，节流阀出口连接冷却罩下部的冷媒进口，所述温度传感器安装在主变压器的顶部，所述控制模块与温度传感器和制冷压缩机电性连接。
[0005]进一步的，所述光伏转换系统包括太阳能接收器、光伏转换器、贮能器、电源控制器和外接备用电源，所述电源控制器与贮能器相连接，所述贮能器经光伏转换器与太阳能接收器相连接，所述电源控制器与制冷压缩机及外接备用电源电性连接，所述光伏转换系统提供给制冷压缩机工作所需的电能。
[0006]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，所述太阳能电池板下端设有轴套，所述轴套套于转轴上并贮能器相连接，所述转轴由转向控制器控制转动，所述贮能器内设有比较器和控制比较器捕捉太阳能的PLC微机控制器，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。
[0007]进一步的，所述控制模块可以是PLC或其它的微机处理器。
[0008]进一步的，所述冷却罩由绝缘材料制作。
[0009]进一步的，所述冷媒介质为SF6介质。
[0010]进一步的，所述冷凝器为风冷式或水冷式冷凝器。
[0011]与现有技术相比，本实用新型有以下有益效果:充分利用太阳能这种安全、清洁、高效、经济、环保的能源作为常态工作电能，安全可靠、冷却效率高、设备安装简单、整体运行经济，能极大降低运行主变压器的铜、铁损，提高主变压器的过载和抗短路电流能力，延长主变压器运行寿命，更加有力保障主变压器的安全运行。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]下面结合附图对本实用新型专利进一步说明。
[0013]图1为本实用新型实施例的光伏转换系统图；
[0014]图2为本实用新型实施例的太阳能接收器接收太阳能工作示意图；
[0015]图3为本实用新型实施例的主变压器散热器安装示意图；
[0016]图4为本实用新型实施例的主变压器散热器冷却罩安装示意图；
[0017]图5为本实用新型实施例的主变压器散热器冷却罩安装侧视示意图；
[0018]图6为图5的A-A剖视图；
[0019]图7为本实用新型实施例的主变压器散热器冷却装置安装示意图；
[0020]图8为本实用新型实施例的主变压器散热器冷却装置工作流程示意图；
[0021]图9为本实用新型实施例的主变压器散热器冷却装置冷却罩侧视工作流程示意图；
[0022]图10为本实用新型实施例的控制模块自动控制原理方框图。
[0023]图中:1-进口阀，2-冷却罩，3-出口阀，4-制冷压缩机，5-冷凝器进口，6_冷凝器，7-冷却风机，8—冷凝器出口，9-节流阀，10-温度传感器，11-进油阀，12-散热器，13-出油阀，14-绕组，15-变压器油，16-主变压器，17-冷媒介质，18-太阳能接收器，19-转向控制器，20-比较器。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进一步说明。
[0025]如图1?10所示，有光伏转换功能的主变压器散热器冷却装置，包括光伏转换系统、冷却罩2、制冷压缩机4、冷凝器6、节流阀9、油流冷却循环系统、温度传感器10、控制模块，所述制冷压缩机4电性连接于光伏转换系统，所述光伏转换系统将太阳能转换为可供制冷压缩机4工作所需的合格电能，所述油流冷却循环系统设置在主变压器16内的用于对绕组14进行冷却，主变压器16内流动的变压器油15在对主变压器16内绕组14进行冷却后，自身被加热，所述油流冷却循环系统中的加热后的热变压器油15经主变压器16上部的出油阀12进入散热器13，热变压器油15通过散热器12器壁与外界冷媒进行热交换，被冷却后的冷变压器油15流出散热器12通过主变压器16下部的进油阀13进入主变压器16内，进行下一轮的冷却循环，所述冷却罩2将散热器12罩于冷却罩2空腔内，并密封严密，所述冷却罩2内循环流动有冷媒介质17，对散热器12内流动的变压器油15进行冷却，将置于冷却罩2内主变压器散热器12内流动的变压器油15热量带走，所述冷却罩2设置有冷媒进口阀I，在冷却罩上部设置有冷媒出口阀3，所述冷媒出口阀3连接制冷压缩机5的进口，所述制冷压缩机4的出口连接冷凝器进口 