CN105405575B - 一种智能控温式干式变压器系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能控温式干式变压器系统，属于干式变压器领域。干式变压器单元，地热单元，换热单元，检测控制单元，处理单元，包括MCU和分别连接MCU的键盘、显示器、通讯器、存储器；处理单元分别与地热单元、换热单元、检测控制单元相连，并控制各单元动作。其地热装置能够有效的吸取地底的热量，并利用水循环将地底的热量带动至地表，然后由地表的换热器将热量吸收然后对干式变压器进行升温，有效的保证干式变压器的工作温度，提高干式变压器的使用寿命，防止昼夜温差对干式变压器材料的印象，提高干式变压器的安全性。

Description

一种智能控温式干式变压器系统

技术领域

本发明涉及一种智能控温式干式变压器系统，属于干式变压器领域。

背景技术

干式变压器广泛用于局部照明、高层建筑 、机场，码头CNC机械设备等场所，简单的说干式变压器就是指铁芯和绕组不浸渍在绝缘油中的干式变压器。冷却方式分为自然空气冷却和强迫空气冷却，自然空冷时，干式变压器可在额定容量下长期连续运行。强迫风冷时，干式变压器输出容量可提高50%。适用于断续过负荷运行，或应急事故过负荷运行；由于过负荷时负载损耗和阻抗电压增幅较大，处于非经济运行状态，故不应使其处于长时间连续过负荷运行。安全，防火，无污染，可直接运行于负荷中心；采用国内先进技术，机械强度高，抗短路能力强，局部放电小，热稳定性好，可靠性高；

地面以下由于受阳关的照射度小，温度变化不明显，因此，充分利用经土地升温或者降温的空气对干式变压器进行温度控制，能够有效的防止干式变压器温度太低而降低干式变压器的寿命，还能防止干式变压器的温度太高影响干式变压器的正常使用。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种智能控温式干式变压器系统，通过MCU控制各个单元相互配合，在各个单元之间相互配合达到更高的换热效率，从分利用地底温度昼夜均衡的优势，保证干式变压器不因昼夜温差而造成材料疲劳度增加，影响干式变压器的使用寿命，能够保证设备的有效使用和，其地热装置能够有效的吸取地底的热量，并利用水循环将地底的热量带动至地表，然后由地表的换热器将热量吸收然后对干式变压器进行升温，有效的保证干式变压器的工作温度，提高干式变压器的使用寿命，防止昼夜温差对干式变压器材料的印象，提高干式变压器的安全性。

本发明采用的技术方案如下：

本发明公开了一种智能控温式干式变压器系统，包括：

干式变压器单元，包括壳体、设于壳体内的干式变压器，该干式变压器底部设有固定座，固定座固定在地面上；

地热单元，包括地热装置，该地热装置，包括水箱、循环水泵、换热水泵、及地热管网，水箱通过循环水泵连接地热管网，地热管网吸收地热并通过管道连回水箱；

换热单元，包括换热器，该换热器包括若干并列的方形换热管、喷气头、鼓风机，换热管包括散热腔、加热腔、十字形的冷却腔，加热腔位于冷却腔外部的一对角处、散热腔设于却冷腔外部的另一对角处；鼓风机通过管道连接散热腔的一端，散热腔的另一端通过管道连接喷气头，该喷气头与干式变压器的绕组相对；冷却腔的一端通过换热水泵连接水箱、另一端通过过滤器连接水箱；在加热腔内设置有电加热器；电加热器包括电热丝、绝缘导热管，电热丝置于绝缘导热管内；所述加热腔的内侧壁与绝缘导热管之间设有熔点为25-75℃的导热介质；

