基于高温环境下的变压器室温度优化方法技术

一种基于高温环境下的变压器室温度优化方法，属室内温控领域，其对进排风系统进行自动化温控改造，降低风扇损坏率并降低线损；增设循环风道，将原本无法维修的风扇降低高度，便于日常维修与维护；依据环境温度变化，智能化启停可以大大降低风扇使用频率并降低损坏率和线损；引入离心风机促进室内外冷热空气对流，对变压器进排风系统进行改造，构建了一套基于高温环境下的变压器室温度优化方法，实现更为高效经济的主变室降温。可广泛用于各种变压器室散热系统的设计或改建领域。

【技术实现步骤摘要】
基于高温环境下的变压器室温度优化方法
本专利技术属于室内温控领域，尤其涉及一种基于高温环境下的变压器室温度优化方法。
技术介绍
随着居民生活水平的不断提高以及夏季生活、生产中的用电量的不断增加，变电站的变压器所承受的负荷也在创新高。通过对近2年某区中心站管辖范围内35KV变电站的统计中发现，在迎峰度夏期间，每年就有近30台主变每天处于过负荷的运行状态下；其中有16台主变本体上层油温超过80度并发信。因此，变电站主变室(亦称变压器室，下同)温度调控成为变电运维生产一线亟待解决的问题。目前主变室传统的降温方法包括：①通过主变室四周百叶窗形成空气对流自然冷却；②在主变本体四周放置大功率风扇，加速主变四周空气流通；③在主变散热片下方安装风扇，加快散热片热量蒸发。现有传统的降温方法各有弊端，都无法满足负荷急剧升高的主变降温需求：第一种方法的弊端在于由于变压器室土建结构对限制，变压器室通风窗有效面积不足。新建变电站中的变压器室尺寸受整个建筑物柱距的限制，有些变压器室的进深过深，变压器远离进出风百页窗的位置，减弱了变压器周围的通风效果。同时，由于变压器室上部百叶窗容易积灰阻滞空气流通，但因受限于作业人员与变压器母排间的安全距离清洁困难，大大降低了主变室内的空气流动效率。第二种方法的弊端在于放置风扇以及风扇的启停均需要人为控制，在迎峰渡夏期间每天则需要出动更多人力。由于风扇的作用局限于带动室内热空气流转，并不能形成冷热气流交换。并且四台大功率风扇同时启动，电机运转散发的热量不容小觑，因此放置大功率风扇的方法耗费人力的同时并不能实现较高的散热效率。第三种方法的弊端在于安装于散热片下的风扇，维护以及检修需要涉及到变压的二次回路，非常不方便。同时，这种方法也不能形成冷热空气对流，降温效率并不高，与维护成本相比，性价比很低。国家标准图中，给定变压器通风窗的面积为有效面积，通风窗的面积有效系数小于1。但是现有部分变电站的设计没有注意到面积与有效面积之间的差异，设计时按标准图中要求的面积向土建提出条件，实际上变压器室的通风窗面积又一次被缩减，通风窗的面积不满足变压器运行的条件。新建变电站中的变压器室尺寸受整个建筑物柱距的限制，有些变压器室的进深过深，变压器远离进出风百页窗的位置，减弱了变压器周围的通风效果。目前虽已在变压器室出风百叶窗旁加设了排风扇进行强制换气，但由于排气扇的气流与出风百叶窗气流相互较劲，不能有效的形成冷热空气对流，因此排气扇的效率没有充分得到发挥。变压器在运行过程中室内空气被加热，热空气上升与进出风百叶窗构成流动气流通道，进出风百叶窗高差越大，空气流动速度越快，通风效果越好。但由于变压器室上部百叶窗容易积灰阻滞空气流通，但因受限于作业人员与变压器母排间的安全距离清洁困难，大大降低了主变室内的空气流动效率。目前35KV变电站内的主变，绝大多数为油浸自冷式变压器，仅通过变压器本体上散热片来散发热量；而目前35KV变电站的主变多为室内布置，由于变压器室内空间相对较小，内部空气仅通过主变大门上的百叶窗和室内上方的离心机进行交换流通，因带电设备安全距离的原因，在设备运行时，维修人员无法登高到变压器室顶进行应有的维护和维修，损坏后造成主变室空气交换不顺畅，热空气不能及时排出，较冷的空气无法进入室内，造成主变散热能力进一步减弱。实际工作中急需一套能适应上述情况的主变室自动散热的循环系统，来实现更为高效经济的主变室降温功能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于高温环境下的变压器室温度优化方法。其通过智能化启停变压器的本体冷却风扇，增设变压器室强制通风用离心风机，大大降低风扇使用频率并能降低损坏率和线损；对离心风机出风口位置进行了改进和优化，将原来与风机进风口在同一水平线上的出风口改造成垂直状，将金属出风管道的直角弯头改为弧形管道结构，通过风机的离心力将热空气直接排出，提高了变压器室的散热效率，构建了一套基于高温环境下的变压器室温度优化方法，实现更为高效经济的主变室降温。本专利技术的技术方案是：提供一种基于高温环境下的变压器室温度优化方法，其特征是：针对主变运行时其顶部风扇无法维修的现状，将变压器进排风系统进行如下改造：1)将进排风系统进行自动化温控改造，降低风扇损坏率并降低线损；2)增设循环风道，将原本无法维修的风扇降低高度，便于日常维修与维护；3)依据环境温度变化，智能化启停可以大大降低风扇使用频率并降低损坏率和线损；4)引入离心风机促进室内外冷热空气对流，对变压器进排风系统进行改造，以构建一套基于高温环境下的变压器室温度优化方法，实现更为高效经济的主变室降温。具体的，所述的自动化温控改造包括设置一套由RS触发器模块、选择模块以及电机控制模块组成的自动温控系统；在室温达到35℃时RS触发器中R端口置为1，触发器Q被置为0；当温度继续升高时S＝0R＝0，则触发器保持原状态；当温度继续攀升至40时，RS触发器S端口置为1，则触发器Q被置为1，且随着温度的升高触发器输出保持原状态；在降温过程中，温度降至40℃时，RS触发器仍然保持Q＝1的状态，直至降至35℃时，触发器的输出Q＝0，并保持在此状态；RS触发器能够实现温度升至40℃时启动风机，当温度降至35℃时关闭风机的控制策略，避免风机过分频繁的启停损耗；选择模块的输入为RS触发器的输出电压，在选择模块中设置中间值2.5V；当RS触发器Q输出为1时，则输出高电平5V。当选择模块输入5V时，判断电压均大于2.5V，则分别输出35℃的设定温度以及实时室温；选取最恶劣的环境条件，现场调试PI模块以确定模块中的参数，满足快速降温的要求；电机控制模块采用id＝0控制策略，给定直轴电流参考值id*为0，同时由转速闭环得到交轴参考电流信号iq*；通过PI调节器对系统的d-q轴电流进行独立控制，再经过三相SVPWM调节器输出PWM波控制PWM变频器，从而控制三相异步电动机转速。具体的，所述的对变压器进排风系统进行改造，包括引入离心风机促进室内外冷热空气对流。进一步的，所述的离心风机为GDF式管道风机。对于所述的离心风机，将原来与离心风机进风口在同一水平线上的出风口，改造成与风机叶轮轴心线相垂直设置，以减少排风过程中出现的直角弯，减少空气流动过程中的损耗，提高主变室的散热的效率。。所述的变压器室温度优化方法，变压器室的进风口在排风口的上侧；在不低于离室外地坪2.0m处采气；进风口距离排风口20m以上，。若如不能满足所述的进风口在排风口上侧的要求，则排风口应设置成高出进风口6m的距离。与现有技术比较，本专利技术的优点是：1.通过采用本技术方案对变压器室温控系统进行自动化温控改造，能降低风扇损坏率并降低线损；2.采用智能化启停模式，可以大大降低风扇使用频率并降低损坏率和线损；4)增设离心风机，强制促进室内外冷热空气对流，对现有的变压器进排风系统进行改造，构建了一套基于高温环境下的变压器室温度优化方法，可实现更为高效经济的主变室降温。附图说明图1是本专利技术的系统结构示意图；图2是本专利技术基于逻辑选择的RS触发器模块控制框图；图3是本专利技术电机控制模块的控制框图。图中1为离心风机，1-1为离心风机的进风口，1-2为离心风机的出风口，2为金属出风管道，2-1为直角式直角拐弯，2-2为弧形管道结构，3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于高温环境下的变压器室温度优化方法，其特征是：针对主变运行时其顶部风扇无法维修的现状，将变压器进排风系统进行如下改造：1)将进排风系统进行自动化温控改造，降低风扇损坏率并降低线损；2)增设循环风道，将原本无法维修的风扇降低高度，便于日常维修与维护；3)依据环境温度变化，智能化启停可以大大降低风扇使用频率并降低损坏率和线损；4)引入离心风机促进室内外冷热空气对流，对变压器进排风系统进行改造，以构建一套基于高温环境下的变压器室温度优化方法，实现更为高效经济的主变室降温。