5，所述冷凝器出口 8连接节流阀9进口，节流阀9出口连接冷却罩2下部的冷媒进口，所述温度传感器10安装在主变压器16的顶部，所述控制模块与温度传感器10和制冷压缩机4电性连接，温度传感器10在线测量主变压器16内油温并将实时油温值传递给控制模块，控制模块根据温度传感器10测量并传输的在线温度值，根据预先设置的温差值，自动控制制冷压缩机4的工作，当主变压器16内油温超过设定值温差以上时，自动启动制冷压缩机4工作，当主变压器16内油温降到设定值温差以下时，自动控制停止制冷压缩机4工作，始终保持主变压器16内油温在适合的冷却温度范围内工作。
[0026]在本实施例中，所述光伏转换系统包括太阳能接收器18、光伏转换器、贮能器、电源控制器和外接备用电源，所述电源控制器与贮能器相连接，所述贮能器经光伏转换器与太阳能接收器18相连接，所述电源控制器与制冷压缩机4及外接备用电源电性连接，所述光伏转换系统提供给制冷压缩机4工作所需的电能，当遇长期阴雨天或夜晚时，自动切换至外接电源供电，正常情况下，备用电源平常处关闭状态，只有当光伏转换供电系统供电不足时，备用电源才自动开启，一般在白昼有阳光时，光伏转换供电系统能提供充足的电力，而夜晚和阴雨天往往气温低(相对于阳光白昼)，主变压器本身被大气环境所冷却，所需的制冷量也小，因此启动备用电源的几率较小。
[0027]在本实施例中，所述太阳能接收器18包括多片可翻转的太阳能电池板，所述太阳能电池板下端设有轴套，所述轴套套于转轴上并贮能器相连接，所述转轴由转向控制器19控制转动，所述贮能器内设有比较器20和控制比较器捕捉太阳能的PLC微机控制器，所述比较器20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，所述光伏转换系统通过接收太阳能，并进行光伏转换和电源控制，以提供充足电能供给制冷压缩机工作。所述比较器工作原理是:在有效太阳日照轨迹内，由于地球的自转，相对于某一固定地点，将其经纬度等信息计算一年中每一天的不同时刻太阳所在的轨迹角度，将一年中每个时刻的太阳轨迹位置存储到PLC中，通过控制比较器以实现实时轨迹跟踪，就能有效保证太阳能电池板能够时刻正对太阳，达到最佳状态。
[0028]在本实施例中，所述控制模块可以是PLC或其它的微机处理器。
[0029]在本实施例中，所述冷却罩2由绝缘材料制作，也可以是其它适合的材料制作。
[0030]在本实施例中，所述冷媒介质17为SF6介质，也可以是其它具有绝缘、息燃以及有较高热焓的冷媒介质。
[0031]在本实施例中，所述冷凝器6为风冷式或水冷式冷凝器。
[0032]具体实施过程:
[0033]光伏转换系统将太阳能转换为可供制冷压缩机工作所需的合格电能，当遇长期阴雨天或夜晚时，自动切换至外接电源供电，正常情况下，备用电源平常处关闭状态，只有当光伏转换供电系统供电不足时，备用电源才自动开启，光伏转换系统通过预先编程设计的程序，由PLC控制太阳能接收器18对太阳进行实时轨迹跟踪，始终有效保证太阳能电池板能够时刻正对太阳，达到最佳状态。
[0034]变压器油15冷却主变压器绕组14后自身被加热，因热油密度低，所以热变压器油上升至主变压器上部，并流出主变压器出油阀13，进入主变压器散热器12，热变压器油在散热器12内，通过散热器器壁被包围在散热器周围的冷媒所冷却，在散热器12内被冷媒冷却后的变压器油15，由于冷油密度比热油密度大，因此在散热器内的油流是从散热器12上部流至散热器12下部，流出散热器出口后，经主变压器16下部的进油阀11进入主变压器16本体内进行冷却循环。
