一种带有智能光伏变频热泵功能的主变换热装置及使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术包括一种带有智能光伏变频热泵功能的主变换热装置及使用方法，包括内置有变压器油的变压器主体及设置于变压器主体一侧的换热装置，换热装置包括冷却器、内置有换热介质的蒸发器及变频热泵压缩机，以及可使换热装置内的换热介质逆向运行的四通阀，换热装置所需的供电源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。本发明专利技术克服了传统冷却方式的缺陷，运用智能光伏变频制冷功能的主变换热装置，利用太阳能并通过光伏转换提供给主变换热装置工作所需的电能，本发明专利技术克服了现有主变换热方式不能在北方严寒季节对低负荷主变和热备用、冷备用主变油进行加热，以防止油品在主变内的流动性差和保证油品电气性能、绝缘强度和理化性质不下降的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种带有智能光伏变频热泵功能的主变换热装置及使用方法
本专利技术涉及一种带有智能光伏变频热泵功能的主变换热装置及使用方法。
技术介绍
主变在运行过程中，由于电和磁的作用，其线圈和铁芯会发热，如不及时将此热量带走，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流来冷却线圈和铁芯，而变压器油流带走的热量又需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。传统主变冷却方式主要为强制风冷、自然风冷及水冷三种，水冷虽然经济，效率也高，但如冷却系统中若发生冷却水向主变渗漏现象，哪怕是微小渗漏，也将导致严重后果；风冷因空气热焓低，使得主变冷却效率低，主变、散热器设备制造体积庞大，用油量多、运行成本高、维护量大等缺点。北方寒冷冬季运行的主变，在处于低负荷或冷备用、热备用状态时，主变内的变压器油，由于温度低，造成油品粘度大、不易流动、绝缘强度下降，当此时主变又快速升负荷时，往往来不及加热油品使其流动，此时会导致主变线圈烧毁的严重故障，因此需另外将主变油进行加热才能保证安全使用，或在变压器油中加入抗凝添加剂，来增加油品的流动性，但添加剂的化学组分会对变压器油的电气、绝缘性能和理化性质产生不利影响，长期使用威胁主变的安全运行。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，即提供以带有智能光伏变频热泵功能的主变换热装置及方法，能安全、可靠、高效、经济地带走运行中主变产生的热能，而对在北方寒冷地区运行的主变又能加热，增加油品流动性，有力保障电力系统主变的安全、经济运行。本专利技术的具体实施方案是：一种带有智能光伏变频热泵功能的主变换热装置，包括一内置有变压器油的变压器主体及设置于变压器主体一侧的换热装置，所述换热装置包括冷却器、内置有换热介质的蒸发器及变频热泵压缩机，所述变压器主体下部的侧壁设有主变出油阀，变压器主体上部的侧壁设有主变进油阀，所述主变出油阀经管路与蒸发器底部侧壁的进油口相连接，所述蒸发器顶部侧壁的出油口经管路与主变进油阀相连接，其特征在于，所述换热装置所需的供电源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，所述蒸发器上端经四通阀与变频热泵压缩机相连通，所述蒸发器下端经管路与冷却器相连接，所述冷却器的出口端经四通阀与变频热泵压缩机相连通，所述四通阀可使换热装置内的换热介质逆向运行。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换热系统工作，所述换热系统电性连接于备用电源，外接备用电源是当长期雨天光照不足时自动切换使用，光电转换系统电性连接于换热系统。进一步的，所述主变出油阀出口端设有变频油泵及变频油泵出油阀。进一步的，所述蒸发器下端的管路上设有节流阀。进一步的，所述变压器主体内设有油温在线测温器，所述油温在线测温器经控制模块与变频油泵和变频热泵压缩机相连接，所述控制模块根据油温在线测温器的油温值，自动控制变频油泵和变频热泵压缩机的工作。进一步的，所述冷却器是风冷却器或水冷却器。本专利技术第二实施方案为：一种带有智能光伏变频热泵功能的主变换热装置的使用方法，包括如上述的一种带有智能光伏变频热泵功能的主变换热装置，具体使用方法步骤如下：(1)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测温器测量的油温，自动控制换热装置的运行；(2)当油温高于设定值时，开启蒸发器、变频热泵压缩机、冷却器及变频油泵，主变本体内的油流开始循环流动，变压器油经变频油泵打入蒸发器内油流程，油流在蒸发器内被冷却后流出蒸发器，又回到主变本体内进行冷却；蒸发器内的换热介质吸收油流热量后蒸发成气体，经四通阀被吸入变频热泵压缩机中压缩，经变频热泵压缩机压缩后的高温、高压换热介质气体至冷却器，在冷却器中被冷却成高温液体，此高温换热介质液体经节流阀减压节流蒸发成低温气体和低温液体的混合物，再回流至蒸发器对蒸发器内的油流进行冷却，形成又一轮的冷却油流循环过程；当油温低于设定值时，开启蒸发器、变频热泵压缩机、冷却器及变频油泵，开始加热变压器油，由于四通阀切换成加热通道模式，从冷却器来的换热介质气体，经四通阀被吸入变频热泵压缩机中，被压缩成高温高压气体，此高温高压换热介质气体出压缩机后，至蒸发器对走油流程的变压器油进行加热，而自身从高温高压气体被冷却成液体的换热介质，出蒸发器后，经节流阀至冷却器中节流减压蒸发，在冷却器中的换热介质液体大量吸收冷却器周围空气的热量后，蒸发成气体，出蒸发器的换热介质气体又经过四通阀被变频热泵压缩机压缩，如此循环反复；(3)开启控制模块，控制模块根据油温在线监测温装置测量的油温，进行智能分析运算，自动控制变频油泵的频率降低或升高，从而增大或减少油流循环量。