CN105573374A - 带故障报警的变压器自动冷却系统 - Google Patents

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钱江
王立东
陈红
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Abstract

本发明提出了带故障报警的变压器自动冷却系统，包括主电路、控制电路、应急备用电路和故障报警装置，主电路中，工作电源依次经第一熔断器，接触器的第一常开节点后与冷却器相连；控制电路中，自动开关模块和所述接触器的线圈串联连接后接在电源两端；应急备用电路中，工作电源依次经第二熔断器、备用开关后与备用冷却器连接；当变压器的油温大于系统最高设定温度H时，所述备用开关自动闭合使备用冷却器启动，所述故障报警装置通电报警。本发明可以在实时控制冷却器的自动启停，减少站用电消耗，同时，在冷却器电路故障时，还可以启用备用冷却器并发出报警信号，有限避免变压器跳闸停运，或者高温损坏。

Description

带故障报警的变压器自动冷却系统
技术领域
本发明涉及变压器领域，具体涉及带故障报警的变压器自动冷却系统。
背景技术
变压器由于在使用过程中会产生很大热量，需要配备有冷却装置，现有的35kv变压器多采用油浸自冷方式进行冷却，但对于夏热连续高温，高负荷的状态，这种冷却方式往往难以满足变压器的冷却需要，因此，目前35kV变电站多装有外置风机或其它冷却装置对变压器进行冷却辅助，并且冷却效果显著。
如图1所示，为现有技术中，传统的冷却系统接线方法，三相交流电经A、B、C端子流出，经熔断器FU1、开关K后给冷却器供电，其中，FU1控制电路的过流熔断，开关K控制外置风机的启停，由从图1中可以看出，传统的冷却系统电路连接方法只能采用手动启停，这就导致了两个缺陷：（1）当温度降低至不需辅助冷却时，冷却装置不能自动停机，导致变电站用电消耗过大；（2）当冷却装置出现故障时，若维修人员未能及时发现问题，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
本发明克服了现有技术存在的不足，提供了一种可以控制变压器冷却装置自动启停的变压器自动冷却系统。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：带故障报警的变压器自动冷却系统,其特征在于，包括主电路、控制电路、应急备用电路和故障报警装置，所述主电路中，工作电源依次经第一熔断器，接触器的第一常开节点后与冷却器相连；所述控制电路中，自动开关模块和所述接触器的线圈串联连接后接在电源两端；所述应急备用电路中，工作电源依次经第二熔断器、备用开关后与备用冷却器连接；所述自动开关模块包括停止开关、启动开关、和所述接触器的第二常开节点，所述停止开关和所述接触器的辅助触头串联；所述停止开关和所述启动开关为温度控制的常开开关，所述停止开关、所述启动开关和所述备用开关的控制端与变压器油温关联；当变压器的油温大于系统最高设定温度H时，所述备用开关自动闭合使备用冷却器启动直至手动恢复；所述故障报警装置设置在所述应急备用电路中，当所述应急备用电路启用时，所述故障报警装置通电报警。
所述自动开关模块中，所述启动开关并联在所述接触器KM的辅助触头两端，或者，所述启动开关并联在所述停止开关和所述接触器的辅助触头串联形成的电路两端。
所述故障报警装置为声光报警装置。
所述故障报警装置为信号发生器，所述信号发生器用于向控制中心发送故障信号。
所述的带故障报警的变压器自动冷却系统，工作电源依次经第二熔断器、备用开关后与所述应急备用电路连接。
所述应急备用电路还包括应急控制电路，所述应急控制电路中，备用控制开关和第二接触器的第二常开节点并联后，与所述第二接触器的线圈、所述故障报警装置串联连接在电源两端；所述备用开关为第二接触器的第一常开节点，所述备用控制开关为设定闭合温度为H的常开开关。
所述的带故障报警的变压器自动冷却系统，还包括温度测量装置，所述温度测量装置安装在变压器上，用于测量所述变压器的油温，并将测量结果输出到所述停止开关、所述启动开关和所述备用控制开关的控制端。
所述的带故障报警的变压器自动冷却系统，当变压器的油温升高到大于n时,所述停止开关闭合,当变压器的油温升高到大于m时,所述启动开关闭合，所述n为变压器的温度返回值，所述m为变压器的温度设定值，所述温度设定值m大于温度返回值n。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：（1）可以根据变压器温度实时实现冷却器自动启停，实现变压器自动冷却功能，而且无需人工操作，实现冷却器启停功能完全自动化；并且，在不需要辅助冷却时，可以及时关停冷却器，减少站用电消耗；（2）可以在冷却器电路出现故障时，自动启动备用冷却器，使变压器油温不会持续上升，避免出现变压器跳闸停运，或者高温损坏的可能性，提高了电力系统运行的可靠性；（3）冷却电路出现故障时，可以及时发出故障信号，便于维修人员对冷却系统进行及时检修。
附图说明
图1为现有技术中冷却器的接线方法；
图2为本发明的带故障报警的变压器自动冷却系统的第一实施例；
图3为本发明的带故障报警的变压器自动冷却系统的第二实施例。
具体实施方式
为了更加了解本发明的实质性内容，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。
如图2所示，本发明的第一实施例，即：带故障报警的变压器自动冷却系统,包括主电路、控制电路、应急备用电路和故障报警装置G。主电路中，三相交流工作电源的接线端ABC流出的三相交流电依次经第一熔断器FU1，接触器KM1的第一常开节点后与冷却器M1相连；控制电路中，接线端A依次经过停止开关K1，接触器KM的辅助触头、接触器KM的线圈QM后与接线端B连接，启动开关K2并联连接在停止开关K1和接触器KM的辅助触头串联形成的电路的两侧；应急备用电路中，工作电源依次经第二熔断器FU2，备用开关K后分别与故障报警装置G和备用冷却器M2连接。
停止开关K1和启动开关K2为温度控制的常开开关，它们的控制端与变压器油温关联，当停止开关K1和启动开关K2的控制端的接收到变压器油温高于自身的设定闭合温度时，对应的开关会在自己的控制端的控制作用下闭合，否则，一直为断开状态。其中，停止开关K1的闭合温度设定为变压器的温度返回值n，启动开关K2的闭合温度设定为变压器的温度设定值m。其中，温度设定值m的含义为：当变压器的温度升高大于m时，冷却器应该开始工作以辅助冷却变压器，以免变压器温度过高，温度返回值n的含义为：当冷却器的辅助冷却使变压器的温度降低到小于n时，冷却器应停止工作，系统可以停止辅助冷却以节约能源,可以知道，m>n。
其中，本实施例的带故障报警的变压器自动冷却系统还包括温度测量装置,该温度测量装置安装在变压器上，其信号输出端与停止开关K1,启动开关K2的控制端相连，用于测量变压器的油温，并将测量结果输出到所述停止开关和所述启动开关的控制端。此外，温度测量装置的信号输出端还与备用开关K的控制端相连，当温度测量装置测量到的变压器油温上升到故障温度H时，备用开关K的控制端控制备用开关K闭合并保持闭合状态直至手动恢复。实际运行过程中,当变压器油温上升到温度设定值m后并不下降，反而继续上升到H时，说明本实施例的带故障报警的变压器自动冷却系统的主电路或者控制电路出现故障，此时，备用开关K的控制端启动，使备用开关K闭合，则备用冷却器M2启动，使变压器油温上升到H后即开始下降,而不至于继续上升，避免出现变压器跳闸停运，或者高温损坏的可能性，提高了电力系统的运行可靠性。备用冷却器M2启动的同时，故障报警装置G也通电报警，则维修人员可以及时获得系统的故障信息，有利于变压器冷却系统的及时维修。
其中,故障报警装置G可以是声光报警器,也可以是可以发送报警信号给控制中心的信号发生器。接触器KM1的型号可以为CJ16B-63。
