一種變壓器智能風冷變頻節能方法及系統的制作方法
【專利說明】
[0001] 本申請為分案申請，母案申請號為201310192119. 9,申請日為2013年4月26日。
技術領域
[0002] 本發明涉及一種變壓器風冷系統，屬于電力設備技術領域。
【背景技術】
[0003] 電力變壓器是電力系統主要設備之一，主要功能是電壓轉換和傳輸電流，而空載 損耗、負載損耗和環境溫度都會影響變壓器冷卻油的溫度，變壓器負載變化越大，損耗就 越大，變壓器的溫度變化越大，同時變壓器的溫度也收外界環境的影響比較大，即使在同一 天，由于晝夜溫度變化和負荷峰谷差的變化疊加，更是造成變壓器溫度大幅變化的一個主 要原因，進而影響了變壓器的長期穩定運行和使用壽命。
[0004] 傳統的變壓器冷卻系統采用繼電器控制模式，通過溫度控制器（油層表面、繞組 溫度表）有限的機械觸點的開閉來驅動交流接觸器的線圈，從而接通冷卻器的工作回路， 用熱繼電器實現過載、缺相等保護，用斷路器實現短路保護，這種模式存在線路復雜，體積 龐大，器件故障率高等缺陷，常規的溫度控制節點小，容量小，誤差大，控制冷卻器工作電路 的交流接觸器啟動頻繁，觸點容易燒壞，造成接觸不良或粘連在一起，成為電機缺相或破壞 絕緣的一個不可忽視的因素。另一方面斷路器、接觸器和熱繼電器的組合是控制柜的體積 龐大，制造運輸成本的增加，維護工作量加大，更換時收之源等一系列問題。
[0005] 現代的變壓器冷卻系統采用智能控制，一般采用微處理器或可編程邏輯控制器控 制，雖然實現了智能，具有故障查詢與聯網監控操作等功能，但仍存在不少缺點：運行方式 單一，不能經濟的適用于各種復雜的場合與環境；不能實現冷卻器的經濟運行，也造成了資 源的一種浪費；控制線路復雜，且不能對變壓器的油溫、負荷運行做連續精確的跟蹤；啟動 電流大，對電網的沖擊性較大，是接觸器出頭容易老化；溫度控制不準確，當溫度表有一組 觸點出現燒壞時，系統無法正常運行；溫度負荷需要提供較多的節點，是電纜的芯數增加， 維護、改造成本高，施工難度加大。
[0006] 專利文獻CN202404420U公開了一種電力變壓器智能變頻風冷控制裝置，包括變 壓器溫度采集模塊、變壓器負荷采集模塊、可編程控制器、變頻器、觸摸顯示器和兩組冷卻 風機，通過采集變壓器二次側負荷電流來直接參與變頻控制，是通過負荷電流的大小來控 制冷卻風機的轉速；當油溫達到55-60°C時，兩組冷卻風機按時輪回處于變頻運行狀態；當 變壓器的油溫降到45°C以下時，兩組冷卻風機停止工作，變壓器處于自冷卻狀態；當變壓 器的油溫升到65°C時兩組風機同時投入工作，若連續運行1小時后轉為工頻模式運行；當 變壓器的油溫升至70°C時，兩組冷卻風機由工頻轉換為變頻模式運行；當變壓器的油溫超 過75°C時，兩組冷卻風機處于超頻（60Hz)模式運行；當溫度降低為65°C時兩組冷卻風機轉 換為變頻、按時輪回的模式運行。該技術方案根據負荷電流的大小控制變頻器的工作來調 節冷卻風機的轉速，而冷卻的目的是降低溫度，變壓器的油溫才是最重要的參數，同時由于 變壓器的油溫除了受負載電流影響外，還受外界環境溫度的影響，當外界環境溫度很低時 變壓器的油溫不會太高，此時風機的轉速仍受負載電流大小來控制，未能根據變壓器油溫 變化進行精確的跟蹤冷卻控制，而冷卻風機依然處于高速旋轉的狀態，無形中造成能源的 浪費，也增加了噪聲，給周邊的居民及工作人員帶來不便。此外，該技術方案中只設置有兩 組冷卻風機，冷卻效果有限，靈活性差，運行方式單一，不能經濟的適用于各種復雜的場合 與環境；不能實現冷卻器的經濟運行，也造成了資源的浪費。
【發明內容】
[0007] 本發明所要解決的技術問題是現有技術中變壓器風冷變頻節能方法靈活性差，運 行方式單一，控制精度低，不是根據變壓器油溫和繞組溫度變化進行精確跟蹤控制，冷效卻 果不好，不能經濟的適用于各種復雜的場合與環境，不能實現冷卻器的經濟運行，造成了資 源浪費，從而提供一種控制精度高，變壓器智能風冷變頻節能方法及系統。
[0008] 為解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：
[0009] -種變壓器智能風冷變頻節能方法，根據變壓器的頂層油溫、繞組溫度和負載電 流共同控制冷卻器運行數量和風機轉速：
