冷却系统和冷却方法技术方案

一种用于高压电磁感应装置的冷却系统，包括：至少一个管道，填充有第一冷却剂并且被第二冷却剂包围，每个管道沿自然对流的方向布线；至少一组风扇，组中的每个风扇沿自然对流的方向沿至少一个管道的相应的管道而被安装，并且被配置成针对第二冷却剂的强制冷却而送风；至少一组电动马达，每个电动马达被配置成操作至少一组风扇中的相应的风扇；至少一组开关，每个开关被配置成控制至少一组电动马达中的相应的电动马达。还提供了一种冷却高压电磁感应装置的方法。通过使用具有较高冷却速率的操作的风扇的选项，由于较少的风扇在操作，因此可以以较低的功耗达到预定的冷却容量。

Cooling system and cooling method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】冷却系统和冷却方法
本专利技术涉及电力装备的温度的控制，并且更具体地涉及利用数字数据处理来控制高压电磁感应装置的温度。
技术介绍
诸如电力变压器的高压电磁感应装置包括缠绕在磁芯周围的绕组，绕组通常是电绝缘的导体。高压电磁感应装置的绕组经常受到导致绕组中的热量生成的电流，如果不提供对绕组的冷却，则会损坏导体的电绝缘，甚至损坏导体。有许多方法可以冷却高压电磁感应装置。冷却可以例如借助于液体的自然对流或强制对流来执行，液体诸如是循环通过高压电磁感应装置的罐的油。对于更高的电压，通常使用包括多个马达-风扇单元的专用冷却系统以将绕组温度保持在可接受的范围内。在专利EP3032552A中描述了一个示例，该示例公开了一种用于高压电磁感应装置(例如电力变压器)的具有控制系统的冷却系统，该控制系统被布置成单独地控制多个开关，以获得对多个风扇的单独控制。它仅提供具有与马达速度控制相同的冷却容量的连续变化的冷却操作的控制。但是，根据该专利的解决方案具有以下缺点：实现预定量的冷却容量的操作的风扇的功耗之和没有被考虑，因此功耗可能相对较高。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于高压电磁感应装置的冷却系统，包括：至少一个管道，填充有第一冷却剂并且被第二冷却剂包围，每个管道沿自然对流的方向布线；至少一组风扇，组中的每个风扇沿自然对流的方向沿至少一个管道中的相应的管道而被安装，并且被配置成针对第二冷却剂的强制冷却而送风；至少一组电动马达，每个电动马达被配置成操作至少一组风扇中的相应的风扇；至少一组开关，每个开关被配置成控制至少一组电动马达中的相应的电动马达；以及控制系统，被配置成：获得至少一组数据集，每个数据集表示与至少一组风扇中的相应的风扇相关联的参数，考虑所获得的参数，通过基于知识的预定数值联系和/或逻辑联系，根据用于冷却系统的冷却速率优化的标准，在至少一组风扇中选择至少一个风扇以针对提供预定量的冷却容量的第二冷却剂的强制冷却而送风，以及单独地控制每个开关，以由此获得对每个风扇的单独控制。根据本专利技术的另一方面，提供一种冷却高压电磁感应装置的方法，其中：高压电磁感应装置包括：至少一个管道，填充有第一冷却剂并且被第二冷却剂包围，每个管道沿自然对流的方向布线；至少一组风扇，组中的每个风扇沿自然对流的方向沿至少一个管道中的相应的管道而被安装，并且被配置成针对第二冷却剂的强制冷却而送风；至少一组电动马达，每个电动马达被配置成操作至少一组风扇中的相应的风扇；至少一组开关，每个开关被配置成控制至少一组电动马达中的相应的电动马达。方法包括：获得至少一组数据集，每个数据集表示与至少一组风扇中的相应的风扇相关联的参数；考虑所获得的参数，通过基于知识的预定数值联系和/或逻辑联系，根据用于冷却系统的冷却速率优化的标准，在至少一组风扇中选择至少一个风扇以针对提供预定量的冷却容量的第二冷却剂的强制冷却而送风；以及单独地控制每个开关，以由此获得对每个风扇的单独控制。