一种用于变电站的变压器智能降温系统的制作方法

本发明涉及电力设备运维领域，具体为一种用于变电站的变压器智能降温系统。

背景技术：

1、作为变电站的核心设备，变压器的稳定运行对于电力可靠供应至关重要。过高的温度会加速电网设备内部器件老化，且变压器长时间处于高温运行状态存在安全隐患。为了给电力设施降温，创造更健康的运行环境，故需要对变压器进行外部降温，常用变压器降温方式包括冰块、鼓风机、雾炮以及冷气机。但以上降温方式存在明显缺陷：例如冰块降温方式需要消耗大量冰块，成本估算在3万/12小时；鼓风机工作产生的噪音比较大，会对周围居民生活产生影响；雾炮降温会对电力设施造成锈蚀；而冷气机降温方式降温效率高，但是冷气机一次性投入巨大(10万/台)，不利于大规模应用。

2、因此，综合考虑经济性、民生、安全等因素，本发明提出一种用于变电站等变压器智能降温系统。

技术实现思路

1、为了克服现有技术方案的上述缺陷，本发明提供一种用于变电站的变压器智能降温系统，是通过结合变压器所处的环境温度信息和变压器本体负载信息及所处的运行环境信息，多维度确定变压器的运行状态，且根据变压器的实时运行状态，利用pid时域控制算法对变压器进行精准降温，保证变压器的安全运行，便于后期对变压器进行维修养护。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种用于变电站的变压器智能降温系统，包括核心通讯控制装置和变压器细密水雾降温装置，所述核心通讯控制装置由继电控制器、di采集单元、双以太网、rs485、电源、cpu等组成，结构采用1u标准机箱，所述变压器细密水雾降温装置主要由水箱、泵组、控制柜、降温管道、喷头等组成，其中水箱、泵组、控制柜做成整体，泵组设置在控制柜下部，水箱和控制柜设置在上部。

4、本发明的进一步技术改进在于：所述核心通讯控制装置通过继电控制器获取到变电站中2台主变的有功功率p1、无功功率p0、功率因子λ及主变温度t等数据，根据各现场情况确认各主变负载及主变本地温度的动作阈值，通过pid时域控制算法智能判别后分别对现场细密水雾装置进行实时控制。

5、主变控制继电器合闸判断逻辑：获得主变控制继电器状态v0、主变细密水雾喷放状态v1、主变温度t、主变有功功率p1及功率因子λ，并令v2＝t，v3＝p1/λ，则主变控制继电器合闸判断逻辑表达式为：

6、(v0＝＝0&&v1＝＝0)&&(v2≥α||v3≥β)；

7、式中，v0是主变控制继电器状态，默认值为0，v1是主变细密水雾喷放状态，默认值为0，v2是实时获取的主变温度t，v3是主变的视在功率，由主变有功功率p1及功率因子λ计算得出，α和β分别是v2和v3的控制参数，由pid时域控制算法获得，控制参数α的公式离散形式如下：

8、

9、式中，kp是比例增益系数，默认值为ki是积分项系数，kd是微分项系数，ki和kd由生产商历史数据得出。

10、上述合闸逻辑表达式成立时，则核心通讯控制装置通过主变控制继电器对现场细密水雾装置反馈无源启动信号，变压器降温装置在接收到启动信号后，开启分区阀、补水泵、主泵，对变压器进行喷水降温操作；

11、主变控制继电器分闸判断逻辑表达式为：

12、(v0＝＝1||v1＝＝1)&&(v2<α&&v3<β)；

13、式中，v0是主变控制继电器状态，默认值为0，v1是主变细密水雾喷放状态，默认值为0，v2是实时获取的主变温度t，v3是主变的视在功率，由主变有功功率p1及功率因子λ计算得出，α和β分别是v2和v3的控制参数，α和β由pid控制算法获得。

