水冷变流器的防凝露的控制方法及装置
技术领域
本发明涉及变流器的防凝露的控制方法及装置,更具体地说,涉及一种水冷变流器的防凝露的控制方法及装置。
背景技术
在风电领域中,变流器的冷却方式分为风冷和水冷两种方式,风冷方式的成本低、设计简单,但其冷却的效果是有限的。对于较大功率的变流器使用风冷方式可能无法达到良好的冷却效果,而必须采用水冷控制的方式。但是在使用水冷的方式时,如果变流器柜内的湿度大且柜内外的温差大,若控制不当,很容易在水循环的管道以及器件上产生凝露。当有凝露发生时,就增加了器件损坏和发生危险的风险。
为了保证变流器在高湿地区仍能够可靠工作,必须使变流器具备防凝露的能力。防止凝露一般的措施为加热和除湿,但加热和除湿装置长期开启不但会耗能,还会给变流器的散热带来影响,因此检测何时开启加热和除湿装置才是关键。
传统的防凝露的控制方式分为人工控制和凝露传感器控制两种方式,但都存在缺点。第一种方式是靠人力完成防凝露装置的投切。变流器一般被安装在荒野或者严酷的环境中,工作一般是无人值守的,因此这种方式是不可行的。第二种方式通过凝露传感器,自动控制是否需要开启防凝露装置。这种方式的缺点有两点:第一,凝露传感器有一个离散的区域,在这个区域内凝露传感器对露点条件的变化不敏感,不能正确的检测露点条件,也就是说有可能防凝露装置开启之前凝露已经发生,不能实现预防的功能;第二,如果凝露传感器安装位置不合理,或者凝露传感器的表面受到灰尘或气体的污染后,极可能不能正确检测露点条件,使得柜内发生凝露,但防凝露装置没有开启,由此会产生严重的后果。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的水冷变流器不能在整个防凝露的区间内精确的检测露点条件和不能在凝露发生前采取防凝露措施的缺陷,提供一种水冷变流器的防凝露的控制方法及装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种水冷变流器的防凝露的控制方法,所述水冷变流器包括柜体,在所述柜体内设置有水循环管路,所述水循环管路的入水口和出水口均与所述柜体外部的外循环加热设备相连通;所述外循环加热设备包括水箱、水泵和外循环管道;其中,所述外循环管道分别与所述水箱及所述水循环管路的入水口和出水口相连通,以形成水循环回路;所述水泵用于将所述水箱内的水泵入所述外循环管道内;所述控制方法包括以下步骤:
计算出所述柜体内的露点温度值t0;
当所述水箱的入水口的温度值t1低于所述露点温度值t0时,将所述水箱内的水加热到温度值t2,其中,t2-t0等于预设的温差数值。
在本发明所述的水冷变流器的防凝露的控制方法中,所述计算出所述柜体内的露点温度值t0的步骤包括:
检测出所述柜体内的温度值和湿度值;
根据所述柜体内的温度值和湿度值,计算出所述露点温度值t0。
在本发明所述的水冷变流器的防凝露的控制方法中,根据所述柜体内的温度值和湿度值,通过查找露点温度列表以得出所述露点温度值t0,所述露点温度列表是露点温度与柜体内的温度和湿度对应关系的二维列表。
在本发明所述的水冷变流器的防凝露的控制方法中,所述预设的温差数值为5℃~15℃。
在本发明所述的水冷变流器的防凝露的控制方法中,所述温度值t2小于50℃。
根据本发明的另一个方面,提供一种水冷变流器的防凝露的控制装置,所述水冷变流器包括柜体,在所述柜体内设置有水循环管路,所述水循环管路的入水口和出水口均与所述柜体外部的外循环加热设备相连通;所述外循环加热设备包括水箱、水泵和外循环管道;其中,所述外循环管道分别与所述水箱及所述水循环管路的入水口和出水口相连通,以形成水循环回路;所述水泵用于将所述水箱内的水泵入所述外循环管道内;所述控制装置包括:
计算模块,用于计算出所述柜体内的露点温度值t0;
控制模块,用于当所述水箱的入水口的温度值t1低于所述露点温度值t0时,将所述水箱内的水加热到温度值t2,其中,t2-t0等于预设的温差数值。
在本发明所述的水冷变流器的防凝露的控制装置中,所述计算模块包括
温湿度传感器,用于检测出所述柜体内的温度值和湿度值;
计算单元,用于根据所述柜体内的温度值和湿度值,计算出所述露点温度值t0。
在本发明所述的水冷变流器的防凝露的控制装置中,所述计算单元通过查找露点温度列表以得出所述露点温度值t0,所述露点温度列表是露点温度与柜体内的温度和湿度对应关系的二维列表。
在本发明所述的水冷变流器的防凝露的控制装置中,所述预设的温差数值为5℃~15℃。
在本发明所述的水冷变流器的防凝露的控制装置中,所述温度值t2小于50℃。
实施本发明的水冷变流器的防凝露的控制方法及装置,具有以下有益效果:通过露点条件的动态检测和水循环的动态加热,实现了防凝露的动态控制,使用这种方式可以在整个防凝露的区间内精确的检测露点条件,并使用回差式水温控制,在凝露发生前采取防凝露措施。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是本发明水冷变流器的结构示意图;
图2是本发明水冷变流器的防凝露的控制装置的结构示意图;
图3是本发明水冷变流器的防凝露的控制方法第一实施例的流程图;
图4是本发明水冷变流器的防凝露的控制方法第二实施例的流程图;
图5是本发明水冷变流器的防凝露的控制方法第三实施例的流程图;
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
凝露现象是指变流器内部物体(包括器件和管路)温度下降到露点温度以下时,物体表面会发生水珠凝结现象。该现象也称之为结露,结露是否发生取决于柜体内的温度和湿度以及循环水的温度。露点温度是指含有水蒸气的空气的饱和温度。在一定温度的空气中,水蒸汽的最大含量称为:饱和水蒸汽量;此时的空气成为饱和空气;饱和空气温度下降时,空气中的水蒸气将凝结成水珠。
如图1所示,在本发明的水冷变流器中,该水冷变流器的主要承载部件为柜体101,在柜体101内设置有各种器件和管路。在柜体101内设置有水循环管路102,该水循环管路102内注入有循环流通的水,通过该循环流动的水一方面可以在柜体101内温度过低时,注入满足工作温度要求的热水,为柜体101内的各种器件进行加热;另一方面可以在柜体101内温度过高时,注入满足工作温度要求的冷水,为柜体101内的各种器件进行散热。
为了对水循环管路102中的水进行循环,在柜体101外,还设置有外循环加热设备,该外循环加热设备主要包括水箱107、水泵106和外循环管道105。水循环管路102的入水口103和出水口104伸出柜体101,并与外循环管道105的两个端口相连。另外,水箱107的入水口110和出水口也分别外循环管道105相连,从而可以在水箱107、外循环管道105和水循环管路102之间形成水循环回路。为了驱动水箱107流向柜体101,在水箱107的出水口和外循环管道105之间设置水泵106,通过水泵106可将水箱107泵入柜体101内的水循环管路102。
如图2所示,在本发明的水冷变流器的防凝露的控制装置中,该控制装置主要包括计算模块202和控制模块201;在水冷变流器工作的过程中,计算模块202用于计算出柜体101内的露点温度值t0;控制模块201用于当水箱的入水口的温度值t1低于露点温度值t0时,也就是说水循环管路102中注入的水温低于露点温度值t0时,将水箱107内的水加热到温度值t2,其中,t2-t0等于预设的温差数值。优选的,该预设的温差数值为5℃,可以理解的,根据实际工作或使用时的要求,可以灵活设置该预设的温差数值。另外,对水箱107中的水不应加热超过50℃,或者当露点温度值t0高于50℃时,不应对水箱107内的水进行加热,而应该对柜体101内温度进行降低,也就是说,需要对柜体101内的器件进行散热。
图3示出了本发明的第一实施例水冷变流器的防凝露的控制方法流程,该方法流程基于图1和2所示的系统结构,具体过程为:
S31:计算模块202计算出柜体101内的露点温度值t0;具体的,露点温度与柜体101内的温度和湿度有一一对应的关系,且特定温度和湿度条件下,露点温度可通过公式计算得到。另外,也可将露点温度与柜体101内的温度和湿度之间的对应关系制成二维列表并存储在内存或相关的存储器中,在获得柜体101内的温度和湿度后,通过查找如下表1的露点温度与柜体101内的温度和湿度对应关系的二维列表,以读取出露点温度,其中,Tair表示温度,φ表示湿度,Min.Tcoolant表示露点温度。
表1
S32:温度传感器109检测水箱107入水口110处的温度信号,并将该温度信号发送到控制模块201,控制模块201接收到该温度信号后,进行解析处理得到温度值t1。当水箱101的入水口的温度值t1低于露点温度值t0时,也就是说当循环水的温度低于露点温度值t0时,控制模块201启动水箱107内的加热器108,将水箱107内的水加热到温度值t2,其中,t2-t0等于预设的温差数值,优选的,该预设的温差数值为5℃~15℃。通过该预设的温差数值的设置,从而考虑到温度采集的误差以及余量设计,使得加热器108加热水箱107内的水并不是到达露点温度就停止,而是加热到超出露点温度一定的数值。从而达到更可靠的防凝露功能,也避免了加热器频繁的起停。
图4示出了本发明的第二实施例水冷变流器的防凝露的控制方法流程,该方法流程基于图1和2所示的系统结构,具体过程为:
S41:通过温湿度传感器2021检测出柜体101内的温湿度信号,并发送给计算单元2022。
S42:计算单元2022对接收到的温湿度信号进行解析和处理,计算出柜体101内的露点温度值t0;具体的,露点温度与柜体101内的温度和湿度有一一对应的关系,且特定温度和湿度条件下,露点温度可通过公式计算得到。另外,也可将露点温度与柜体101内的温度和湿度之间的对应关系制成二维列表并存储在内存或相关的存储器中,在获得柜体101内的温度和湿度后,通过查找该二维列表,以读取出露点温度。
S43:温度传感器109检测水箱107入水口110处的温度信号,并将该温度信号发送到控制模块201,控制模块201接收到该温度信号后,进行解析处理得到温度值t1。当水箱101的入水口的温度值t1低于露点温度值t0时,也就是说当循环水的温度低于露点温度值t0时,控制模块201启动水箱107内的加热器108,将水箱107内的水加热到温度值t2,其中,t2-t0等于预设的温差数值,优选的,该预设的温差数值为5℃。通过该预设的温差数值的设置,从而考虑到温度采集的误差以及余量设计,使得加热器108加热水箱107内的水并不是到达露点温度就停止,而是加热到超出露点温度一定的数值。从而达到更可靠的防凝露功能,也避免了加热器频繁的起停。
图5示出了本发明的第三实施例水冷变流器的防凝露的控制方法流程,该方法流程基于图1和2所示的系统结构,具体过程为:
S51:通过温湿度传感器2021检测出柜体101内的温湿度信号,并发送给计算单元2022。
S52:计算单元2022对接收到的温湿度信号进行解析和处理,计算出柜体101内的露点温度值t0;具体的,露点温度与柜体101内的温度和湿度有一一对应的关系,且特定温度和湿度条件下,露点温度可通过公式计算得到。另外,也可将露点温度与柜体101内的温度和湿度之间的对应关系制成二维列表并存储在内存或相关的存储器中,在获得柜体101内的温度和湿度后,通过查找该二维列表,以读取出露点温度。
S53:温度传感器109检测水箱107入水口110处的温度信号,并将该温度信号发送到控制模块201,控制模块201接收到该温度信号后,进行解析处理得到温度值t1。判断水箱101的入水口的温度值t1是否低于露点温度值t0,如果是,进入步骤S54,否则结束。
S54:控制模块201启动水箱107内的加热器108,将水箱107内的水加热到温度值t2,其中,t2-t0等于预设的温差数值,优选的,该预设的温差数值为5℃~15℃。通过该预设的温差数值的设置,从而考虑到温度采集的误差以及余量设计,使得加热器108加热水箱107内的水并不是到达露点温度就停止,而是加热到超出露点温度一定的数值。从而达到更可靠的防凝露功能,也避免了加热器频繁的起停。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。