检测控制单元，包括分别设置在冷却腔出口处及散热腔的出口处的温度传感器，分别设置在冷却腔入口处和散热腔的入口处的电磁阀；

处理单元，包括MCU和分别连接MCU的键盘、显示器、通讯器、存储器；处理单元分别与地热单元、换热单元、检测控制单元相连，并控制各单元动作。

由于上述系统，通过MCU控制各个单元相互配合，在各个单元之间相互配合达到更高的换热效率，从分利用地底温度昼夜均很的优势，保证干式变压器不因昼夜温差而造成材料疲劳度增加，影响干式变压器的使用寿命，能够保证设备的有效使用和，其地热装置能够有效的吸取地底的热量，并利用水循环将地底的热量带动至地表，然后由地表的换热器将热量吸收然后对干式变压器进行升温，有效的保证干式变压器的工作温度，提高干式变压器的使用寿命，防止昼夜温差对干式变压器材料的印象，提高干式变压器的安全性。

更进一步，其智能控制方法：

步骤1：循环水泵以0.3m³/min的速度抽取水箱中的水，水流经地热管网并吸收地热，并将吸收地热后的水输送回水箱中；

步骤2：MCU检测壳体内和水箱内的温度，壳体和水箱内的温度差不小于4℃时，换热水泵以0.2m³/min的速度抽取水箱中的水，并使水在水箱与冷却腔之间循环；

步骤3：冷却腔出口处与水箱内的温度差大于10℃时，MCU通过控制冷却腔入口处的电磁阀调节该冷却腔内的流量小于0.05m³/min；冷却腔出口处与水箱内的温度差为6-10℃时，MCU控制冷却腔内的流量为0.08m³/min；冷却腔出口处与水箱内的温度差为小于6℃时，MCU控制冷却腔内的流量为0.12m³/min；

步骤4：MCU控制鼓风机启动，气流经散热腔并吸收冷却腔中的热量，然后经喷气头喷出；

步骤5：散热腔出口处与壳体内的温度差大于5℃时，MCU控制喷气头以0.6 m³/min的速度喷出气流；散热腔出口处与壳体内的温度差为2-5℃时，MCU控制喷气头以1m³/min的速度喷出气流，电加热器输出总功率为300W；散热腔出口处与壳体内的温度差为小于2℃时，MCU控制喷气头以1.5m³/min的速度喷出气流，电加热器输出总功率大于600W；

步骤6：当壳体内温度小于3℃时且水箱内的水温小于5℃时，MCU控制电加热器进行加热，其电加热器输出总功率为不大于650W；当壳体内温度小于0℃时且水箱内的水温小于1℃时，电加热器输出总功率大于800W。

由于采用了上述方法，通过设定MCU的设定值，分别针对不同的温度情况对换热器和地热装置进行控制，保证换热器和地热装置能够有效的使用，提高设备的智能性和使用寿命，针对地底热量的不同阶段，地热装置能够根据热量的不同，进行分别控制，能够保证设备的正常使用，地热装置能够有效吸收地底的热量或者冷能，高温环境时对干式变压器设备降温，在低温环境时对干式变压器设备升温，保证干式变压器的工作温度均衡。对换热器的换热管进行温度控制和流量控制，提高换热的效率，避免了资源的浪费，避免设备局部温差过大而降低设备的使用寿命，能够保证设备的有效利用，对该控制器进行智能控制，能够有效的提高该换热设备的换热效率。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本装置结构简单、使用和安装方便，能够充分利用地热对干式变压器的温度进行控制，降低昼夜温差对干式变压器寿命的影响。

2、本装置不仅能够吸收地底的热能，还能够吸收地底的冷能，能够有效的均衡干式变压器的使用温度，保证干式变压器的正常使用，提高干式变压器使用范围并提高干式变压器的变压范围。

3、该地热装置，结构简单有效，能够有效的吸收地底的热冷或者冷能，有效的降低设备的安装和使用难度，其使用范围广，能够有效的吸收地底的热量以用于设备的降温或升温。

4、、将换热器的结构进行改进，能够有效的提高换热效率，而且本装置的设计能够有效的利用装置的各个位置，能够有效的防止换热器空腔的浪费，能够提高进出换热器的流量10-20%。

附图说明

图1是本发明中智能控温式干式变压器系统结构图；

图2是本发明中换热器结构图；

图中标记：1-散热管，2-冷却管，3-冷却腔，4-散热腔，5-加热腔，6-换热器，7-壳体，8-干式变压器，9-地热装置。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

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。

具体实施例1：

如图1和2所示，本发明的本发明公开了一种智能控温式干式变压器系统，包括：

干式变压器8单元，包括壳体7、设于壳体7内的干式变压器8，该干式变压器8底部设有固定座，固定座固定在地面上；

地热单元，包括地热装置9，该地热装置9，包括水箱、循环水泵、换热水泵、及地热管网，水箱通过循环水泵连接地热管网，地热管网吸收地热并通过管道连回水箱；

换热单元，包括换热器6，该换热器6包括若干并列的方形换热管、喷气头、鼓风机，换热管包括散热腔4、加热腔5、十字形的冷却腔3，加热腔5位于冷却腔3外部的一对角处、散热腔4设于冷却腔3外部的另一对角处；鼓风机通过管道连接散热腔4的一端，散热腔4的另一端通过管道连接喷气头，该喷气头与干式变压器8的绕组相对；冷却腔3的一端通过换热水泵连接水箱、另一端通过过滤器连接水箱；在加热腔5内设置有电加热器；电加热器包括电热丝、绝缘导热管，电热丝置于绝缘导热管内；所述加热腔5的内侧壁与绝缘导热管之间设有熔点为25-75℃的导热介质；

检测控制单元，包括分别设置在冷却腔3出口处及散热腔4的出口处的温度传感器，分别设置在冷却腔3入口处和散热腔4的入口处的电磁阀；

处理单元，包括MCU和分别连接MCU的键盘、显示器、通讯器、存储器；处理单元分别与地热单元、换热单元、检测控制单元相连，并控制各单元动作。

由于上述系统，通过MCU控制各个单元相互配合，在各个单元之间相互配合达到更高的换热效率，从分利用地底温度昼夜均很的优势，保证干式变压器8不因昼夜温差而造成材料疲劳度增加，影响干式变压器8的使用寿命，能够保证设备的有效使用和，其地热装置9能够有效的吸取地底的热量，并利用水循环将地底的热量带动至地表，然后由地表的换热器6将热量吸收然后对干式变压器8进行升温，有效的保证干式变压器8的工作温度，提高干式变压器8的使用寿命，防止昼夜温差对干式变压器8材料的印象，提高干式变压器8的安全性。

具体实施例2：

根据具体实施例1的智能控温式干式变压器系统，其智能控制方法：

步骤1：循环水泵以0.3m³/min的速度抽取水箱中的水，水流经地热管网并吸收地热，并将吸收地热后的水输送回水箱中；

步骤2：MCU检测壳体7内和水箱内的温度，壳体7和水箱内的温度差不小于4℃时，换热水泵以0.2m³/min的速度抽取水箱中的水，并使水在水箱与冷却腔3之间循环；

步骤3：冷却腔3出口处与水箱内的温度差大于10℃时，MCU通过控制冷却腔3入口处的电磁阀调节该冷却腔3内的流量小于0.05m³/min；冷却腔3出口处与水箱内的温度差为6-10℃时，MCU控制冷却腔3内的流量为0.08m³/min；冷却腔3出口处与水箱内的温度差为小于6℃时，MCU控制冷却腔3内的流量为0.12m³/min；

步骤4：MCU控制鼓风机启动，气流经散热腔4并吸收冷却腔3中的热量，然后经喷气头喷出；

步骤5：散热腔4出口处与壳体7内的温度差大于5℃时，MCU控制喷气头以0.6 m³/min的速度喷出气流；散热腔4出口处与壳体7内的温度差为2-5℃时，MCU控制喷气头以1m³/min的速度喷出气流，电加热器输出总功率为300W；散热腔4出口处与壳体7内的温度差为小于2℃时，MCU控制喷气头以1.5m³/min的速度喷出气流，电加热器输出总功率大于600W；

步骤6：当壳体7内温度小于3℃时且水箱内的水温小于5℃时，MCU控制电加热器进行加热，其电加热器输出总功率为不大于650W；当壳体7内温度小于0℃时且水箱内的水温小于1℃时，电加热器输出总功率大于800W。

