一種變電站主變壓器直流冷卻系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及變壓器冷卻技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種變電站主變壓器直流冷卻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]變電站主變，一般指變電站主要的強(qiáng)油風(fēng)冷變壓器。強(qiáng)油風(fēng)冷變壓器的散熱，只能通過油泵強(qiáng)行將上部高溫油引致冷卻器散熱后，再注入變壓器底部，從而，達(dá)到變壓器在夏季高溫或大電流情況下正常滿負(fù)荷運(yùn)行。因此，強(qiáng)油風(fēng)冷變壓器正常工作的條件就是一一冷卻器必須投入運(yùn)行。
[0003]傳統(tǒng)主變壓器的冷卻系統(tǒng)均為交流380伏持續(xù)供電，但由于變壓器每日運(yùn)行的電力峰谷差較大，高峰負(fù)荷時(shí)，變壓器自身電力損耗比較嚴(yán)重，冷卻系統(tǒng)的電力消耗便會(huì)影響到變壓器的正常運(yùn)行，而在變壓器低估負(fù)荷時(shí)，大功率冷卻器又會(huì)消耗過多空余負(fù)荷，不能達(dá)到節(jié)能降噪的要求，所以需要一種能夠根據(jù)變壓器負(fù)荷需求自由調(diào)節(jié)運(yùn)行狀態(tài)的冷卻系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種變電站主變壓器直流冷卻系統(tǒng)，解決傳統(tǒng)主變冷卻系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)單一、能耗高等問題，不僅有效提高冷卻效率，還可以節(jié)約能耗，延長使用壽命，安全可靠。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種變電站主變壓器直流冷卻系統(tǒng)，包括供源裝置以及分別與其連接的自動(dòng)控制裝置、驅(qū)動(dòng)裝置；所述供源裝置由整流穩(wěn)壓單元及其所連接的蓄電池組成；所述自動(dòng)控制裝置包括信號(hào)采集器及處理器，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括變頻控制器與冷卻器。
[0006]所述整流穩(wěn)壓單元包括直流整流器和穩(wěn)壓電路，所述直流整流器連接功率放大器，所述功率放大器包絡(luò)OTL放大電路，所述穩(wěn)壓電路包括H橋逆變電路、輸出濾波器和串聯(lián)諧振電路，所述穩(wěn)壓電路與所述蓄電池之間采用屏蔽信號(hào)線連接。
[0007]所述信號(hào)采集器包括電壓傳感器、電流傳感器與溫濕度傳感器，所述處理器包括控制芯片組與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，所述信號(hào)采集器與所述控制芯片組連接。
[0008]所述控制芯片組包括單片機(jī)芯片以及其所連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。
[0009]所述變頻控制器包括PWM波形發(fā)生器與調(diào)壓電路，所述調(diào)壓電路為壓降式變換電路。
[0010]所述冷卻器包括直流電機(jī)與大功率風(fēng)扇，所述直流電機(jī)連接所述變頻控制器。
[0011 ] 所述供源裝置與所述自動(dòng)控制裝置分別被封裝于絕緣箱體中，所述絕緣箱體材質(zhì)為0.9mm至1.1mm的不銹鋼板材，所述板材上包含多個(gè)微型多面體散熱孔。
[0012]本發(fā)明的直流冷卻系統(tǒng)，主要是通過系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的自動(dòng)控制與調(diào)節(jié)，達(dá)到提高效率、節(jié)約能耗的目的的，主要通過兩個(gè)途徑，一是交直流能源轉(zhuǎn)換與蓄電池的引入，實(shí)現(xiàn)能源的存儲(chǔ)利用，二是信號(hào)采集與判斷處理，使系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生改變。
