油浸式换流变压器冷却系统控制方法及控制系统技术方案

本发明专利技术公开一种油浸式换流变压器冷却系统控制方法及控制系统。本发明专利技术根据顶层油温或当前负荷确定是否需要启动冷却器，当需要启动冷却器时，进一步根据谐波含量确定启动的冷却器的循环油泵电机的转速和冷却风扇电机的转速。可见，本发明专利技术根据换流变压器运行时的谐波含量大小来确定冷却器的启动数量，并基于谐波含量实时控制循环油泵和冷却风扇的运行速度，充分考虑了谐波成分严重时换流变压器的热点温度分布差异较大的情况，对换流变压器的温升实现了可靠有效的控制，能够保证换流变压器的安全稳定运行，具有良好的现场检测效果与工程实用价值。

【技术实现步骤摘要】
油浸式换流变压器冷却系统控制方法及控制系统
本专利技术涉及冷却系统领域，特别是涉及一种油浸式换流变压器冷却系统控制方法及控制系统。
技术介绍
随着我国直流输电系统的发展，输电等级也越来越高，超高压和特高压直流换流变压器的需求量也不断增加，保证其安全稳定的运行尤为重要。换流变压器作为直流输电工程中的核心电力设备，有着把交流电整流、直流电逆变的重要功能。换流变压器在运行中伴随着较多的高频谐波，这对换流变压器的电热等性能有着极大的考验。谐波严重时，会导致换流变压器的介质损耗升高，谐波的漏磁会使换流变压器的杂散损耗增大，同时由于谐波下导体的集肤效应造成的发热问题，会导致换流变压器的铁芯、绕组和金属结构件中产生较严重的附加损耗和局部过热问题，引起由于热故障导致的绝缘老化问题，甚至可能直接导致换流站事故造成大面积停电，引起惨重的损失。目前常规的大型油浸式换流变压器通常采用强迫油循环风冷冷却方式，当换流变压器温度上升时，通过采集换流变压器的顶层油温和实际负荷等数据，控制换流变压器风扇和油泵的投切，进而起到对换流变压器降温的作用。但是，由于换流变压器中存在的谐波会导致换流变压器的热点温度分布差异较大，因此，现有的强迫油循环风冷冷却方式无法保证换流变压器的安全稳定运行。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种油浸式换流变压器冷却系统控制方法及控制系统，充分考虑了谐波成分严重时换流变压器的热点温度分布差异较大的情况，对换流变压器的温升实现了可靠有效的控制，能够保证换流变压器的安全稳定运行，具有良好的现场检测效果与工程实用价值。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种油浸式换流变压器的冷却系统的控制方法，所述冷却系统包括多组冷却器，每组所述冷却器包括循环油泵、与所述循环油泵连接的循环油泵电机、冷却风扇及与所述冷却风扇连接的冷却风扇电机，所述控制方法包括：获取换流变压器的顶层油温和所述换流变压器的当前负荷；根据所述顶层油温或所述当前负荷确定是否需要启动冷却器，获得第一判断结果；当所述第一判断结果表示需要启动冷却器时，获取所述换流变压器的谐波含量；根据所述谐波含量确定启动的冷却器的循环油泵电机的转速和冷却风扇电机的转速。可选的，所述根据所述顶层油温或所述当前负荷确定是否需要启动冷却器，获得第一判断结果，具体包括：获取所述换流变压器的额定负荷和换流变压器的顶层油温阈值；判断是否满足冷却器启动条件，获得第一判断结果，所述冷却器启动条件为：所述当前负荷大于或者等于0.7倍额定负荷，或者所述顶层油温大于或者等于所述顶层油温阈值。可选的，所述根据所述谐波含量确定启动的冷却器的循环油泵电机的转速和冷却风扇电机的转速，具体包括：获取谐波含量区间，所述谐波含量区间包括：第一谐波区间、第二谐波区间、第三谐波区间和第四谐波区间；确定所述谐波含量所在的谐波含量区间；当所述谐波含量所在的谐波含量区间为第一谐波区间时，启动一组冷却器，并根据所述谐波含量确定启动的所述冷却器的循环油泵电机的转速和冷却风扇电机的转速；当所述谐波含量所在的谐波含量区间为第二谐波区间时，启动两组冷却器，并根据所述谐波含量确定启动的所述冷却器的循环油泵电机的转速和冷却风扇电机的转速；当所述谐波含量所在的谐波含量区间为第三谐波区间时，启动三组冷却器，并根据所述谐波含量确定启动的所述冷却器的循环油泵电机的转速和冷却风扇电机的转速；当所述谐波含量所在的谐波含量区间为第四谐波区间时，启动四组冷却器，并根据所述谐波含量确定启动的所述冷却器的循环油泵电机的转速和冷却风扇电机的转速。可选的，所述第一谐波区间为(0,10％)，所述第二谐波区间为[10％,15％)，所述第三谐波区间为[15％,20％)，所述第四谐波区间为[20％,50％)。可选的，所述根据所述谐波含量确定启动的所述冷却器的循环油泵电机的转速和冷却风扇电机的转速，具体包括：判断所述谐波含量是否小于谐波阈值，获得第二判断结果；当所述第二判断结果表示所述谐波含量大于或者等于谐波阈值时，则确定循环油泵电机的转速为循环油泵电机的最大转速，且冷却风扇电机的转速为冷却风扇电机的最大转速；当所述第二判断结果表示所述谐波含量小于谐波阈值时，根据公式：确定循环油泵电机的频率，其中，f1表示循环油泵电机的频率，HRU表示谐波含量，HRUmax表示谐波阈值，fmax1表示循环油泵电机的最大转速对应的频率；根据公式：确定冷却风扇电机的频率，其中，f2表示冷却风扇电机的频率，fmax2表示冷却风扇电机的最大转速对应的频率；根据公式：确定循环油泵电机的转速，其中，n1表示循环油泵电机的转速，p1表示循环油泵电机的极对数；s1表示循环油泵电机的转差率；根据公式：确定冷却风扇电机的转速，其中，n2表示冷却风扇电机的转速，p2表示冷却风扇电机的极对数；s2表示冷却风扇电机的转差率。一种油浸式换流变压器的冷却系统的控制系统，所述冷却系统包括多组冷却器，每组所述冷却器包括循环油泵、与所述循环油泵连接的循环油泵电机、冷却风扇及与所述冷却风扇连接的冷却风扇电机，所述控制系统包括：油温及负荷获取模块，用于获取换流变压器的顶层油温和所述换流变压器的当前负荷；第一判断模块，用于根据所述顶层油温或所述当前负荷确定是否需要启动冷却器，获得第一判断结果；谐波含量获取模块，用于当所述第一判断结果表示需要启动冷却器时，获取所述换流变压器的谐波含量；电机转速确定模块，用于根据所述谐波含量确定启动的冷却器的循环油泵电机的转速和冷却风扇电机的转速。可选的，所述第一判断模块包括：额定负荷及油温阈值获取单元，用于获取所述换流变压器的额定负荷和换流变压器的顶层油温阈值；第一判断单元，用于判断是否满足冷却器启动条件，获得第一判断结果，所述冷却器启动条件为：所述当前负荷大于或者等于0.7倍额定负荷，或者所述顶层油温大于或者等于所述顶层油温阈值。可选的，所述电机转速确定模块包括：谐波区间获取单元，用于获取谐波含量区间，所述谐波含量区间包括：第一谐波区间、第二谐波区间、第三谐波区间和第四谐波区间；谐波含量区间确定单元，用于确定所述谐波含量所在的谐波含量区间；冷却器启动单元，用于当所述谐波含量所在的谐波含量区间为第一谐波区间时，启动一组冷却器，并根据所述谐波含量确定启动的所述冷却器的循环油泵电机的转速和冷却风扇电机的转速；当所述谐波含量所在的谐波含量区间为第二谐波区间时，启动两组冷却器，并根据所述谐波含量确定启动的所述冷却器的循环油泵电机的转速和冷却风扇电机的转速；当所述谐波含量所在的谐波含量区间为第三谐波区间时，启动三组冷却器，并根据所述谐波含量确定启动的所述冷却器的循环油泵电机的转速和冷却风扇电机的转速；当所述谐波含量所在的谐波含量区间为第四谐波区间时，启动四组冷却器，并根据所述谐波含量确定启动的所述冷却器的循环油泵电机的转速和冷却风扇电机的转速。一种油浸式换流变压器的冷却系统，所述冷却系统包括：温度传感器、变频功率传感器、A/D转换模块、控制器、变频调速器、冷却风扇电机、冷却风扇、循环油泵电机和循环油泵，其中，所述温度传感器和所述变频功率传感器均与换流变压器连接，所述A/D转换模块分别与所述变频功率传感器和所述温度传感器连接，所述控制器分别与所述A/D转换模块和所述变频调速器连接，所述变频调速器分别本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油浸式换流变压器的冷却系统的控制方法，其特征在于，所述冷却系统包括多组冷却器，每组所述冷却器包括循环油泵、与所述循环油泵连接的循环油泵电机、冷却风扇及与所述冷却风扇连接的冷却风扇电机，所述控制方法包括：获取换流变压器的顶层油温和所述换流变压器的当前负荷；根据所述顶层油温或所述当前负荷确定是否需要启动冷却器，获得第一判断结果；当所述第一判断结果表示需要启动冷却器时，获取所述换流变压器的谐波含量；根据所述谐波含量确定启动的冷却器的循环油泵电机的转速和冷却风扇电机的转速。