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：由于本专利技术使用的智能光伏变频热泵功能的主变换热装置，利用太阳能并通过光伏转换提供给变频热泵换热系统和油流换热循环系统工作所需的电能，因此除了极少数时间使用备用电源外，耗能极低，使主变冷却效率得到很大提高，大幅降低主变铜、铁损，极大改善主变运行状况，与传统主变冷却方式相比，具有安全可靠、冷却效率高、设备体积小、用油量少、耗能低、整体运行经济等巨大优势，是主变冷却方式的革命性创新。本技术也能在北方严寒季节时对低负荷、热备用、冷备用的主变内变压器油进行加热，防止油流因低温而减低流动性、降低电气绝缘性能和理化性质，以保障主变安全运行。本专利技术还克服了现有技术当中以水冷方式的变在运行中如冷却系统发生向主变本体渗漏，哪怕是微小的渗漏，在主变内高电压环境下都将产生严重故障，甚至主变爆炸的严重后果；也克服了现有技术当中以强制风冷或自然风冷的主变，由于空气热焓低，使得主变冷却效率低，设备制造体积大，用油量多、运行成本高、维护工作量大等诸多缺点；还克服了现有主变换热方式不能再北方严寒季节对低负荷主变和热备用、冷备用主变油进行加热，以防止油品在主变内的流动性差和保证油品电气性能、绝缘强度和理化性质不下降，与现广泛使用传统主变热交换装置相比，本专利技术有着巨大优势。附图说明图1是本专利技术实施例的光伏转换供电系统原理示意图（K1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）。图2是本专利技术实施例的控制模块工作原理示意图。图3是本专利技术实施例的变压器油换热循环示意图。图4是本专利技术实施例的换热介质制冷流程工作示意图。图5是本专利技术实施例的换热介质制热流程工作示意图。图6是本专利技术实施例的变压器油冷却主变流程工作示意图。图7是本专利技术实施例的变压器油加热主变流程工作示意图。图8是本专利技术实施例的四通阀冷却变压器油时工作原理示意图（四通阀中的2-1、2-2阀门开启，2-3、2-4阀门关闭）。图9是本专利技术实施例的四通阀加热变压器油时工作原理示意图（四通阀中的2-3、2-4阀门开启，2-1、2-2阀门关闭）。图10是本专利技术实施例的太阳能接收器工作结构示意图。图中：1-变频热泵压缩机，2-四本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有智能光伏变频热泵功能的主变换热装置，包括一内置有变压器油的变压器主体及设置于变压器主体一侧的换热装置，所述换热装置包括冷却器、内置有换热介质的蒸发器及变频热泵压缩机，所述变压器主体下部的侧壁设有主变出油阀，变压器主体上部的侧壁设有主变进油阀，所述主变出油阀经管路与蒸发器底部侧壁的进油口相连接，所述蒸发器顶部侧壁的出油口经管路与主变进油阀相连接，其特征在于，所述换热装置所需的供电源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，所述蒸发器上端经四通阀与变频热泵压缩机相连通，所述蒸发器下端经管路与冷却器相连接，所述冷却器的出口端经四通阀与变频热泵压缩机相连通，所述四通阀可使换热装置内的换热介质逆向运行。

【技术特征摘要】
1.一种带有智能光伏变频热泵功能的主变换热装置的使用方法，其特征在于：包括一种带有智能光伏变频热泵功能的主变换热装置，所述带有智能光伏变频热泵功能的主变换热装置包括一内置有变压器油的变压器主体及设置于变压器主体一侧的换热装置，所述换热装置包括冷却器、内置有换热介质的蒸发器及变频热泵压缩机，所述变压器主体下部的侧壁设有主变出油阀，变压器主体上部的侧壁设有主变进油阀，所述主变出油阀经管路与蒸发器底部侧壁的进油口相连接，所述蒸发器顶部侧壁的出油口经管路与主变进油阀相连接，所述换热装置所需的供电源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，所述蒸发器上端经四通阀与变频热泵压缩机相连通，所述蒸发器下端经管路与冷却器相连接，所述冷却器的出口端经四通阀与变频热泵压缩机相连通，所述四通阀可使换热装置内的换热介质逆向运行，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与贮能器相连接，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，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换热装置工作，所述换热装置还连接有外接备用电源，光电转换系统电性连接于换热装置；所述主变出油阀出口端设有变频油泵及变频油泵出油阀；所述蒸发器下端的管路上设有节流阀；所述变压器主体内设有油温在线测温器，所述油温在线测温器经控制模块与变频油泵和变频热泵压缩机相连接，所述控制模块根据油温在线测温器的油温值，自动控制变频油泵和变频热泵...

【专利技术属性】
技术研发人员：林晓铭，陈玉树，宋仕江，张孔林，陆鸿，黄种桑，周玮，施广宇，郑东升，郑良根，连鸿松，林荣辉，连文杰，
申请(专利权)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，
类型：发明
国别省市：北京;11