[0013]系統(tǒng)的供源裝置封裝于絕緣箱體中，箱體為表面覆蓋絕緣漆的不銹鋼板制件，表面包含多個(gè)微型多面體散熱孔，既可以起到很好的透氣散熱效果，而且應(yīng)用了金屬籠體的電磁屏蔽原理，可以比傳統(tǒng)的板壁內(nèi)襯金屬網(wǎng)，起到更好的屏蔽效果；供源裝置由整流穩(wěn)壓單元及其所連接的蓄電池組成；整流穩(wěn)壓單元包括直流整流器、頻率控制器和穩(wěn)壓電路；供源裝置連接工頻交流220V與工頻交流380V兩路輸入電源，適用面廣，根據(jù)輸入源的不同，引入直流整流器的不同輸入端口，便于交直流轉(zhuǎn)換的整流輸出，直流整流器連接功率放大器，整流器中的逆變電路將交流信號(hào)進(jìn)行調(diào)制、處理后，由于阻抗特性，如果直接引入下級(jí)電路，往往會(huì)因?yàn)樾盘?hào)弱小而產(chǎn)生衰減掉。為此，需要利用現(xiàn)有技術(shù)將小信號(hào)進(jìn)行功率放大保證整個(gè)轉(zhuǎn)換過程順利進(jìn)行。根據(jù)實(shí)際情況，功率放大器的技術(shù)主要實(shí)現(xiàn)以下方面功能:有足夠大的輸出功率，保證輸出信號(hào)在電路中的正常傳輸；要求功率放大器的額定負(fù)載阻抗與逆變電路的阻抗匹配；由于負(fù)荷變化比較大，要求功放電路有強(qiáng)的帶負(fù)載能力，以便功率放大器工作穩(wěn)定，性能可靠；所以，功率放大器包括OTL電路。
[0014]穩(wěn)壓電路與蓄電池之間采用屏蔽信號(hào)線連接，主要便于充放電時(shí)的穩(wěn)定可控。對(duì)于充放電控制設(shè)計(jì)，隨著電力電子器件的發(fā)展，大功率開關(guān)器件如絕緣柵雙極晶體管IGBT的技術(shù)及其制造工藝日益成熟，已在變換器、有源電力濾波器、整流器、逆變器、動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器等方面得到成功的應(yīng)用。本方案中，采用由IGBT組成的電路來產(chǎn)生大功率正弦信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)升壓變壓器升壓及高壓串聯(lián)諧振電路放大后，電壓等級(jí)可達(dá)高壓、超高壓、特高壓級(jí)別。建立了調(diào)頻式諧振特高壓試驗(yàn)電源的數(shù)學(xué)模型，并在此基礎(chǔ)上提出了電壓調(diào)節(jié)自調(diào)整比例-積分控制方法和一種新的PI鎖相自動(dòng)調(diào)頻的方法，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)充放電裝置的調(diào)壓和調(diào)頻，我們所提的控制方法有利于消除傳感裝置的穩(wěn)態(tài)誤差和提高傳感裝置的動(dòng)態(tài)性能，易于工程實(shí)現(xiàn)，穩(wěn)壓電路主要由H橋逆變電路，輸出濾波器，串聯(lián)諧振電路組成，配合上一級(jí)的三相不可控整流電路，實(shí)現(xiàn)完整的整流和充放電操作。
[0015]系統(tǒng)的自動(dòng)控制裝置也封裝于絕緣箱體中，包括信號(hào)采集器及處理器，信號(hào)采集器包括電壓傳感器、電流傳感器與溫濕度傳感器，處理器包括控制芯片組與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，信號(hào)采集器與控制芯片組連接，控制芯片組包括單片機(jī)芯片以及其所連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；電壓傳感器與電流傳感器采集主變壓器的相關(guān)電壓電流信號(hào)，并將信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸入處理器，處理器通過控制芯片調(diào)取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的功率計(jì)算封裝子程序，計(jì)算此時(shí)的即時(shí)功率，并在控制芯片中，與存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的日負(fù)荷功率變化表進(jìn)行比較，在變壓器低谷負(fù)荷時(shí)，例如后半夜時(shí)，由處理器控制供源裝置切換到給蓄電池充電，在高峰負(fù)荷時(shí)切換到蓄電池供電冷卻，可以平抑電力峰谷差，高峰負(fù)荷時(shí)減少變壓器自身電力消耗，可以多供負(fù)荷，當(dāng)蓄電池電量用完時(shí)，可控制供源裝置直接給直流電機(jī)提供電力，不影響變壓器正常運(yùn)行。