【技术特征摘要】
1.一种基于高温环境下的变压器室温度优化方法，其特征是：针对主变运行时其顶部风扇无法维修的现状，将变压器进排风系统进行如下改造：1)将进排风系统进行自动化温控改造，降低风扇损坏率并降低线损；2)增设循环风道，将原本无法维修的风扇降低高度，便于日常维修与维护；3)依据环境温度变化，智能化启停可以大大降低风扇使用频率并降低损坏率和线损；4)引入离心风机促进室内外冷热空气对流，对变压器进排风系统进行改造，以构建一套基于高温环境下的变压器室温度优化方法，实现更为高效经济的主变室降温。2.按照权利要求1所述的基于高温环境下的变压器室温度优化方法，其特征是所述的自动化温控改造包括设置一套由RS触发器模块、选择模块以及电机控制模块组成的自动温控系统；在室温达到35℃时RS触发器中R端口置为1，触发器Q被置为0；当温度继续升高时S＝0R＝0，则触发器保持原状态；当温度继续攀升至40时，RS触发器S端口置为1，则触发器Q被置为1，且随着温度的升高触发器输出保持原状态；在降温过程中，温度降至40℃时，RS触发器仍然保持Q＝1的状态，直至降至35℃时，触发器的输出Q＝0，并保持在此状态；RS触发器能够实现温度升至40℃时启动风机，当温度降至35℃时关闭风机的控制策略，避免风机过分频繁的启停损耗；选择模块的输入为RS触发器的输出电压，在选择模块中设置中间值2.5V；当RS触发器Q输出为1时，则输出高电平5V。当选择模块输入5V...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴俊，安帅，周琰，陆增洁，崔丽娜，陈成，吴昊，韩浩江，孙铮，张海清，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：上海,31