冷却速率是指示由操作的风扇消耗的功率之和的术语。较高的冷却速率对应于由操作的风扇提供一定量的冷却容量而导致较低功耗。通过操作的风扇的不同组合，即使它们提供相同的冷却容量，它们也可以表现出各种冷却速率，一些较高并且一些较低。因此，为了使实现预定冷却容量的操作的风扇的功耗之和低于一定量，控制系统可能需要知道与至少一组风扇中的相应的风扇相关联的一些参数。通过使用具有较高冷却速率的操作的风扇的选项，由于较少的风扇在操作，因此可以以较低的功耗达到预定的冷却容量。优选地，控制系统还被配置成控制以启动所选择风扇并且暂停其余的风扇。操作的风扇的冷却容量基于其被如何定位，因为不同的位置可以接近第二冷却剂的不同部分，而第二冷却剂转而流到处于较低的温度的周围环境而允许散热。周围环境可以具有大量的冷的第二冷却剂，如空气。在逆着自然对流的方向的位置中放置的风扇可能无法接近与顺着自然对流的方向的位置中放置的风扇相同量的冷的环境空气。另外，对于填充有诸如矿物油的介电液体的高压电磁感应装置，风扇的冷却容量也将取决于自然对流的方向，如果被放置在相对顺着自然对流的方向的位置，则生成更大的油循环。因此，优选地，与相应的风扇相关联的至少一个参数与其沿自然对流的方向的水平有关。因此，至少一组风扇中的至少两个风扇优选地沿自然对流的方向被安装在不同的水平处。对于其中冷却系统包括多个管道的情况，如果两个风扇在两组不同的管道上吹气，而不是以串联的方式在同一组管道吹气，则两个风扇的冷却容量将更好。因此，优选地，与相应的风扇相关联的参数还可以与其沿至少一个管道中的哪个管道安装有关。因此，至少一组风扇中的至少两个风扇优选地沿着至少一组管道中的不同管道安装。优选地，第一冷却剂使用介电液体；第二冷却剂使用空气。附图说明将参考附图中图示的优选示例性实施例在下文中更详细地解释本专利技术的主题，其中：图1示出了根据本专利技术的实施例的高压电磁感应装置；图2A和图2B示出了根据本专利技术的实施例的冷却系统；以及图3示出了描述根据本专利技术的实施例的冷却系统的热网络。附图中使用的附图标记及其含义以总结的形式列出在附图标记列表中。原则上，相同的部件在附图中具有相同的附图标记。具体实施方式尽管本专利技术易于进行各种修改和替换形式，但是其特定实施例在附图中以示例的方式示出并且将在本文中详细描述。然而，应当理解，附图和对其的详细描述不旨在将本专利技术限制于所公开的特定形式，相反，其目的是涵盖落入如所附权利要求所限定的本专利技术精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。注意，标题仅用于组织目的，并不意在用于限制或解释描述或权利要求。另外，注意，贯穿本申请，“可以”一词中以允许的意义使用(即，具有潜力、能够)，而不是强制意义(即必须)。术语“包括”及其派生词意指“包括但不限于”。术语“连接”意指“直接或间接连接”，并且术语“耦合”表示“直接或间接连接”。图1示出了根据本专利技术的实施例的高压电磁感应装置。如图1中所示，高压电磁感应装置填充有第一冷却剂11，第一冷却剂11使其绕组冷却并且使其绕组绝缘。用于高压电磁感应装置的冷却系统1包括从罐延伸的至少一个管道10-1至10-N，N是等于或大于1的整数。罐可以包围绕组并且被填充有第一冷却剂11。管道10-1至10-N可以被成形为管状，具有使第一冷却剂11在罐和其自身内循环的管状部分或中空圆筒，并且因此，管道10-1至10-N被填充有第一冷却剂11。管道10-1至10-N每个均沿自然对流的方向D1布线，例如沿垂直方向布线。管道10-1至10-N可以被第二冷却剂12包围，第二冷却剂12可以将热量传递到具有较低温度的环境区域。