CN107449011A - 一种基于高压变压器取油热回收利用的采暖系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于高压变压器取油热回收利用的采暖系统,包括:高压变压器、供暖系统和油循环管路,所述油循环管路与高压变压器和供暖系统连接,通过热回收利用高压变压器内的热油用于供暖系统。本发明的优点在于:本发明通过对高压变压器散热进行热回收来满足寒冷或严寒地区以及川藏高原地区的变电站建筑采暖需求,实现了变电站建筑节能目的,符合国家绿色变电站建设要求。

Description

一种基于高压变压器取油热回收利用的采暖系统
技术领域
本发明涉及热回收利用领域,特别涉及一种基于高压变压器取油热回收利用的采暖系统。
背景技术
在2008中国国际供电会议上,提出“绿色环保型的电网将成为今后电网建设的主要发展方向”。目前,国家电网公司提出系统建设“资源节约型、环境友好型、工业化”,即“两型一化”变电站的要求。在世界范围内能源问题日益急迫、建筑能耗不断增长的今天,讨论变电站建筑节能问题意义十分重大。变电站是电能供应链条中非常重要的一个环节,对电力企业来讲,变电站节能具有十分重要的意义。
变电站能源消耗或需求的一个重要方面是变电站建筑(如生活区的职工宿舍、工作区的办公室、会议室等)冬季采暖需求,特别是寒冷或严寒地区以及川藏高原地区的变电站建筑采暖需求是一个突出问题,而寻找合理的热源来满足采暖需求既是采暖问题也是变电站节能问题的重要任务。
变电站的高压变压器(如油浸式)在运行过程中需要通过散热来控制内部油温,以确保高压变压器正常工作。以110kV高压变压器参数为依据,其在满载时的散热量损耗能达到35~390kW,在空载时的散热量损耗能达到7~66kW,而根据规模不同,通常寒冷地区变电站建筑采暖负荷峰值需求在10~80kW浮动。由此可以看到,如果能高效利用高压变压器散热损失,将有利于解决(至少缓解)变电站建筑采暖所需的能源消耗,实现变电站节能的目标。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷,提供了一种基于高压变压器表面式热回收利用的采暖系统,能有效的解决上述现有技术存在的问题。
为了实现以上发明目的,本发明采取的技术方案如下:
一种基于高压变压器取油热回收利用的采暖系统,包括:高压变压器、供暖系统和油循环管路(10),所述油循环管路(10)与高压变压器和供暖系统连接,通过热回收利用高压变压器内的热油用于供暖系统。
所述高压变压器包括:油箱(1)、铁芯(2)、散热器(4)、油枕(5)、高压套管(6)、低压套管(7),所述油箱(1)内有铁芯(2),铁芯(2)外设有绕组(3),油箱(1)内设有散热器(4),油箱(1)还与油枕(5)连接,油箱(1)顶部连接高压套管(6)和低压套管(7);高压套管(6)和低压套管(7)之外的空余位置设有用于油循环管路(10)插入的开孔。
作为优选,所述油循环管路(10)一头插入与油箱顶部开孔,插入的长度不触能碰变压器内部铁芯(2)和绕组(3),将油从油箱(1)中导出;油循环管路(10)上安装有变频油泵(11)、油路定压罐(18)和接补油管路(19),所述油路定压罐(18)用于控制油循环管路(10)的定压;所述并接补油管路(19)用于保证补油的需求;
作为优选,所述的供暖系统是油和水的换热模式,包括:板式油水换热器(12)、供暖热水循环管路(13)、变频水泵(14)、室内末端散热器(15)、室内温控面板(16)和水路定压罐(20),油循环管路(10)通过板式油水换热器(12)与供暖系统连接;板式油水换热器(12)与供暖热水循环管路(13)连接,供暖热水循环管路(13)与室内末端散热器(15)连接,室内末端散热器(15)安装在采暖房间(17)内,供暖热水循环管路(13)上连接有变频水泵(14)、水路定压罐(20),所述的水路定压罐(20)通过管道(21)接自来水;所述水路定压罐(20)用于控制供暖热水循环管路(13)的定压,所述管道(21)接自来水用于保证暖热水循环管路(13)补水需求。
作为优选,所述采暖房间(17)设有室内温控面板(16),其分别与变频油泵(11)、变频水泵(14)电路连接,用于控制变频油泵(11)、变频水泵(14)的运作。
作为优选,高压变压器的油箱(1)顶部开孔大小是依据高压变压器顶部允许开孔面积、所在变电站建筑的采暖负荷需求、油循环管路的管径来确定。
作为优选,油循环管路(10)在高压变压器油箱中取油取热,引起油箱(1)内部油温轻微浮动可以通过油枕(5)调节,同时保留高压变压器两侧的散热器,确保油箱(1)内油的散热能始终达到预定效果。
作为优选,在≤2.5m/s范围内,不同取油油管流速下的变压器油箱内部最大流速不超过0.05m/s。
作为优选,所述供暖系统还可以是空气和水的换热模式,包括:用于供风和回风的风管(22)、风机(23)、空气和油换热器(24)、进风口(25)和回风口(26),所述空气和油换热器(24)用于连接油循环管路(10)和供风风管和回风风管,所述供风风管一头连接连接进风口(25),另一头连接空气和油换热器(24),所述回风风管一头连接连接回风口(26),另一头连接空气和油换热器(24);空气和油换热器(24)还连接油循环管路(10)用于空气与油的热交换;所述进风口(25)和回风口(26)都设于采暖房间(17)的外墙上;采暖房间(17)内设有室内温控面板(16),室内温控面板(16)于风机电路连接,用于控制风机的运行。
作为优选,所述供暖系统为(2)个,一个是空气和水的换热模式,一个是油和水的换热模式;通过油循环管路(10)上安装的旁通管支路(8)来实现(2)个供暖系统的供油需求。
作为优选,所述旁通管支路(8)设有通断阀门(9),通过通断控制支路的通过流量比例,在用户侧负荷减小时,要增大旁通管支路(8)通断阀门的相对开度,以减小通过换热器的流量,进而减小供热量。
与现有技术相比本发明的优点在于:
1、本发明通过对高压变压器散热进行热回收来满足寒冷或严寒地区以及川藏高原地区的变电站建筑采暖需求,实现了变电站建筑节能目的,符合国家绿色变电站建设要求;同时,保留了高压变压器原来的散热器,确保了无风险地控制高压变压器内部油温。
2、本发明采用旁通管通断控制调节的思路,能够满足高峰采暖负荷、中等采暖负荷、低谷采暖负荷情况的不同需求,使得整个采暖系统在应用过程中具有很强的适应性。
3、本发明直接将油从油箱中到处并回收其热量,减少了换热次数,提高了换热效率,能够实现低成本高效热回收。
4、本发明采用室内温控与变频油泵和变频水泵的联动,这样保障了整个采暖系统会根据室外天气变化动态调整供热能力,避免出现室内过热或者过冷情况。
附图说明
图1为本发明实施例3的结构示意图;
图2为本发明实施例变压器接管的侧视图;
图3为本发明实施例变压器接管的俯视图;
图4为本发明实施例中在不同取油油管流速下的变压器油箱内部最大流速示意图。
附图标记说明:
1、油箱;2、铁芯;3、绕组;4、散热器;5、油枕;6、高压套管;7、低压套管;8、旁通管;9、通断控制阀门;10、油循环管路;11、变频油泵;12、板式油水换热器;13、供暖热水循环管路;14、变频水泵;15、室内末端散热器;16、室内温控面板;17、采暖房间;18、油路定压罐;19、接补油管路;20、水路定压罐;21、接自来水补水;22、供/回风风管;23、风机;24、空气-油换热器;25、进风口;26、回风口。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下参照附图并举实施例,对本发明做进一步详细说明。
实施例1是采用油水换热采暖模式;
如图1至3所示,一种基于高压变压器取油热回收利用的采暖系统,包括:高压变压器、供暖系统、油循环管路,所述油循环管路与高压变压器和供暖系统连接,通过热回收利用高压变压器内的热油用于供暖系统;
所述高压变压器包括油箱1、铁芯2、散热器4、油枕5、高压套管6、低压套管7,所述油箱1内有铁芯2,铁芯2外设有绕组3,油箱1内设有散热器4,油箱1还与油枕5连接,油箱1顶部连接高压套管6和低压套管7;
所述油循环管路10一头与油箱1连通,将油从油箱1中导出;油循环管路10上安装有变频油泵11、油路定压罐18和接补油管路19,所述油路定压罐18用于控制油循环管路10的定压;所述并接补油管路19用于保证补油的需求;
所述的供暖系统是油和水的换热模式,包括:板式油水换热器12、供暖热水循环管路13、变频水泵14、室内末端散热器15、室内温控面板16和水路定压罐20,油循环管路10通过板式油水换热器12与供暖系统连接;板式油水换热器12与供暖热水循环管路13连接,供暖热水循环管路13与室内末端散热器15连接,室内末端散热器15安装在采暖房间17内,供暖热水循环管路13上连接有变频水泵14、水路定压罐20,所述的水路定压罐20通过管道21接自来水;所述水路定压罐20用于控制供暖热水循环管路13的定压,所述管道21接自来水用于保证暖热水循环管路13补水需求。
所述采暖房间17设有,室内温控面板16分别与变频油泵11、变频水泵14电路连接,用于控制变频油泵11、变频水泵14的运作。
采用油水换热采暖模式,首先根据高压变压器的油箱1内部顶部油温高、底部油温低的特点,在高压表压器顶部高压套管6和低压套管7之外的空余位置开孔,插入油循环管路10以实现在高温区域高效取热,插入的长度以不触碰变压器内部铁芯2和绕组3为准,在变频油泵11的驱动下,油循环管路10中的油导出油箱后流入板式油水换热器12中,在板式油水换热器12中完成热量向供暖热水循环管路13中水的传递,在变频水泵14的驱动下,供暖热水循环管路13中的水吸热升温后流入位于采暖房间17中的室内末端散热器15,从而达到通过热回收向室内供暖的目的,供暖需求的变化可以通过室内温控面板16来控制变频油泵11和变频水泵14来实现。
高压变压器的油箱1顶部开孔大小是依据高压变压器顶部允许开孔面积、所在变电站建筑的采暖负荷需求、油循环管路的管径来计算确定。
油循环管路10在高压变压器油箱中取油取热,引起油箱1内部油温轻微浮动可以通过油枕5调节,同时保留高压变压器两侧的散热器,确保油箱1内油的散热能始终达到预定效果。
如图4所示,在(允许范围内≤2.5m/s)不同取油油管流速下的变压器油箱内部最大流速不超过0.05m/s,由此表明,从高压变压器直接取油所产生的内部流速很低,即不会影响高压变压器的正常散热。
实施例2
本实施例只对于实施例1不同的实施方式部分进行说明,相同的实施方式不再阐述。
所述供暖系统还可以是空气和水的换热模式,包括:用于供风和回风的风管22、风机23、空气和油换热器24、进风口25和回风口26,所述空气和油换热器24用于连接油循环管路10和供风风管和回风风管,所述供风风管一头连接连接进风口25,另一头连接空气和油换热器24,所述回风风管一头连接连接回风口26,另一头连接空气和油换热器24;空气和油换热器24还连接油循环管路10用于空气与油的热交换;所述进风口25和回风口26都设于采暖房间17的外墙上;
采暖房间17内设有室内温控面板16,室内温控面板16于风机电路连接,用于控制风机的运行。
实施例3
本实施例只对于实施例1和2不同的实施方式部分进行说明,相同的实施方式不再阐述。
所述供暖系统为2个,一个是空气和水的换热模式,一个是油和水的换热模式;通过油循环管路10上安装的旁通管支路8来实现2个供暖系统的供油需求。
旁通管支路8设有通断阀门9,通过通断控制支路的通过流量比例,在用户侧负荷减小时,要增大旁通管支路8通断阀门的相对开度,以减小通过换热器的流量,进而减小供热量,满足变电站建筑高峰采暖负荷、中等采暖负荷、低谷采暖负荷的需求。
本领域的普通技术人员将会意识到,这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的实施方法,应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合,这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于高压变压器取油热回收利用的采暖系统,其特征在于包括:高压变压器、供暖系统和油循环管路(10),其特征在于:所述油循环管路(10)与高压变压器和供暖系统连接,通过热回收利用高压变压器内的热油用于供暖系统;
所述高压变压器包括:油箱(1)、铁芯(2)、散热器(4)、油枕(5)、高压套管(6)、低压套管(7),所述油箱(1)内有铁芯(2),铁芯(2)外设有绕组(3),油箱(1)内设有散热器(4),油箱(1)还与油枕(5)连接,油箱(1)顶部连接高压套管(6)和低压套管(7);高压套管(6)和低压套管(7)之外的空余位置设有用于油循环管路(10)插入的开孔。
2.根据权利要求1所述的一种基于高压变压器取油热回收利用的采暖系统,其特征在于:所述油循环管路(10)一头插入与油箱顶部开孔,插入的长度不触能碰变压器内部铁芯(2)和绕组(3),将油从油箱(1)中导出;油循环管路(10)上安装有变频油泵(11)、油路定压罐(18)和接补油管路(19),所述油路定压罐(18)用于控制油循环管路(10)的定压;所述并接补油管路(19)用于保证补油的需求。
3.根据权利要求2所述的一种基于高压变压器取油热回收利用的采暖系统,其特征在于:所述的供暖系统是油和水的换热模式,包括:板式油水换热器(12)、供暖热水循环管路(13)、变频水泵(14)、室内末端散热器(15)、室内温控面板(16)和水路定压罐(20),油循环管路(10)通过板式油水换热器(12)与供暖系统连接;板式油水换热器(12)与供暖热水循环管路(13)连接,供暖热水循环管路(13)与室内末端散热器(15)连接,室内末端散热器(15)安装在采暖房间(17)内,供暖热水循环管路(13)上连接有变频水泵(14)、水路定压罐(20),所述的水路定压罐(20)通过管道(21)接自来水;所述水路定压罐(20)用于控制供暖热水循环管路(13)的定压,所述管道(21)接自来水用于保证暖热水循环管路(13)补水需求。
4.根据权利要求3所述的一种基于高压变压器取油热回收利用的采暖系统,其特征在于:所述采暖房间(17)设有室内温控面板(16),其分别与变频油泵(11)、变频水泵(14)电路连接,用于控制变频油泵(11)、变频水泵(14)的运作。
5.根据权利要求2所述的一种基于高压变压器取油热回收利用的采暖系统,其特征在于:所述供暖系统还可以是空气和水的换热模式,包括:用于供风和回风的风管(22)、风机(23)、空气和油换热器(24)、进风口(25)和回风口(26),所述空气和油换热器(24)用于连接油循环管路(10)和供风风管和回风风管,所述供风风管一头连接连接进风口(25),另一头连接空气和油换热器(24),所述回风风管一头连接连接回风口(26),另一头连接空气和油换热器(24);空气和油换热器(24)还连接油循环管路(10)用于空气与油的热交换;所述进风口(25)和回风口(26)都设于采暖房间(17)的外墙上;采暖房间(17)内设有室内温控面板(16),室内温控面板(16)于风机电路连接,用于控制风机的运行。
6.根据权利要求4或5所述的一种基于高压变压器取油热回收利用的采暖系统,其特征在于:所述供暖系统为(2)个,一个是空气和水的换热模式,一个是油和水的换热模式;通过油循环管路(10)上安装的旁通管支路(8)来实现(2)个供暖系统的供油需求。
7.根据权利要求6所述的一种基于高压变压器取油热回收利用的采暖系统,其特征在于:所述旁通管支路(8)设有通断阀门(9),通过通断控制支路的通过流量比例,在用户侧负荷减小时,要增大旁通管支路(8)通断阀门的相对开度,以减小通过换热器的流量,进而减小供热量。
8.根据权利要求7所述的一种基于高压变压器取油热回收利用的采暖系统,其特征在于:高压变压器的油箱(1)顶部开孔大小是依据高压变压器顶部允许开孔面积、所在变电站建筑的采暖负荷需求、油循环管路的管径来确定。
9.根据权利要求8所述的一种基于高压变压器取油热回收利用的采暖系统,其特征在于:油循环管路(10)在高压变压器油箱中取油取热,引起油箱(1)内部油温轻微浮动可以通过油枕(5)调节,同时保留高压变压器两侧的散热器,确保油箱(1)内油的散热能始终达到预定效果。
10.根据权利要求9所述的一种基于高压变压器取油热回收利用的采暖系统,其特征在于:在≤2.5m/s范围内,不同取油油管流速下的变压器油箱内部最大流速不超过0.05m/s。
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