14、上述分闸逻辑表达式成立时，则核心通讯控制装置通过主变控制继电器对现场细密水雾装置反馈无源停止信号，变压器降温装置在接收到停止信号后，依次关闭主泵、补水泵、分区阀，变压器喷头停止工作。

15、需要具体说明的是，核心通讯控制装置获取变压器各项参数时间间隔为10秒，并且对现场细密水雾装置反馈无源信号时间间隔为30秒。

16、本发明的进一步技术改进在于：所述核心通讯控制装置具有手动、自动两种操作方式；

17、手动操作：在控制柜面板上手动操作按钮，对主泵、补水泵、1#分区阀、2#分区阀、补水电磁阀进行控制；

18、自动操作：接入两路无源信号，可实现自动启停功能，并把运行状态以无源信号反馈出去，当1#变压器需要降温保护时，接收到第一组无源信号，系统自动启动1#分区阀、补水泵、主泵，并把运行状态(1#压力开关)以无源信号反馈出去，当2#变压器需要降温保护时，接收到第二组无源信号，系统自动启动2#分区阀、补水泵、主泵，并把运行状态(2#压力开关)以无源信号反馈出去。

19、本发明的进一步技术改进在于：所述变压器细密水雾降温装置以高压细密水雾技术为核心，以自来水为介质，通过高压水泵加压后从特制喷头以雾状形态喷出，以高速紊流、旋转的方式在空间做如下形式的三维运动：

20、

21、式中,v是水流速度，f是水流所受各种力的矢量和，ρ是水流密度，喷出后与外部空气充分卷吸、破碎、雾化，产生直径1～100μm的高速均匀细密水雾，细密水雾极易气化吸收大量热量，具有降温速度快、用水量少等优点。

22、本发明的进一步技术改进在于：所述变压器细密水雾降温装置有手动、自动两种控制方式；

23、1)手动控制方式：

24、a、确定水箱水量充足，水量≥90％；

25、b、把注水电磁阀调到自动挡；

26、c、把主泵控制、补水泵控制、1#分区阀控制调到手动挡；

27、d、先按下1#分区阀启动按钮或者2#分区阀启动按钮或者两个都按下，再按下补水泵启动按钮，最后按下主泵启动按钮，1#、2#变压器喷头开启喷雾；

28、e、需要停止时，先按下主泵停止按钮，再按下补水泵停止按钮，最后按下1#分区阀停止按钮、2#分区阀停止按钮，1#、2#变压器喷头停止工作；

29、2)自动控制方式：

30、a、确定水箱水量充足，水量≥90％；

31、b、把注水电磁阀调到自动挡；

32、c、把主泵控制、补水泵控制、1#分区阀控制调到自动挡；

33、d、远程发出1#无源启动信号，1#变压器喷头开始喷雾，系统反馈喷雾工作状态，远程发出1#无源停止信号，1#变压器喷头停止喷雾，系统反馈停止工作状态；

34、e、远程发出2#无源启动信号，2#变压器喷头开始喷雾，系统反馈喷雾工作状态，远程发出2#无源停止信号，2#变压器喷头停止喷雾，系统反馈停止工作状态；

35、f、当自动控制状态下，系统工作时，工作指示灯常亮。

36、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

37、1、本发明是通过结合变压器所处的环境温度信息和变压器本体负载信息及所处的运行环境信息，多维度确定变压器的运行状态，且根据变压器的实时运行状态，利用pid时域控制算法对变压器进行精准降温，保证变压器的安全运行，便于后期对变压器进行维修养护；

38、2、本发明的变压器细密水雾降温装置以高压细密水雾技术为核心，以自来水为介质，在保证了快速降温、用水量小的优点，通过向水中添加缓蚀剂，降低了变压器表面腐蚀程度；

39、3、本发明的核心通讯控制装置及变压器细密水雾装置除了智能控制方式，保留了人为干预措施，增加了系统冗余安全，保证了整个系统运行稳定。