此外，本实施例的带故障报警的变压器自动冷却系统还包括热继电器FR，设置在主回路中接触器KM的主触头与冷却器之间，用于对主回路进行过热保护。
本实施例的变压器自动冷却系统的工作过程如下：
（1）变压器开始工作，温度较低，停止开关K1和启动开关K2均断开，冷却器不工作；
（2）随着工作时间变长，变压器温度逐渐升高至大于温度返回值n，与变压器温度控制器关联的控制端使停止开关K1闭合，启动开关K2保持断开；
（3）变压器温度继续上升，达到温度设定值m时，启动开关K2闭合，此时，继电器KM1的线圈QM1带电，其主触头和辅助触头均吸合，控制电路形成自锁，主电路接通，冷却器启动，辅助冷却开始；
(4)变压器温度开始下降,当温度降至m与n之间时，启动开关K2断开，但由于继电器KM处于自锁状态，冷却器不会停止冷却；
（5）当温度继续下降到低于n时，停止开关K1断开，继电器KM的线圈QM失电，主回路断开，冷却器停止冷却；
（6）冷却器停止冷却后，变压器温度继续上升，则开始下一轮的自动冷却的工作过程。
若冷却器M1发生故障，或者所在电路发生故障使冷却器不能运转，则变压器油温会持续上升，当变压器油温上升到系统设定的故障温度H时，备用开关K会在控制端的作用下闭合并保持闭合状态，备用冷却器M2启动，对变压器进行冷却，备用冷却器M2启动的同时，报警装置G也通电报警，则维修人员可以及时获得系统的故障信息，有利于变压器冷却系统的及时维修,维修人员对电路维修完成后,对备用冷却器进行手动断电。
如图3所示，为本发明的第二实施例，即：带故障报警的变压器自动冷却系统，包括主电路、控制电路、应急备用电路、应急控制电路和故障报警装置G。主电路中，三相交流工作电源的接线端A、B、C流出的三相交流电依次经第一熔断器FU1，接触器KM1的第一常开节点后与冷却器M1相连；控制电路中，接线端A依次经过停止开关K1，接触器KM1的辅助触头、接触器KM1的线圈QM后与接线端B连接，启动开关K2并联连接在接触器KM1的辅助触头的两侧；应急备用电路中，工作电源依次经熔断器FU2，第二接触器KM2的第一常开节点后与备用冷却器M2连接；应急控制电路中，第二接触器KM2的第二常开节点与备用控制开关K3并联后,与第二接触器KM2的线圈QM2,故障报警装置G串联后，一端与接线端A连接，另一端与接线端B连接。
其中，本实施例的带故障报警的变压器自动冷却系统还包括温度测量装置,温度测量装置安装在变压器上，其信号输出端与停止开关K1,启动开关K2、备用控制开关K3的控制端相连，用于测量变压器的油温，并将测量结果输出到所述停止开关和所述启动开关的控制端。停止开关K1和启动开关K2，备用控制开关K3为温度控制的常开开关，它们的控制端与温度测量装置的信号输出端相连，当停止开关K1和启动开关K2的控制端的接收到温度信号高于自身的设定闭合温度时，对应的开关会在自己的控制端的控制作用下闭合；否则，一直为断开状态。其中，停止开关K1的闭合温度设定为变压器的温度返回值n，启动开关K2的闭合温度设定为变压器的温度设定值m，备用控制开关K3的闭合温度设定为变压器的故障温度H，其中，H>m>n,技术人员可以根据变压器实地工作环境和工作参数，来确定m，n和H的值。
本实施例的正常工作流程与第一实施例相同，与第一实施例不同的是故障工作流程：若冷却器M1发生故障，或者所在电路发生故障使冷却器不能运转，则变压器油温会持续上升，当变压器油温上升到系统设定的故障温度H时，备用控制开关K3闭合，第二接触器KM2的线圈得电，则第二接触器KM2的第一常开节点和第二常开节点闭合，则报警装置G通电报警，备用冷却器M2开始冷却变压器，变压器油温下降，虽然备用控制开关K3断开，但是第二接触器处于自锁状态，备用冷却器M2会一直冷却变压器，直至维修人员手动恢复。因此，可以避免故障时变压器油温一直上升导致的变压器跳闸停运，或者高温损坏的可能性，提高了电力系统的运行可靠性。备用冷却器和报警装置G可以由维修人员维修完主电路后手动停止运行。
