CN109192461A - 一种主变压器地下水冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及变电站技术领域，公开了一种主变压器地下水冷系统。本发明的主变压器地下水冷系统包括依次设置的主变压器、水冷却器、冷却水池、动态冰浆蓄冷系统，水冷却器与主变压器相连，用于对主变压器降温，冷区水池与水冷却器相连，用于对水冷却器降温，动态冰浆蓄冷系统与冷却水池相连，用于对冷却水池降温，主变压器、水冷却器、动态冰浆蓄冷系统设于地下。本发明的主变压器地下水冷系统，主变压器散热全部在地下完成，节省了大量的地上土地资源。

Description

一种主变压器地下水冷系统

技术领域

本发明涉及变电站技术领域，尤其是涉及一种主变压器地下水冷系统。

背景技术

变电站的建设需要大量的土地资源，对于人口密集的城市，变电站的建设无疑会增加城市土地利用的负担，近年来，人们逐渐采用地下排布的方式建设变电站，将变电站内的设施设置在地下，从而为城市的建设、规划腾出了大量的土地资源。

变电站的工作，尤其是主变压器工作会产生大量的热量，一般容量为1000MVA的500KV主变压器的发热量为2000KW，按照一般变电站4台主变压器考虑，仅仅主变压器的发热量就达到了10000KW，可见，变电站的发热量是非常巨大的，那么，如何对地下设置的变电站设施散热就成为了一个至关重要的问题。

地下变电站常规的散热方式采用强迫油循环水冷散热器，水冷散热器采用双层管道，内层为变压器油，外层为冷却水，但是由于主变压器发热量大，水冷系统中的水经过热交换后，主变压器的热量由冷却水带出，水温一般升高到40摄氏度左右，此时，会在变电站的地面上设置一块区域，布置散热装置或散热片，为水降温至30摄氏度以下，降温后的冷却水返回冷却器内继续作为冷却介质，如此循环形成主变压器的散热系统。

现有的地下变电站的散热方式存在一个严重的缺点，冷却水吸收的热量不能排放到地下变电站内，必须通过在地面上设置散热装置或散热片将冷却水中的热量带走，以500KV主变压器为例，一组500KV主变压器就需要在底面上配置占地约为12m×10m的散热器，可见散热器仍然需要占用大量的土地资源，这与地下布置变电站的初衷违背。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种可以在地下完成主变压器的冷却、散热的主变压器地下水冷系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种主变压器地下水冷系统，包括依次设置的主变压器、水冷却器、冷却水池、动态冰浆蓄冷系统，所述水冷却器与所述主变压器相连，用于对所述主变压器降温，所述冷区水池与所述水冷却器相连，用于对所述水冷却器降温，所述动态冰浆蓄冷系统与所述冷却水池相连，用于对所述冷却水池降温，所述主变压器、水冷却器、动态冰浆蓄冷系统设于地下。

作为上述技术方案的进一步改进，所述水冷却器包括主冷却器、辅助冷却器，所述主变压器内设置有油温监测器，正常工作时，所述主冷却器对所述主变压器降温，当所述油温监测器监测到所述主变压器内油温过高时，所述辅助冷却器工作，同所述主冷却器一起对所述主变压器降温。

作为上述技术方案的进一步改进，所述水冷却器还包括备用冷却器，所述主冷却器或所述辅助冷却器故障时，所述备用冷却器对所述主变压器降温。

作为上述技术方案的进一步改进，所述主变压器为单相变压器或二相变压器或三相变压器或四相变压器或多相变压器，所述水冷却器的数量与所述主变压器的相数相同，每组所述水冷却器与所述主变压器的一相连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述水冷却器、所述动态冰浆蓄冷系统位于所述主变压器的下方。

本发明的有益效果是：

本发明的主变压器地下水冷系统，变电站采用地下设置的结构，通过水冷却器对主变压器散热，水冷却器吸收主变压器的热量后温度升高，然后通过冷却水池对水冷却器进行降温，并通过动态冰浆蓄冷系统维持冷却水池内的温度，从而在地下完成主变压器的散热，相比于传统的主变压器地下散热结构，本发明的主变压器地下水冷系统的散热完全在地下完成，能够显著的节省地上土地资源。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明较优实施例的主变压器地下水冷系统的原理结构示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本发明中所使用的上、下、左、右、前、后等描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。

此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

参照图1，本发明的主变压器地下水冷系统包括主变压器1、水冷却器2、冷却水池3以及动态冰浆蓄冷系统4，水冷却器2与主变压器2相连，用于对主变压器1降温，吸收主变压器1的热量，冷却水池3与水冷却器2相连，冷却水池3将从柱变压器1中吸收的热量传递到冷却水池3中，动态冰浆蓄冷系统4与冷却水池3相连，动态冰浆蓄冷系统4向冷却水池3持续提供冰浆，中和掉冷却水池3从水冷却器2中吸收的热量，并维持水冷却池3的恒定温度，本实施例中，主变压器1、水冷却器2、冷却水池3以及动态冰浆蓄冷系统4均设置在底面A下方，即均设置在地下，在地下完成主变压器1的散热过程，从而变电站的建设无需在地面上设置元器件，节省了大量的地面土地资源。

动态冰浆蓄冷系统4最先于80年代在南非的深矿开采中应用，随着经济发展，动态冰浆蓄冷系统已经广泛应用在机场、医院、大型写字楼等地方，其中与我们生活息息相关的是蓄冰空调系统，因此，动态冰浆蓄冷系统的原理属于本领域技术人员的公知常识，这里便不再赘述。

本发明中，水冷却器2包括主冷却器、辅助冷却器以及备用冷却器，主冷却器、辅助冷却器、备用冷却器分别与主变压器1连接，正常工作时，主冷却器单独工作对主变压器1降温，但是，当遇到用电量过大、主变压器1产热效率大于主冷却器的散热效率时，仅仅柱冷却器工作显然无法保证主变压器1的散热，针对该种情况，在主变压器1内设置有油温监测器，实时监测主变压器1中温度，并预先设置好温度阈值，当油温监测器监测到主变压器1的温度超过该阈值温度时，辅助冷却器参与工作协助主冷却器对主变压器1进行降温。备用冷却器用于预防主冷却器和辅助冷却器发生故障而无法正常工作的情况，当主冷却器或辅助冷却器故障时，备用冷却器参与工作，对主变压器1进行降温。

优选的，辅助冷却器的数量为2个。

主变压器1可以为单相变压器、二相变压器、三相变压器、四相变压器或多相变压器，水冷却器2的数量与主变压器1的相数相等，每组水冷却器2与主变压器1的一相相连，用于对主变压器1的该相进行降温。在变电站的建设中，三相变压器应用最为广泛，本实施例以三相变压器为例进行说明，为对该主变压器1进行散热，设置三组水冷却器2，三组水冷却器2分别与主变压器1的三相连接，分别对主变压器1的三相进行降温。

变电站中，主变压器1的数量一般设置4个，为此，以三相变压器为例，变电站内总共设置12组水冷却器2，分别对4个主变压器1的三相进行降温。

本实施例中，主变压器1与水冷却器2之间设有循环油管100、水冷却器2与冷却水池3之间设有冷却水循环管路110、冷却水池3与动态冰浆蓄冷系统4之间设有冰浆循环管路120，通过循环油管100内的油路循环，将主变压器1产生的热量带走至水冷却器2中，水冷却器2中的冷水与循环油管100中的油进行热交换，使循环油管100中油温降低，然后循环油管100中油随循环油管100回流入主变压器1中；水冷却器2中的冷水吸收循环油管100中油的热量后温度升高，水冷却器2又与冷却水池3通过冷却水循环管路110连通，形成冷却回路，通过冷却水池3将水冷却器2中吸收的热量传递到冷却水池3中，进一步地，冷却水池3又与动态冰浆蓄冷系统4通过冰浆循环管路120连通，动态冰浆蓄冷系统4持续向冷却水池3中补充冰浆，以维持冷却水池3的恒定稳定，并中和掉冷却水池3吸收的热量。

本实施例中以主变压器1为三相变压器、主变压器1的数量为4个为例，要完成对主变压器1的散热冷却，冷却水池3的体积大致需要50m3，为了合理的安排主变压器1、冷却水池3的位置，减小变电站的体积占用，冷却水池3设置在主变压器1的下方，具体地，冷却水池3设置在建造成的变电站的底部，优选的，动态冰浆蓄冷系统4也设置在建造成的变电站的底部位置。

本发明的主变压器地下水冷系统还配备有电源系统，电源取自站用变压器的低压侧，常规的站用变压器的低压侧电压为0.4KV，由于设备功率较大，本实施例中，站用变压器连接有10KV电压绕组，将低压侧的电压升高至10KV后供给地下水冷系统使用。

以上是对本发明的较佳实施进行的具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (5)

1.一种主变压器地下水冷系统，其特征在于，包括依次设置的主变压器、水冷却器、冷却水池、动态冰浆蓄冷系统，所述水冷却器与所述主变压器相连，用于对所述主变压器降温，所述冷区水池与所述水冷却器相连，用于对所述水冷却器降温，所述动态冰浆蓄冷系统与所述冷却水池相连，用于对所述冷却水池降温，所述主变压器、水冷却器、动态冰浆蓄冷系统设于地下。

2.根据权利要求1所述的主变压器地下水冷系统，其特征在于，所述水冷却器包括主冷却器、辅助冷却器，所述主变压器内设置有油温监测器，正常工作时，所述主冷却器对所述主变压器降温，当所述油温监测器监测到所述主变压器内油温过高时，所述辅助冷却器工作，同所述主冷却器一起对所述主变压器降温。

3.根据权利要求2所述的主变压器地下水冷系统，其特征在于，所述水冷却器还包括备用冷却器，所述主冷却器或所述辅助冷却器故障时，所述备用冷却器对所述主变压器降温。

4.根据权利要求2或3所述的主变压器地下水冷系统，其特征在于，所述主变压器为单相变压器或二相变压器或三相变压器或四相变压器或多相变压器，所述水冷却器的数量与所述主变压器的相数相同，每组所述水冷却器与所述主变压器的一相连接。

5.根据权利要求2或3所述的主变压器地下水冷系统，其特征在于，所述冷却水池、所述动态冰浆蓄冷系统位于所述主变压器的下方。