CN104122790B - 冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷却系统。该冷却系统包括：工作电源、至少一工作冷却器、与所述工作电源相联的至少包括控制电路的冷却器电源控制回路；与所述冷却器电源控制回路并联的应急控制回路；与所述控制电路并联的应急回路，其包括所述中间继电器的第二常开接点；与所述控制电路相连的第一信号采集器，用于采集所述控制电路的电流信号，并将所述电流信号发送到中央控制器；中央控制器，用于获取所述电流信号，并当所述电流信号为第一失电信号时，向所述应急控制回路发送第一电信号，通过控制所述电磁离合器闭合，使所述应急控制回路、所述应急回路导通，从而实现所述中央控制器控制所述应急回路、应急控制回路应急投切所述工作电源。

Description

冷却系统

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，特别是涉及一种适用于变压器的冷却系统。

背景技术

现有技术中，各个变电站都有专人值守，以实现对站内设备的运行情况进行定期检查维护，及时发现并处理设备出现的异常状况。例如，对于采用强迫油循环导向风冷方式的大型电力变压器，其冷却系统通常由工作电源、工作冷却器、冷却器投切控制回路和冷却器电源控制回路组成。

如图1所示，冷却器电源控制回路由断路器101、控制电路102、中间继电器103组成。当断路器101闭合，控制电路102正常工作时，工作电源导通，给工作冷却器供电；当控制电路102故障，需要应急投切工作电源给工作冷却器供电时，工作人员需要在规定时间内赶到现场及时进行处理。

而对于冷却器投切控制回路，由于其通常由常规的电磁式接触器，继电器等元件用逻辑互锁的方式构成，当元件故障导致冷却器投切控制回路故障，从而使冷却器投切控制回路不能按实际需要投切冷却器时，工作人员同样需要及时发现并现场进行维修。

然而，当变电站冷却系统出现问题时，维修人员若不能及时发现问题，并在规定时间内赶赴现场进行处理，将会导致变压器油温升高，甚至使变压器跳闸停运，降低电力系统的运行可靠性。

发明内容

为了提高电力系统的运行可靠性，本发明实施例提供了一种冷却系统，技术方案如下：

一种冷却系统，适用于变压器，包括：

工作电源、至少一工作冷却器、与所述工作电源相联的至少包括控制电路的冷却器电源控制回路；

与所述冷却器电源控制回路并联的应急控制回路，其包括并联的中间继电器的第一常开接点和电磁离合器，所述第一常开接点和所述电磁离合器的第一公共端与所述工作电源相连，所述第一常开接点和所述电磁离合器的第二公共端通过所述中间继电器的线圈与所述工作冷却器相连；

与所述控制电路并联的应急回路，其包括所述中间继电器的第二常开接点；

与所述控制电路相连的第一信号采集器，用于采集所述控制电路的电流信号，并将所述电流信号发送到中央控制器；

中央控制器，用于获取所述电流信号，并当所述电流信号为第一失电信号时，向所述应急控制回路发送第一电信号，通过控制所述电磁离合器闭合，使所述应急控制回路、所述应急回路导通，从而实现所述中央控制器控制所述应急回路、应急控制回路应急投切所述工作电源。

其中，所述应急控制回路，还包括：

设置于所述工作电源与所述第一公共端之间的转换开关、设置于所述第一公共端与所述第二公共端之间的自动复位按钮；

其中：

所述转换开关，用于提供所述控制应急回路的手动、自动两种应急状态；

相应的，

当所述应急状态为手动时，用户能够通过操作所述自动复位按钮实现手动控制所述应急控制回路、应急回路应急投切所述工作电源；

当所述应急状态为自动时，通过所述中央控制器控制所述应急控制回路、应急回路应急投切所述工作电源。

其中，还包括：

备用电源；

第二信号采集器，用于采集所述工作电源的供电信号，并将所述供电信号发送到所述中央控制器；

相应的，

所述中央控制器，还用于当获取的所述供电信号为第二失电信号时，控制投切所述备用电源。

其中，所述中央控制器，包括：

工作可编程序控制器（PLC），备用可编程序控制器（PLC）；

其中，所述备用PLC用于获取所述工作PLC的状态信号，并当所述状态信号为故障信号时，自行启动并运行。

其中，还包括：

至少一备用冷却器、至少一辅助冷却器；

第三信号采集器，用于采集变压器的负荷电流值和/或顶层油温值并发送至所述中央控制器，以及采集所述工作冷却器的运行信号并发送至所述中央控制器；

所述中央控制器，还用于当确定出所述变压器的所述负荷电流值大于预设负荷电流值和/或所述顶层油温值大于预设油温值时，控制投入所述辅助冷却器；当确定出所获取的所述运行信号为故障信号时，控制投入所述备用冷却器。

其中，还包括：

报警器；

所述中央控制器，还用于当获取的所述运行信号为故障信号和\或所述电流信号为第一失电信号时，控制所述报警器进行相应的报警。

其中，所述工作冷却器、备用冷却器、辅助冷却器三种冷却器能够定时自动轮换。

本发明实施例所提供的技术方案，当冷却器电源控制回路的控制电路故障时，第一信号采集器通过将采集的所述控制电路的电流信号发送到所述中央控制器，所述中央控制器在判断出所述电流信号为第一失电信号时，能够向所述应急回路发送第一电信号，通过控制所述电磁离合器闭合，使所述应急回路、应急控制回路导通，从而使所述工作电源通过所述应急回路应急投切。可见，本方案中的冷却系统能够实现对工作电源的自动应急投切，因此，解决了当站内冷却控制系统出现问题时，由于工作人员未能及时发现并处理问题，导致变压器油温升高，降低电力系统运行可靠性的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的一种冷却系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种冷却系统的第一种回路图；

图3为本发明实施例提供的一种冷却系统的第二种回路图；

图4为适用于图3的一种冷却系统的结构原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了解决当变电站冷却系统出现问题时，若维修人员不能及时发现并在规定时间内赶赴现场进行处理，将导致变压器油温升高，甚至使变压器跳闸停运的问题，本发明实施例提供一种冷却系统及方法以提高电力系统运行的可靠性。

下面首先对本发明实施例提供的一种冷却系统进行介绍。

需要说明的是，该冷却系统适用于变压器，尤其适用于变电站的大型电力变压器。

如图2所示，一种冷却系统，可以包括：

工作电源201、至少一工作冷却器202、与该工作电源201相联的至少包括控制电路203的冷却器电源控制回路；

与该冷却器电源控制回路并联的应急控制回路，其包括并联的中间继电器的第一常开接点204和电磁离合器205，该第一常开接点204和该电磁离合器205的第一公共端与该工作电源201相连，该第一常开接点204和该电磁离合器205的第二公共端通过该中间继电器的线圈206与该工作冷却器202相连；

与该控制电路并联的应急回路，其包括该中间继电器的第二常开接点207；

与该控制电路203相连的第一信号采集器（图2中未显示），其用于采集该控制电路203的电流信号，并将该电流信号发送到中央控制器；

中央控制器（图2中未显示），用于获取该电流信号，并当该电流信号为第一失电信号时，向该应急控制回路发送第一电信号，通过控制该电磁离合器204闭合，使该应急控制回路、该应急回路导通，从而实现该中央控制器控制该应急回路、应急控制回路应急投切该工作电源201。

需要说明的是，本发明中的中间继电器可以包括至少一个线圈、至少两个常开接点。其中，当线圈得电时，通过中间继电器内部的电磁原理，可以控制第一常开接点、第二常开接点闭合。而对于电磁离合器，其是根据线圈的通断电来控制离合器的接合与分离；其中，线圈通电时，离合器处于接合状态，线圈断电时，离合器处于分离状态。

从图2中可知，电磁离合器204接合时，中间继电器的线圈206得电，从而使第一常开接点204、第二常开接点207闭合，此时，工作电源201通过第二常开接点207导通。

实际应用中，当控制电路203故障时，可以应用该冷却系统实现工作电源201的应急投切，具体的，首先通过第一信号采集器采集控制电路203的电流信号，并将该电流信号实时发送到中央控制器中，当控制电路故障时，该电流信号为第一失电信号；而当中央控制器判断出获取的该电流信号为第一失电信号时，向应急控制回路，即电磁离合器发送第一电信号，控制电磁离合器204闭合，从而使工作电源201导通，完成对工作电源201的应急投切。

可见，本实施例中的冷却系统能够实现对工作电源的自动应急投切，因此，解决了当站内冷却控制系统出现问题时，由于工作人员未能及时发现并处理问题，导致变压器油温升高，降低电力系统运行可靠性的问题。