本实施例中，故障报警器G也可以安装在备用电路中，与备用风机M2并联。
此外，本实施例的带故障报警的变压器自动冷却系统还包括热继电器FR，其型号可以为TGR36-45，热继电器的发热元件串联在主回路中接触器KM与冷却器之间，常闭触头串联在控制回路的主路中，用于对冷却器进行过热保护。
此外，本实施例的带故障报警的变压器自动冷却系统还包括空气开关K,其型号可以为DZ47-63，空气开关串联在三相交流电进入主回路之前的电路中，用于对自动启停电路进行过流、过载保护。
因此，本发明的带故障报警的变压器自动冷却系统，通过与变压器油温关联，可以根据变压器温度实时实现冷却器自动启停，实现变压器自动冷却功能，而且无需人工操作，实现冷却器启停功能完全自动化，并且，在不需要辅助冷却时，可以及时关停冷却器，减少站用电消耗；同时，还可以在冷却器电路出现故障时，自动启动备用冷却器，使变压器油温不会持续上升，避免出现变压器跳闸停运，或者高温损坏的可能性，提高了电力系统的运行可靠性；并且，冷却电路出现故障时，可以及时发出故障信号，便于维修人员对冷却系统进行及时检修。
上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (8)

1.带故障报警的变压器自动冷却系统,其特征在于，包括主电路、控制电路、应急备用电路和故障报警装置，所述主电路中，工作电源依次经第一熔断器，接触器的第一常开节点后与冷却器相连；
所述控制电路中，自动开关模块和所述接触器的线圈串联连接后接在电源两端；
所述应急备用电路中，工作电源依次经第二熔断器、备用开关后与备用冷却器连接；
所述自动开关模块包括停止开关、启动开关、和所述接触器的第二常开节点，所述停止开关和所述接触器的辅助触头串联；
所述停止开关和所述启动开关为温度控制的常开开关，所述停止开关、所述启动开关和所述备用开关的控制端与变压器油温关联；当变压器的油温大于系统最高设定温度H时，所述备用开关自动闭合使备用冷却器启动直至手动恢复；
所述故障报警装置设置在所述应急备用电路中，当所述应急备用电路启用时，所述故障报警装置通电报警。
2.根据权利要求1所述的带故障报警的变压器自动冷却系统，其特征在于，所述自动开关模块中，所述启动开关并联在所述接触器KM的辅助触头两端，或者，所述启动开关并联在所述停止开关和所述接触器的辅助触头串联形成的电路两端。
3.根据权利要求1所述的带故障报警的变压器自动冷却系统，其特征在于，所述故障报警装置为声光报警装置。
4.根据权利要求1所述的带故障报警的变压器自动冷却系统，其特征在于，所述故障报警装置为信号发生器，所述信号发生器用于向控制中心发送故障信号。
5.根据权利要求1所述的带故障报警的变压器自动冷却系统，其特征在于，工作电源依次经第二熔断器、备用开关后与所述应急备用电路连接。
6.根据权利要求1所述的带故障报警的变压器自动冷却系统，其特征在于，所述应急备用电路还包括应急控制电路，所述应急控制电路中，备用控制开关和第二接触器的第二常开节点并联后，与所述第二接触器的线圈、所述故障报警装置串联连接在电源两端；所述备用开关为第二接触器的第一常开节点，所述备用控制开关为设定闭合温度为H的常开开关。
7.根据权利要求6所述的带故障报警的变压器自动冷却系统，其特征在于，还包括温度测量装置，所述温度测量装置安装在变压器上，用于测量所述变压器的油温，并将测量结果输出到所述停止开关、所述启动开关和所述备用控制开关的控制端。
8.根据权利要求1所述的带故障报警的变压器自动冷却系统，其特征在于，当变压器的油温升高到大于n时，所述停止开关闭合，当变压器的油温升高到大于m时，所述启动开关闭合，所述n为变压器的温度返回值，所述m为变压器的温度设定值，所述温度设定值m大于温度返回值n。
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