由于采用了上述方法，通过设定MCU的设定值，分别针对不同的温度情况对换热器6和地热装置9进行控制，保证换热器6和地热装置9能够有效的使用，提高设备的智能性和使用寿命，针对地底热量的不同阶段，地热装置9能够根据热量的不同，进行分别控制，能够保证设备的正常使用，地热装置9能够有效吸收地底的热量或者冷能，高温环境时对干式变压器8设备降温，在低温环境时对干式变压器8设备升温，保证干式变压器8的工作温度均衡。对换热器6的换热管进行温度控制和流量控制，提高换热的效率，避免了资源的浪费，避免设备局部温差过大而降低设备的使用寿命，能够保证设备的有效利用，对该控制器进行智能控制，能够有效的提高该换热设备的换热效率。

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。

Claims (1)

1.一种智能控温式干式变压器系统，其特征在于，包括：

干式变压器单元，包括壳体、设于壳体内的干式变压器，该干式变压器底部设有固定座，固定座固定在地面上；

地热单元，包括地热装置，该地热装置，包括水箱、循环水泵、换热水泵、及地热管网，水箱通过循环水泵连接地热管网，地热管网吸收地热并通过管道连回水箱；

换热单元，包括换热器，该换热器包括若干并列的方形换热管、喷气头、鼓风机，换热管包括散热腔、加热腔、十字形的冷却腔，加热腔位于冷却腔外部的一对角处、散热腔设于冷却腔外部的另一对角处；鼓风机通过管道连接散热腔的一端，散热腔的另一端通过管道连接喷气头，喷气头与干式变压器的绕组相对；冷却腔的一端通过换热水泵连接水箱、另一端通过过滤器连接水箱；在加热腔内设置有电加热器；电加热器包括电热丝、绝缘导热管，电热丝置于绝缘导热管内；所述加热腔的内侧壁与绝缘导热管之间设有熔点为25-75℃的导热介质；

检测控制单元，包括分别设置在冷却腔出口处及散热腔的出口处的温度传感器，分别设置在冷却腔入口处和散热腔的入口处的电磁阀；

处理单元，包括MCU和分别连接MCU的键盘、显示器、通讯器、存储器；处理单元分别与地热单元、换热单元、检测控制单元相连，并控制各单元动作;

所述的智能控温式干式变压器系统，其智能控制方法：

步骤1：循环水泵以0.3m³/min的速度抽取水箱中的水，水流经地热管网并吸收地热，并将吸收地热后的水输送回水箱中；

步骤2：MCU检测壳体内和水箱内的温度，壳体和水箱内的温度差不小于4℃时，换热水泵以0.2m³/min的速度抽取水箱中的水，并使水在水箱与冷却腔之间循环；

步骤3：冷却腔出口处与水箱内的温度差大于10℃时，MCU通过控制冷却腔入口处的电磁阀调节该冷却腔内的流量小于0.05m³/min；冷却腔出口处与水箱内的温度差为6-10℃时，MCU控制冷却腔内的流量为0.08m³/min；冷却腔出口处与水箱内的温度差为小于6℃时，MCU控制冷却腔内的流量为0.12m³/min；

步骤4：MCU控制鼓风机启动，气流经散热腔并吸收冷却腔中的热量，然后经喷气头喷出；

步骤5：散热腔出口处与壳体内的温度差大于5℃时，MCU控制喷气头以0.6 m³/min的速度喷出气流；散热腔出口处与壳体内的温度差为2-5℃时，MCU控制喷气头以1m³/min的速度喷出气流，电加热器输出总功率为300W；散热腔出口处与壳体内的温度差为小于2℃时，MCU控制喷气头以1.5m³/min的速度喷出气流，电加热器输出总功率大于600W；

步骤6：当壳体内温度小于3℃时且水箱内的水温小于5℃时，MCU控制电加热器进行加热，其电加热器输出总功率为不大于650W；当壳体内温度小于0℃时且水箱内的水温小于1℃时，电加热器输出总功率大于800W。