管道10-1至10-N可以表现为散热器，第一冷却剂11通过自然对流循环通过该散热器并将热量辐射到第二冷却剂12，第二冷却剂12转而可以将热量散发到环境中。第一冷却剂11例如可以是介电液体，如精制矿物油，可以通过在罐和管道10-1至10-N内循环来冷却绕组和并使其绝缘。第二冷却剂12可以是空气。冷却系统1可以包括至少一组风扇F-1至F-N，该组中的每个风扇沿着自然对流的方向D1、沿着相应的管道10-1至10-N安装并且被配置成针对第二冷却剂的强制冷却而送风。每组中的风扇的数量可以相同或不同。在该实施例中，它们等于M，并且对于风扇组F本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高压电磁感应装置的冷却系统，包括：至少一个管道，填充有第一冷却剂并且被第二冷却剂包围，每个管道沿自然对流的方向布线；至少一组风扇，所述组中的每个风扇沿所述自然对流的方向沿所述至少一个管道中的相应的管道而被安装，并且被配置成针对第二冷却剂的强制冷却而送风；至少一组电动马达，每个电动马达被配置成操作所述至少一组风扇中的相应的风扇；至少一组开关，每个开关被配置成控制所述至少一组电动马达中的相应的电动马达；以及控制系统，被配置成：获得至少一组数据集，每个数据集表示与所述至少一组风扇中的相应的风扇相关联的参数；考虑所述获得的参数，通过基于知识的预定数值联系和/或逻辑联系，根据用于所述冷却系统的冷却速率优化的标准，在所述至少一组风扇中选择至少一个风扇以针对提供预定量的冷却容量的所述第二冷却剂的强制冷却而送风；以及单独地控制每个开关，以由此获得对每个风扇的单独控制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于高压电磁感应装置的冷却系统，包括：至少一个管道，填充有第一冷却剂并且被第二冷却剂包围，每个管道沿自然对流的方向布线；至少一组风扇，所述组中的每个风扇沿所述自然对流的方向沿所述至少一个管道中的相应的管道而被安装，并且被配置成针对第二冷却剂的强制冷却而送风；至少一组电动马达，每个电动马达被配置成操作所述至少一组风扇中的相应的风扇；至少一组开关，每个开关被配置成控制所述至少一组电动马达中的相应的电动马达；以及控制系统，被配置成：获得至少一组数据集，每个数据集表示与所述至少一组风扇中的相应的风扇相关联的参数；考虑所述获得的参数，通过基于知识的预定数值联系和/或逻辑联系，根据用于所述冷却系统的冷却速率优化的标准，在所述至少一组风扇中选择至少一个风扇以针对提供预定量的冷却容量的所述第二冷却剂的强制冷却而送风；以及单独地控制每个开关，以由此获得对每个风扇的单独控制。2.根据权利要求1所述的冷却系统，其中：所述控制系统还被配置成控制以启动所选择的风扇并且暂停其余的风扇。3.根据权利要求1或2所述的冷却系统，其中：与所述相应的风扇相关联的所述参数与其沿所述自然对流的方向的水平有关。4.根据权利要求3所述的冷却系统，其中：与所述相应的风扇相关联的所述参数还与其沿所述至少一个管道中的哪个管道安装有关。5.根据前述权利要求中任一项所述的冷却系统，其中：所述至少一组风扇中的至少两个风扇沿所述自然对流的方向被安装在不同的水平处。6.根据前述权利要求中任一项所述的冷却系统，其中：所述至少一组风扇中的至少两个风扇沿所述至少一组管道中的不同管道被安装。7.根据前述权利要求中任一项所述的冷却系统，其中：所述第一冷却剂使用介电液体；并且所述第二冷却剂使用空气。...

【专利技术属性】
技术研发人员：于蓉蓉，罗伯特·比尔斯，托尔·兰里德，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH