CN104092130A - 一种温度自调节变电柜 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种温度自调节变电柜，具有自动调节变电柜内部温度的功能，有利于保证变电柜稳定可靠并安全地工作，其包括：柜体、电压模块、变温模块和控制模块；柜体包括外壁和门；电压模块安装在柜体内；变温模块包括内管、多根外管、抽吸泵、第一冷却装置和第二冷却装置；控制模块包括第一温度传感器、第二温度传感器和控制单元，第一温度传感器安装在柜体内用于检测柜体内温度，第二温度传感器安装在内管上用于检测内管中冷却液的温度；控制单元分别连接第一温度传感器、第二温度传感器、抽吸泵、第一冷却装置和第二冷却装置，并根据第一温度传感器和第二温度传感器的温度传感信号分别控制第一冷却装置、第二冷却装置和抽吸泵工作。

Description

一种温度自调节变电柜

技术领域

本发明涉及变电技术领域，尤其涉及一种温度自调节变电柜。

背景技术

由于变电柜相较于变电所结构简单，安置方便，变电所正在被变电柜逐渐取代。

目前，变电柜将变压单元、高压单元和低压单元置于一个柜体内，采用各单元相互独立的结构，通过导线连成一个完整的供电系统。高压单元、变压单元和低压单元在工作过程中会释放大量的热量提高变电柜内部的温度，由于变电柜内多个设备集中分布，空间较小，散热困难，持续工作下，变电柜内部的温度将会非常高。而高压单元、变压单元和低压单元等在高温环境中工作会导致元件受损，减少使用寿命，降低变电柜工作稳定性，严重时甚至会由于温度过高而引起火灾，危害生命财产安全。例如变压器长时间在高温环境下运行，会使绝缘纸板变脆，发生破裂，缩短变压器内部绝缘纸板的寿命，当变压器温度达到85度时，温度保护便会动作跳闸，给企业和居民都带来了较大的影响，供电安全可靠的优势受到严重影响。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种温度自调节变电柜，具有自动调节变电柜内部温度的功能，有利于保证变电柜稳定可靠并安全地工作。

本发明提出的一种温度自调节变电柜，包括：柜体、电压模块、变温模块和控制模块；

柜体包括外壁和门，外壁为复合层结构；

电压模块安装在柜体内，其包括用于高压电输送的高压单元、用于高压电与低压电转换的变压单元和用于低压电输送的低压单元，高压单元、变压单元和低压单元依次连接；

变温模块包括内管、多根外管、抽吸泵、第一冷却装置和第二冷却装置，内管安装在柜体内，外管安装在外壁内，内管的第一端、第二端分别连通各外管的第一端、第二端形成多路循环通道，循环通道内注有冷却液，抽吸泵安装在内管上用于推动循环通道内冷却液循环流动，第一冷却装置和第二冷却装置分别安装在内管的第一端和第二端；

控制模块包括第一温度传感器、第二温度传感器和控制单元，第一温度传感器安装在柜体内用于检测柜体内温度，第二温度传感器安装在内管上用于检测内管中冷却液的温度；

控制单元分别连接第一温度传感器、第二温度传感器、抽吸泵、第一冷却装置和第二冷却装置，并根据第一温度传感器和第二温度传感器的温度传感信号分别控制第一冷却装置、第二冷却装置和抽吸泵工作。

优选地，控制单元首先控制第一冷却装置和抽吸泵工作；当第一温度传感器的检测温度大于第一温度阈值K，控制单元控制第二冷却装置工作；当第二温度传感器的检测温度小于第二温度阈值M，控制单元控制抽吸泵降低冷却液循环流速，当第二温度传感器的检测温度大于第三温度阈值N，控制单元控制抽吸泵提高冷却液循环流速。

优选地，M<K<N。

优选地，冷却液沿着内管第一端至第二端的方向流动。

优选地，多根外管均匀分布在外壁中。

优选地，内管安装在柜体内中心位置。

优选地，内管的第一端和第二端分别通过第一多通阀和第二多通阀连通各外管的第一端和第二端。

优选地，冷却液为水。

本发明利用冷却液散发冷量与柜体内空气进行热量交换来降低柜体内的温度，降温手段温和，既保证了电压模块的工作温度始终控制在可承受范围内，又避免降温过程较突兀前后温差过大对电压模块造成负面影响，保证电压模块工作的稳定可靠。本发明中，内管安装在柜体内，内管中冷却液散发的冷量完全被柜体内部吸收，利用效率高，外管由于安装在外壁的复合层中，复合层结构阻止了一部分冷量向柜体外部释放，提高外管中冷却液冷量向柜体内部散发的比例，从而提高冷量利用率以及对柜体内部的降温效果；另外，内管和外管的设计使得冷却液与柜体内的热量交换位置分散较均匀，有利于保证柜体内的温场平均分布，降低局域温差，保证变压模块所处温场有利于其工作的可靠性。

本发明中，通过控制第一冷却装置和第二冷却装置自动补充冷却液丧失的冷量，避免冷却液在循环流动过程中冷量散发过多从而升温导致冷却液丧失对柜体内的降温效果；另外还通过控制抽吸泵调节冷却液流速从而控制冷却液与柜体内空气热量交换的均衡性，既达到较好的降温效果，又避免冷量浪费。

附图说明

图1为本发明提出的一种温度自调节变电柜的结构示意图；

图2为本发明提出的一种温度自调节变电柜的控制原理图。

具体实施方式

参照图1、图2，本发明提出的一种温度自调节变电柜，包括：柜体1、电压模块2、变温模块3和控制模块4。

柜体1包括外壁11和门，外壁11为复合层结构。

电压模块2安装在柜体1内，其包括用于高压电输送的高压单元21、用于高压电与低压电转换的变压单元22和用于低压电输送的低压单元23，高压单元21、变压单元22和低压单元23依次连接。

高压单元21、变压单元22和低压单元23对电压的转换和输送是变电柜的工作目标，但是高压单元21、变压单元22和低压单元23在工作过程中会释放大量的热量提高柜体1内的温度，而高压单元21、变压单元22和低压单元23在高温环境中工作会导致元件受损，减少使用寿命，降低变电柜工作稳定性，严重时甚至会由于温度过高而引起火灾，危害生命财产安全。

变温模块3包括内管31、多根外管32、抽吸泵33、第一冷却装置34和第二冷却装置35。内管31安装在柜体1内中心位置，外管32均匀安装在外壁11内，内管31的第一端和第二端分别连通各外管32的第一端和第二端形成多路循环通道，循环通道内注有冷却液。内管31中冷却液散发的冷量完全被柜体1内部吸收，利用效率高，外管32由于安装在外壁11的复合层中，复合层结构阻止了一部分冷量向柜体1外部释放，提高外管32中冷却液冷量向柜体1内部散发的比例，从而提高冷量利用率以及对柜体1内部的降温效果。

具体地，本实施方式中，设计了四根外管32，内管31的第一端和第二端分别通过第一多通阀36和第二多通阀37连通各外管32的第一端和第二端形成四路冷却液循环通道。冷却液在循环流动过程中，与柜体1内的空气进行热量交换从而降低柜体1内的温度，由于内管31布置在柜体1内中心位置，外管32均匀安装在外壁11内，使得冷却液与柜体1内的热量交换位置分散较均匀，有利于保证柜体1内的温场平均分布，降低局域温差。

抽吸泵33安装在内管31上用于推动循环通道内冷却液循环流动，第一冷却装置34和第二冷却装置35分别安装在内管31的第一端和第二端用于对内管31中的冷却液进行降温补充冷量，避免冷却液在循环流动过程中冷量散发过多从而升温导致冷却液丧失对柜体1内的降温效果。

本实施方式中，冷却液循环流动，既节约了资源，又避免了废液处理的问题，另外，通过第一冷却装置34和第二冷却装置35在冷却液循环流动过程中及时补充冷却液冷量，实时保证冷却液对柜体1内的降温效果，将电压模块2的工作温度始终控制在可承受范围内，保证电压模块2工作的稳定可靠。具体的，冷却液可采用水，其来源广泛，成本低廉。

控制模块4包括第一温度传感器41、第二温度传感器42和控制单元43。第一温度传感器41安装在柜体1内用于检测柜体1内温度，第二温度传感器42安装在内管31上用于检测内管31中冷却液的温度。

控制单元43分别连接第一温度传感器41、第二温度传感器42、抽吸泵33、第一冷却装置34和第二冷却装置35，并根据第一温度传感器41和第二温度传感器42的温度传感信号分别控制第一冷却装置34、第二冷却装置35和抽吸泵33工作。

控制模块4的具体工作方式为：控制单元43首先控制第一冷却装置34和抽吸泵33工作，内管31和外管32中的冷却液和柜体1内空气进行热量交换，柜体1内损失热量温度下降，冷却液损失冷量温度升高，第一冷却装置34用于补充冷却液在热量交换中损失的冷量，在抽吸泵33作用下，冷却液在内管31和外管32中循环流动确保每一部分冷却液都能从第一冷却装置34得到冷量补充；控制单元43内预设有第一温度阈值K、第二温度阈值M和第三温度阈值N，M<K<N；当第一温度传感器41的检测温度大于第一温度阈值K，表示冷却液可提供的冷量不能满足降温要求，此时，控制单元43控制第二冷却装置35工作，进一步补充冷却液的冷量，以保证对柜体1内的降温效果；当第二温度传感器42的检测温度小于第二温度阈值M，表示冷却液流速过快未能与柜体1内的空气进行充分的热量交换，此时，控制单元43控制抽吸泵33降低冷却液循环流速以保证足够的时间进行充分的热量交换；当第二温度传感器42的检测温度大于第三温度阈值N，表示冷却液流速过慢与柜体1内的空气进行充分的热量交换后未能及时得到冷量补充，此时，控制单元43控制抽吸泵33提高冷却液循环流速以保证冷却液及时得到冷量补充。

本实施方式中，冷却液沿着内管31第一端至第二端的方向流动，当第一冷却装置34开启后，得到冷量补充的冷却液在内管31中流动，其散发的冷量全部被柜体1内不吸收，可最大效率利用散发的冷量对柜体1内进行降温，防止冷却液流经外管32时过多的冷量散发到柜体1外部造成浪费。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种温度自调节变电柜，其特征在于，包括：柜体(1)、电压模块(2)、变温模块(3)和控制模块(4)；

柜体(1)包括外壁(11)和门，外壁(11)为复合层结构；

电压模块(2)安装在柜体(1)内，其包括用于高压电输送的高压单元(21)、用于高压电与低压电转换的变压单元(22)和用于低压电输送的低压单元(23)，高压单元(21)、变压单元(22)和低压单元(23)依次连接；

变温模块(3)包括内管(31)、多根外管(32)、抽吸泵(33)、第一冷却装置(34)和第二冷却装置(35)，内管(31)安装在柜体(1)内，外管(32)安装在外壁(11)内，内管(31)的第一端、第二端分别连通各外管(32)的第一端、第二端形成多路循环通道，循环通道内注有冷却液，抽吸泵(33)安装在内管(31)上用于推动循环通道内冷却液循环流动，第一冷却装置(34)和第二冷却装置(35)分别安装在内管(31)的第一端和第二端；

控制模块(4)包括第一温度传感器(41)、第二温度传感器(42)和控制单元(43)，第一温度传感器(41)安装在柜体(1)内用于检测柜体(1)内温度，第二温度传感器(42)安装在内管(31)上用于检测内管(31)中冷却液的温度；

控制单元(43)分别连接第一温度传感器(41)、第二温度传感器(42)、抽吸泵(33)、第一冷却装置(34)和第二冷却装置(35)，并根据第一温度传感器(41)和第二温度传感器(42)的温度传感信号分别控制第一冷却装置(34)、第二冷却装置(35)和抽吸泵(33)工作。

2.如权利要求1所述的温度自调节变电柜，其特征在于，控制单元(43)首先控制第一冷却装置(34)和抽吸泵(33)工作；当第一温度传感器(41)的检测温度大于第一温度阈值K，控制单元(43)控制第二冷却装置(35)工作；当第二温度传感器(42)的检测温度小于第二温度阈值M，控制单元(43)控制抽吸泵(33)降低冷却液循环流速，当第二温度传感器(42)的检测温度大于第三温度阈值N，控制单元(43)控制抽吸泵(33)提高冷却液循环流速。

3.如权利要求2所述的温度自调节变电柜，其特征在于，M<K<N。

4.如权利要求2所述的温度自调节变电柜，其特征在于，冷却液沿着内管(31)第一端至第二端的方向流动。

5.如权利要求1所述的温度自调节变电柜，其特征在于，多根外管(32)均匀分布在外壁(11)中。

6.如权利要求1所述的温度自调节变电柜，其特征在于，内管(31)安装在柜体(1)内中心位置。

7.如权利要求1所述的温度自调节变电柜，其特征在于，内管(31)的第一端和第二端分别通过第一多通阀(36)和第二多通阀(37)连通各外管(32)的第一端和第二端。

8.如权利要求1至8任一项所述的温度自调节变电柜，其特征在于，冷却液为水。