溫濕度傳感器主要采集冷卻系統(tǒng)所處環(huán)境溫濕度及變壓器本體溫度，當(dāng)溫度過高時(shí)，便會(huì)跳過功率負(fù)荷的判定過程，使冷卻驅(qū)動(dòng)裝置全速運(yùn)行，保證變壓器的散熱優(yōu)先。
[0016]驅(qū)動(dòng)裝置包括變頻控制器與冷卻器，變頻控制器包括PWM波形控制器與調(diào)壓電路，調(diào)壓電路為壓降式變換電路，冷卻器包括直流電機(jī)與大功率風(fēng)扇，直流電機(jī)連接變頻控制器。從節(jié)能降噪的角度考慮，自動(dòng)控制裝置對(duì)當(dāng)前的變壓器狀態(tài)進(jìn)行判斷后，從而選擇冷卻系統(tǒng)不同的運(yùn)行模式，一方面是通過對(duì)蓄電池組的充放電模式切換，另一方面，就是通過對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)行模式切換，即在主變壓器處于負(fù)荷判斷模式下時(shí)，通過當(dāng)前負(fù)荷與日負(fù)荷功率變化表進(jìn)行比較，得出驅(qū)動(dòng)輸出參數(shù)，再經(jīng)調(diào)壓電路與變頻控制器不斷調(diào)節(jié)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速狀態(tài)，達(dá)到既保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，又能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能高效的目的，這樣就可以從驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的角度，引入功率狀態(tài)調(diào)節(jié)的概念，實(shí)現(xiàn)智能化控制，有效延長設(shè)備及散熱器的壽命，并節(jié)約能耗。
【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0018]圖2為整流穩(wěn)壓單元的功率放大器電路圖。
[0019]圖3為整流穩(wěn)壓單元的穩(wěn)壓電路圖。
[0020]圖4為變頻控制器調(diào)壓電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1、圖2、圖3、圖4所示，一種變電站主變壓器直流冷卻系統(tǒng)，包括供源裝置以及分別與其連接的自動(dòng)控制裝置、驅(qū)動(dòng)裝置；供源裝置由整流穩(wěn)壓單元I及其所連接的蓄電池2組成；自動(dòng)控制裝置包括信號(hào)采集器3及處理器，驅(qū)動(dòng)裝置包括變頻控制器4與冷卻器5ο
[0022]整流穩(wěn)壓單元包括直流整流器6和穩(wěn)壓電路7，直流整流器連接功率放大器8，功率放大器包絡(luò)OTL放大電路，穩(wěn)壓電路包括H橋逆變電路、輸出濾波器和串聯(lián)諧振電路，穩(wěn)壓電路與蓄電池之間采用屏蔽信號(hào)線連接。
[0023]信號(hào)采集器包括電壓傳感器9、電流傳感器10與溫濕度傳感器11，處理器包括控制芯片組12與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器13，信號(hào)采集器與控制芯片組連接。
[0024]控制芯片組包括單片機(jī)芯片以及其所連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。
[0025]變頻控制器包括PWM波形發(fā)生器14與調(diào)壓電路15，調(diào)壓電路為壓降式變換電路。
[0026]冷卻器包括直流電機(jī)16與大功率風(fēng)扇17，直流電機(jī)連接變頻控制器。
[0027]供源裝置與自動(dòng)控制裝置分別被封裝于絕緣箱體中，絕緣箱體材質(zhì)為0.9mm至1.1