[0010] (1)當變壓器頂層油溫或繞組溫度T彡30°C且負載電流小于額定電流的70%時， 起動工作冷卻器組，所述工作冷卻器組的變頻器最高頻率限定為f lniax，所述工作冷卻器組 的變頻器初始頻率為，此時所述工作冷卻器組的變頻器運行在初始頻率，恒頻恒速運 行；
[0011] (2)當變壓器頂層油溫或繞組溫度30°C< T彡50°C時，
[0012] 此時，變壓器頂層油溫或繞組溫度每變化rc，所述工作冷卻器組頻率變化af2，
[0013]
[0014] 所述工作冷卻器組的變頻器頻率設置為f2，
[0015] f2= f !+(T-30) X Af2；
[0016] (3)當變壓器頂層油溫或繞組溫度50°C <T < 65°C或負載電流大于額定電流的 70%時，所述工作冷卻器組的變頻器為最高頻率flniax，自動投運輔助冷卻器組，所述輔助冷 卻器組的變頻器最高頻率設定為f 2_，所述輔助冷卻器組的變頻器起始頻率為f' 3，
[0017] 此時，所述變壓器頂層油溫或繞組溫度每變化1°C，所述輔助冷卻器組的變頻器 的頻率變化A f3，
[0018]
[0019] 所述輔助冷卻組的變頻器頻率設置為f3，
[0020] f3=f3+(T-50) X Af3；
[0021] (4)當變壓器頂層油溫或繞組溫度T彡47°C且負載小于70%時，輔助冷卻器組自 動切除；
[0022] (5)當變壓器頂層油溫或繞組溫度65°C <T < 70°C時，所述工作冷卻器組的變頻 器為最高頻率flniax，所述輔助冷卻器組的變頻器最高頻率設定為f 2_，自動投運備用冷卻器 組，所述備用冷卻器組的變頻器最高頻率設定為f3_，所述備用冷卻器組的變頻器初始頻 率設定為f' 4，
[0023] 此時，每變化1°C頻率變化A f4，
[0024]
[0025] 所述備用冷卻器組的變頻器頻率設置為f4，
[0026] f4=f4+(T-65) X Af4；
[0027] (6)當變壓器頂層油溫或繞組溫度T彡63°C時，備用冷卻器組自動切除；
[0028] (7)當變壓器頂層油溫或繞組溫度T彡70°C時，該臺變壓器停止運行。
[0029] 所述工作冷卻器的變頻器初始頻率5Hz <10Hz。
[0030] 所述工作冷卻器的變頻器初始頻率= 5Hz。
[0031] 所述輔助冷卻器的變頻器初始頻率30Hz < f 40Hz。
[0032] 所述輔助冷卻器的變頻器初始頻率f' 3= 36Hz。
[0033] 所述備用冷卻器的變頻器初始頻率35Hz < f 45Hz。
[0034] 所述備用冷卻器的變頻器初始頻率f' 4= 40Hz。
[0035] 所述工作冷卻器的變頻器最高頻率flnax= 48Hz。
[0036] 所述輔助冷卻器的變頻器最高頻率f2_= 58. 5Hz。
[0037] 所述備用冷卻器的變頻器最高頻率f3_= 60Hz。
[0038] -種變壓器智能風冷變頻節能系統，包括檢測反饋單元、可編程邏輯控制器、工作 指示單元、操作單元、變頻器、遠程控制單元、電源單元及冷卻器組。
[0039] 所述可編程邏輯控制器采用所述的變壓器智能風冷變頻節能方法控制所述冷卻 器的運行。
[0040] 所述冷卻器組分為工作冷卻器組、輔助冷卻器組以及備用冷卻器組：
[0041] 所述工作冷卻器組包括三組冷卻器；
[0042] 所述輔助冷卻器組包括一組冷卻器；
[0043] 所述備用冷卻器組包括一組冷卻器；
[0044] 每個所述冷卻器配一個所述變頻器。
[0045] 所述電源單元包括兩個獨立、互為備用的主電源，當一個主電源發生故障時，另一 個主電源投入使用，并發出報警信號，同時將故障信號通過所述遠程控制單元發送至控制 中心。
[0046] 本發明的上述技術方案相比現有技術具有以下優點：
[0047] 本發明所述的一種變壓器智能風冷變頻節能方法，根據變壓器的頂層油溫、繞組 溫度和負載電流共同控制冷卻器運行數量和風機轉速，以變壓器頂層油溫和繞組溫度作 為變頻器調頻控制參數，兼顧負載電流變化對冷卻器轉速和冷卻器組的投入切除進行控 制。上述變壓器智能風冷變頻節能方法有效避免了現有技術中變壓器風冷變頻節能方法 靈活性差，運行方式單一，控制精度低，沒有根據變壓器油溫和繞組溫度變化進行精確跟蹤 控制，冷效卻果不好，不能經濟的適用于各種復雜的場合與環境，不能實現冷卻器的經濟運 行