【技术特征摘要】
1.一种油浸式换流变压器的冷却系统的控制方法，其特征在于，所述冷却系统包括多组冷却器，每组所述冷却器包括循环油泵、与所述循环油泵连接的循环油泵电机、冷却风扇及与所述冷却风扇连接的冷却风扇电机，所述控制方法包括：获取换流变压器的顶层油温和所述换流变压器的当前负荷；根据所述顶层油温或所述当前负荷确定是否需要启动冷却器，获得第一判断结果；当所述第一判断结果表示需要启动冷却器时，获取所述换流变压器的谐波含量；根据所述谐波含量确定启动的冷却器的循环油泵电机的转速和冷却风扇电机的转速。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述顶层油温或所述当前负荷确定是否需要启动冷却器，获得第一判断结果，具体包括：获取所述换流变压器的额定负荷和换流变压器的顶层油温阈值；判断是否满足冷却器启动条件，获得第一判断结果，所述冷却器启动条件为：所述当前负荷大于或者等于0.7倍额定负荷，或者所述顶层油温大于或者等于所述顶层油温阈值。3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述谐波含量确定启动的冷却器的循环油泵电机的转速和冷却风扇电机的转速，具体包括：获取谐波含量区间，所述谐波含量区间包括：第一谐波区间、第二谐波区间、第三谐波区间和第四谐波区间；确定所述谐波含量所在的谐波含量区间；当所述谐波含量所在的谐波含量区间为第一谐波区间时，启动一组冷却器，并根据所述谐波含量确定启动的所述冷却器的循环油泵电机的转速和冷却风扇电机的转速；当所述谐波含量所在的谐波含量区间为第二谐波区间时，启动两组冷却器，并根据所述谐波含量确定启动的所述冷却器的循环油泵电机的转速和冷却风扇电机的转速；当所述谐波含量所在的谐波含量区间为第三谐波区间时，启动三组冷却器，并根据所述谐波含量确定启动的所述冷却器的循环油泵电机的转速和冷却风扇电机的转速；当所述谐波含量所在的谐波含量区间为第四谐波区间时，启动四组冷却器，并根据所述谐波含量确定启动的所述冷却器的循环油泵电机的转速和冷却风扇电机的转速。4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述第一谐波区间为(0,10％)，所述第二谐波区间为[10％,15％)，所述第三谐波区间为[15％,20％)，所述第四谐波区间为[20％,50％)。5.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述谐波含量确定启动的所述冷却器的循环油泵电机的转速和冷却风扇电机的转速，具体包括：判断所述谐波含量是否小于谐波阈值，获得第二判断结果；当所述第二判断结果表示所述谐波含量大于或者等于谐波阈值时，则确定循环油泵电机的转速为循环油泵电机的最大转速，且冷却风扇电机的转速为冷却风扇电机的最大转速；当所述第二判断结果表示所述谐波含量小于谐波阈值时，根据公式：确定循环油泵电机的频率，其中，f1表示循环油泵电机的频率，HRU表示谐波含量，HRUmax表示谐波阈值，fmax1表示循环油泵电机的最大转速对应的频率；根据公式：确定冷却风扇电机的频率，其中，f2表示冷却风扇电机的频率，fmax2表示冷却风扇电机的最大转速对应的频率；根据公式：确定循环油泵电机的转速，其中，n1表...

【专利技术属性】
技术研发人员：封建宝，王永强，范立新，罗煜，刘全，张子渲，李辰龙，
申请(专利权)人：江苏方天电力技术有限公司，华北电力大学保定，保定市同和电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32