需要说明的是，本发明实施例所提供的变电站中的冷却器可以包括工作冷却器、备用冷却器、辅助冷却器。其中，正常情况下，为变压器冷却降温的为工作冷却器，而当工作冷却器故障时，投入备用冷却器；而当变压器的负荷电流变大或变压器油温升高时，投入辅助冷却器，使得工作冷却器与辅助冷却器同时对变压器冷却降温。实际应用中，为了尽可能延长冷却器的使用寿命，三种冷却器可以定时轮换。例如，根据实际需要，轮换时间可以设定为三个月，第一个月时，A冷却器为工作冷却器，B冷却器为备用冷却器，C冷却器为辅助冷却器，间隔三个月之后，A冷却器为辅助冷却器，B冷却器为工作冷却器，C冷却器为备用冷却器，依次循环。

更进一步的，由于变压器的负荷电流增加或变压器油温升高，都会导致变压器温度升高，此时需要投入更多的冷却器对其进行冷却降温；同样，当工作冷却器故障时，由于工作冷却器的冷却能力下降，故需要投入可以工作的冷却器取代故障的工作冷却器对变压器冷却降温；为了实现对变电站中的三种冷却器：工作冷却器、备用冷却器、辅助冷却器的投切控制，该冷却系统，还可以包括：

第三信号采集器，用于采集变压器的负荷电流值和/或顶层油温值并发送至该中央控制器，以及采集该工作冷却器的运行信号并发送至该中央控制器；

该中央控制器，还用于当确定出该变压器的该负荷电流值大于预设负荷电流值和/或该顶层油温值大于预设油温值时，控制投入该辅助冷却器；当确定出所获取的该运行信号为故障信号时，控制投入该备用冷却器。

而为了进一步提高电力系统的运行可靠性，本发明采用双可编程序控制器（PLC）自动切换运行的冗余设计，即，该中央控制器，可以包括：

工作可编程序控制器（PLC），备用可编程序控制器（PLC）；

其中，该备用PLC用于实时获取该工作PLC的状态信号，并当该状态信号为故障信号时，自行启动并运行。

需要说明的是，当控制电路故障导致工作电源故障时，为了实现人为手动操作投切工作电源，进一步的，该冷却系统，还可以包括：

设置于该工作电源与该第一公共端之间的转换开关、设置于该第一公共端与该第二公共端之间的自动复位按钮；

其中，该转换开关具有两种开关状态：第一开关状态、第二开关状态，当其开关状态为第一开关状态时，表征应急控制回路的应急控制状态为手动，此时检修人员能够通过操作自动复位按钮使线圈得电，从而使第一常开接点、第二常开节点闭合，手动实现对工作电源的应急投切；当其开关状态为第二开关状态时，表征应急控制回路的应急控制状态为自动，此时，可以通过中央控制器、第一信号采集器、应急控制回路、应急回路实现对工作电源自动应急投切。

进一步的，考虑到工作电源自身也可能出现故障的情况，为了提高电力系统运行的可靠性，该冷却系统，还可以包括：

备用电源；

第二信号采集器，用于采集该工作电源的供电信号，并将该供电信号发送到该中央控制器；

相应的，中央控制器，还用于当获取的该供电信号为第二失电信号时，控制投切该备用电源。

其中，该备用电源与工作电源是由不同的上一级电源提供的，当工作电源自身故障时，不影响备用电源的供电能力；

而该第二信号采集器与工作电源相连，用于采集工作电源的供电信号，当工作电源正常工作时，该供电信号表征工作电源正在提供电能，当工作电源故障时，该供电信号为第二失电信号。

当控制电路故障或工作电源故障时，为了使维修人员更快速的了解到故障的出处，进一步的，该冷却系统，还可以包括：

报警器；

该中央控制器，还用于当获取的该运行信号为故障信号和\或该电流信号为第一失电信号时，控制该报警器进行相应的报警。

需要说明的是，报警器的报警形式可以有多种，例如，采用蜂鸣器蜂鸣、LED灯闪烁等，当获取的运行信号为故障信号和\或该电流信号为第一失电信号时，报警器通过蜂鸣或LED灯闪烁明警。

下面结合具体的应用实例，对本发明所提供的一种冷却系统进行介绍。

如图3所示，一种冷却系统，可以包括：

工作电源301、至少一工作冷却器302、与该工作电源相联的至少包括控制电路303的冷却器电源控制回路；

与该冷却器电源控制回路并联的应急控制回路，其包括并联的中间继电器的第一常开接点304和电磁离合器305，该第一常开接点304和该电磁离合器305的第一公共端与该工作电源301相连，该第一常开接点304和该电磁离合器305的第二公共端通过该中间继电器的线圈306与该工作冷却器302相连；

与该控制电路并联的应急回路，其包括该中间继电器的第二常开接点307；

设置于该工作电源与该第一公共端之间的转换开关308，用于提供该控制应急回路的手动、自动两种应急状态；

设置于该第一公共端与该第二公共端之间的自动复位按钮309，其中，当该应急状态为手动时，用户能够通过操作该自动复位按钮309实现手动控制该应急控制回路、应急回路应急投切该工作电源301；

与该控制电路相连的第一信号采集器，用于采集该控制电路的电流信号，并将该电流信号发送到中央控制器；

由工作可编程控制器（PLC）和备用可编程序控制器（PLC）组成的中央控制器（图3中未给出），用于获取该电流信号，并当该电流信号为第一失电信号、该应急状态为自动时，向该应急控制回路发送第一电信号，通过控制该电磁离合器闭合，使该应急控制回路、该应急回路导通，从而实现该中央控制器控制该应急回路、应急控制回路应急投切该工作电源301；

其中，该备用PLC用于获取该工作PLC的状态信号，并当该状态信号为故障信号时，自行启动并运行。

本实施例所提供的技术方案，当冷却器电源控制回路的控制电路故障时，第一信号采集器通过将采集的该控制电路的电流信号发送到该中央控制器，该中央控制器在判断出该电流信号为第一失电信号时，能够向该应急回路发送第一电信号，通过控制该电磁离合器闭合，使该应急回路、应急控制回路导通，从而使该工作电源通过该应急回路应急投切。可见，本方案中的冷却系统能够实现对工作电源的自动应急投切，因此，解决了当站内冷却控制系统出现问题时，由于工作人员未能及时发现并处理问题，导致变压器油温升高，降低电力系统运行可靠性的问题。

同时，本实施例还提供了另一种对工作电源应急投切的方式，即当应急控制状态为手动时，检修人员能够通过操作自动复位按钮使线圈得电，从而使第一常开接点、第二常开节点闭合，手动实现对工作电源的应急投切，增加了，进一步提高了电力系统运行的可靠性。

另外，由于采用双可编程序控制器（PLC）自动切换运行的冗余设计方式，当工作PLC故障时，自动启动备用PLC，以此进一步提高了电力系统运行的可靠性。

进一步的，为了实现对变压器更可靠的冷却降温，如图3、图4所示，一种冷却系统，可以包括：

工作电源301、备用电源402、至少一工作冷却器302，至少一备用冷却器403、至少一辅助冷却器404、与该工作电源相联的至少包括控制电路303的冷却器电源控制回路、报警器401；

与该冷却器电源控制回路并联的应急控制回路，其包括并联的中间继电器的第一常开接点304和电磁离合器305，该第一常开接点304和该电磁离合器305的第一公共端与该工作电源301相连，该第一常开接点304和该电磁离合器305的第二公共端通过该中间继电器的线圈306与该工作冷却器302相连；

与该控制电路并联的应急回路，其包括该中间继电器的第二常开接点307；

设置于该工作电源与该第一公共端之间的转换开关308，用于提供该控制应急回路的手动、自动两种应急状态；

设置于该第一公共端与该第二公共端之间的自动复位按钮309，其中，当该应急状态为手动时，用户能够通过操作该自动复位按钮309实现手动控制该应急控制回路、应急回路应急投切该工作电源301；

与该控制电路303相连的第一信号采集器405，用于采集该控制电路303的电流信号，并将该电流信号发送到中央控制器408；

第二信号采集器406，用于采集该工作电源301的供电信号，并将该供电信号发送到该中央控制器408；

第三信号采集器407，用于采集变压器的负荷电流值和/或顶层油温值并发送至中央控制器408，以及采集该工作冷却器302的运行信号并发送至该中央控制器408；

由工作可编程控制器（PLC）409和备用可编程序控制器（PLC）410组成的中央控制器408，用于获取该电流信号、该工作电源301的供电信号、变压器的负荷电流值、变压器的顶层油温值，并当该电流信号为第一失电信号、该应急状态为自动时，向该应急控制回路发送第一电信号，通过控制该电磁离合器305闭合，使该应急控制回路、该应急回路导通，从而实现该中央控制器控制该应急回路、应急控制回路应急投切该工作电源301；当该供电信号为第二失电信号时，控制投切该备用电源402；当确定出该变压器的该负荷电流值大于预设负荷电流值和/或该顶层油温值大于预设油温值时，控制投入该辅助冷却器404；当确定出所获取的该运行信号为故障信号时，控制投入该备用冷却器403；同时，当获取的该运行信号为故障信号和\或该电流信号为第一失电信号时，控制该报警器401进行相应的报警。

其中，该备用PLC410用于获取该工作PLC409的状态信号，并当该状态信号为故障信号时，自行启动并运行；

可见，本方案中的冷却系统能够实现对工作电源的自动应急投切，因此，解决了当站内冷却控制系统出现问题时，由于工作人员未能及时发现并处理问题，导致变压器油温升高，降低电力系统运行可靠性的问题。

同时，本实施例提供的技术方案，包括工作、辅助、备用三种冷却器，当工作冷却器故障时，中央控制器根据获取的故障运行信号，控制投入备用冷却器；当变压器负荷电流值大于预设负荷电流值和/或该顶层油温值大于预设油温值时，控制投入该辅助冷却器，以此实现不同情况下对三种冷却器的自动控制投切，从而实现了对变压器更可靠的冷却降温，提高了电力系统运行的可靠性。

另外，由于采用双可编程序控制器（PLC）自动切换运行的冗余设计方式，当工作PLC故障时，自动启动备用PLC，以此进一步提高了电力系统运行的可靠性。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，在没有超过本申请的精神和范围内，可以通过其他的方式实现。当前的实施例只是一种示范性的例子，不应该作为限制，所给出的具体内容不应该限制本申请的目的。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种冷却系统，其特征在于，适用于变压器，包括：

工作电源、至少一工作冷却器、与所述工作电源相联的至少包括控制电路的冷却器电源控制回路；

与所述冷却器电源控制回路并联的应急控制回路，其包括并联的中间继电器的第一常开接点和电磁离合器，所述第一常开接点和所述电磁离合器的第一公共端与所述工作电源相连，所述第一常开接点和所述电磁离合器的第二公共端通过所述中间继电器的线圈与所述工作冷却器相连；

与所述控制电路并联的应急回路，其包括所述中间继电器的第二常开接点；

与所述控制电路相连的第一信号采集器，用于采集所述控制电路的电流信号，并将所述电流信号发送到中央控制器；

中央控制器，用于获取所述电流信号，并当所述电流信号为第一失电信号时，向所述应急控制回路发送第一电信号，通过控制所述电磁离合器闭合，使所述应急控制回路、所述应急回路导通，从而实现所述中央控制器控制所述应急回路、应急控制回路应急投切所述工作电源。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述应急控制回路，还包括：

设置于所述工作电源与所述第一公共端之间的转换开关、设置于所述第一公共端与所述第二公共端之间的自动复位按钮；

其中：

所述转换开关，用于提供所述控制应急回路的手动、自动两种应急状态；

相应的，

当所述应急状态为手动时，用户能够通过操作所述自动复位按钮实现手动控制所述应急控制回路、应急回路应急投切所述工作电源；

当所述应急状态为自动时，通过所述中央控制器控制所述应急控制回路、应急回路应急投切所述工作电源。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，还包括：

备用电源；

第二信号采集器，用于采集所述工作电源的供电信号，并将所述供电信号发送到所述中央控制器；

相应的，

所述中央控制器，还用于当获取的所述供电信号为第二失电信号时，控制投切所述备用电源。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中央控制器，包括：

工作可编程序控制器(PLC)，备用可编程序控制器(PLC)；

其中，所述备用可编程序控制器用于获取所述工作可编程序控制器的状态信号，并当所述状态信号为故障信号时，自行启动并运行。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

至少一备用冷却器、至少一辅助冷却器；

第三信号采集器，用于采集变压器的负荷电流值和/或顶层油温值并发送至所述中央控制器，以及采集所述工作冷却器的运行信号并发送至所述中央控制器；

所述中央控制器，还用于当确定出所述变压器的所述负荷电流值大于预设负荷电流值和/或所述顶层油温值大于预设油温值时，控制投入所述辅助冷却器；当确定出所获取的所述运行信号为故障信号时，控制投入所述备用冷却器。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括：

报警器；

所述中央控制器，还用于当获取的所述运行信号为故障信号和\或所述电流信号为第一失电信号时，控制所述报警器进行相应的报警。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述工作冷却器、备用冷却器、辅助冷却器三种冷却器能够定时自动轮换。