[0035]冷却罩2内循环的冷媒介质将置于冷却罩2内主变压器散热器12内流动的变压器油的热量带走，冷却了变压器油，冷媒介质自身蒸发吸热成为低压冷媒气体，吸热后的低压冷媒气体从冷却罩2上部冷媒出口阀3出去，被制冷压缩机4进口吸入，在制冷压缩机4中被压缩成高压高温的冷媒介质气体，此高温高压冷媒气体从制冷压缩机4出口压出，至冷凝器进口 5进入冷凝器6，高温高压冷媒气体在冷凝器6内被冷凝成高温冷媒液体，高温冷媒液体出冷凝器出口 8后，流至节流阀9，冷媒介质由节流阀9减压节流后通过冷却罩冷媒进口阀I进入冷却罩2内，经减压节流后的冷媒液体部分蒸发为气体，冷媒液体蒸发会吸收大量热量，从而使冷媒介质冷却进入冷却罩2内，由于进入冷却罩体积突然扩大，使得冷媒液体蒸发吸收大量热量，对置于其中主变压器散热器12内流动的变压器油进行冷却，吸热蒸发后的低压冷媒气体又由冷却罩上部出口阀3出去被制冷压缩机4吸入进行下一轮的制冷循环。
[0036]控制模块根据温度传感器10测量并传输的在线温度值，根据预先设置的温差值，当主变压器内油温超过设定值温差以上时，自动启动制冷压缩机4工作，当主变压器内油温降到设定值温差以下时，自动停止制冷压缩机4工作，始终保持主变压器内油温在适合的冷却温度范围内工作。
[0037]上列较佳实施例，对本实用新型的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种有光伏转换功能的主变压器散热器冷却装置，包括光伏转换系统、冷却罩、制冷压缩机、冷凝器、节流阀、油流冷却循环系统、温度传感器、控制模块，其特征在于:所述制冷压缩机电性连接于光伏转换系统，所述光伏转换系统将太阳能转换为可供制冷压缩机工作所需的合格电能，所述油流冷却循环系统设置在主变压器内的用于对绕组进行冷却，所述油流冷却循环系统中的变压器油通过主变压器上部的出油阀进入散热器冷却，通过主变压器下部的进油阀从散热器流出进入主变压器内，所述冷却罩将散热器罩于冷却罩空腔内，并密封严密，所述冷却罩内循环流动有冷媒介质，对散热器内流动的变压器油进行冷却，所述冷却罩设置有冷媒进口阀，在冷却罩上部设置有冷媒出口阀，所述冷媒出口阀连接制冷压缩机的进口，所述制冷压缩机的出口连接冷凝器的进口，所述冷凝器的出口连接节流阀进口，节流阀出口连接冷却罩下部的冷媒进口，所述温度传感器安装在主变压器的顶部，所述控制模块与温度传感器和制冷压缩机电性连接。
2.根据权利要求1所述的有光伏转换功能的主变压器散热器冷却装置，其特征在于:所述光伏转换系统包括太阳能接收器、光伏转换器、贮能器、电源控制器和外接备用电源，所述电源控制器与贮能器相连接，所述贮能器经光伏转换器与太阳能接收器相连接，所述电源控制器与制冷压缩机及外接备用电源电性连接，所述光伏转换系统提供给制冷压缩机工作所需的电能。
3.根据权利要求2所述的有光伏转换功能的主变压器散热器冷却装置，其特征在于:所述太阳能接收器包括多片可翻转的太阳能电池板，所述太阳能电池板下端设有轴套，所述轴套套于转轴上并与贮能器相连接，所述转轴由转向控制器控制转动，所述贮能器内设有比较器和控制比较器捕捉太阳能的PLC微机控制器，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。
4.根据权利要求1所述的有光伏转换功能的主变压器散热器冷却装置，其特征在于:所述控制模块可以是PLC或其它的微机处理器。
5.根据权利要求1所述的有光伏转换功能的主变压器散热器冷却装置，其特征在于:所述冷却罩由绝缘材料制作。
6.根据权利要求1所述的有光伏转换功能的主变压器散热器冷却装置，其特征在于:所述冷媒介质为SF6介质。
7.根据权利要求1所述的有光伏转换功能的主变压器散热器冷却装置，其特征在于:所述冷凝器为风冷式或水冷式冷凝器。
【文档编号】F25B41/06GK204087992SQ201420530944
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月16日 优先权日:2014年9月16日
【发明者】林晓铭, 陈铭, 郑东升, 涂恩来, 林舒妍, 郑孝章 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电力科学研究院, 国网福建省电力有限公司邵武市供电公司, 林晓铭, 林舒妍