CN111519709A - 一种用于变压器喷淋降温系统的供水系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于变压器喷淋降温系统的供水系统及方法，供水系统包括安装有保温隔热层的制冷水箱，制冷水箱内安装有在用电低谷期进行取电制冷的制冷部件，制冷水箱上安装有水箱进水阀和水箱出水阀，水箱进水阀连接有用于回收喷淋降温系统用水的接水盘，在用电低谷期对制冷水箱内的喷淋水进行降温，从而在用电高峰期变压器超温时供应低温的喷淋水，以达到在变压器超温时对变压器快速进行降温的目的，供水方法包括根据变压器超温程度和超温时温度上升速率，来向喷淋降温系统供应相应温度和水量的喷淋水，有利于节约制冷的能耗以及提升喷淋降温系统对变压器的降温效果。

Description

一种用于变压器喷淋降温系统的供水系统及方法

技术领域

本发明实施例涉及电力变压器技术领域，具体涉及一种用于变压器喷淋降温系统的供水系统及方法。

背景技术

油浸自冷式变压器在环境温度高或负荷较大情况下，产生的热量不能通过散热片快速散发，导致油温较高，造成变压器的输出容量不足，为了降低变压器油温，目前的很多变压器都采用喷淋设备对变压器进行辅助降温。

申请号为201720696167.5，专利名称为一种电力变压器用自动喷淋降温装置，通过调整风速和喷水管流量的方式来提升喷淋降温系统的降温强度，但由于空气和喷淋水与变压器壳体和散热片的接触面积有限，即使增加了风量和喷水量，对变压器的降温效果也很有限，况且，在高温环境且用电高峰期的双重影响下，变压器超温程度和超温时温度上升速率会很大，降温强度的不足不仅限制了变压器的输出容量，难以满足日渐增多的用电量需求，且存在因降温强度不足而无法控制变压器温度上升的情况。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种用于变压器喷淋降温系统的供水系统及方法，通过供应低温喷淋水，以解决现有技术中，由于供水系统和方法存在缺陷而导致的喷淋降温系统降温效果差的问题。

为了实现上述目的，本发明的实施方式公布了如下技术方案：

一种用于变压器喷淋降温系统的供水系统及方法，包括安装有保温隔热层的制冷水箱，所述制冷水箱内安装有在用电低谷期进行取电制冷的制冷部件，所述制冷水箱上安装有水箱进水阀和水箱出水阀，所述水箱进水阀连接有用于回收喷淋降温系统用水的接水盘，所述水箱出水阀依次连接有增压泵和缓存缸；

所述接水盘内安装有滤网，以及用于控制所述水箱进水阀开闭的液位开关，所述接水盘与所述水箱进水阀之间通过水过滤器连接，所述缓存缸的进水端安装有止回阀，所述缓存缸的出水端安装有供水电磁阀。

作为本发明的一种优选方案，所述制冷水箱包括安装有所述保温隔热层的保温箱体、安装在所述保温箱体内的过渡箱体，以及安装在所述过渡箱体内的低温箱体，所述制冷部件安装在所述低温箱体内，所述水箱进水阀安装在所述保温箱体上，所述过渡箱体和低温箱体的箱壁上均开设有连通器口。

作为本发明的一种优选方案，所述增压泵的进水端安装有输水管，所述输水管通过所述水箱出水阀与所述增压泵连接，所述输水管上安装有多个取水电磁阀，所述输水管通过所述取水电磁阀分别与所述保温箱体、过渡箱体和低温箱体相连通。

作为本发明的一种优选方案，所述输水管安装在所述保温箱体、过渡箱体和低温箱体的底部。

作为本发明的一种优选方案，所述过渡箱体上的所述连通器口位于其箱壁的下端，所述低温箱体上的所述连通器口位于其箱壁的中端。

作为本发明的一种优选方案，还包括在用电低谷期进行取电的蓄电设备，所述蓄电设备与所述制冷部件电性连接。

一种用于变压器喷淋降温系统的供水方法，包括：

S100、对变压器的工作温度进行监测，并绘制工作温度变化曲线；

S200、计算工作温度变化曲线中相邻时间段的曲线曲率；

S300、当变压器超温后，依据超温时间段曲线曲率的大小来相应调节降温措施的强度。

作为本发明的一种优选方案，所述S300中，依据超温时间段曲线曲率的大小来相应调节降温措施的强度的方法包括：当超温时间段的曲线曲率较大时，供应低温的喷淋水，并增加喷淋水量，喷淋水量和喷淋水的温度与所述曲线曲率的大小呈正相关。

本发明的实施方式具有如下优点：

本发明实施例的制冷部件在用电低谷期对制冷水箱内的喷淋水进行降温，从而在用电高峰期变压器超温时，根据变压器超温程度和超温时温度上升速率，来向喷淋降温系统供应相应温度和水量的喷淋水，以达到在变压器超温时对变压器快速进行降温的同时，减少对喷淋水制冷的电能消耗。

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地介绍，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它的附图。

图1为本发明实施方式中的整体结构示意图；

图2为本发明实施方式中的制冷水箱结构示意图。

图中：

1-保温隔热层；2-制冷水箱；3-制冷部件；4-水箱进水阀；5-水箱出水阀；6-接水盘；7-增压泵；8-缓存罐；9-供水电磁阀；10-连通器口；11-输水管；12-取水电磁阀；13-蓄电设备；14-止回阀；15-浮动开关；16-水过滤器；17-滤网；

201-保温箱体；202-过滤箱体；203-低温箱体。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1和图2所示，本发明公布了一种用于变压器喷淋降温系统的供水系统及方法，包括安装有保温隔热层1的制冷水箱2，制冷水箱2内安装有在用电低谷期进行取电制冷的制冷部件3。

在用电低谷期，制冷部件3从变压器上取电，吸收制冷水箱2内水的热量，以降低制冷水箱2内的水温，并在保温隔热层1的保温和隔热作用下保持制冷水箱2内的水温，当变压器温度过高时，喷淋降温系统从制冷水箱2吸取冷水向变压器壳体上进行喷淋，由于采用制冷水箱2内的低温水进行喷淋降温，提升了喷淋降温系统的降温效果，能够对变压器进行快速降温，避免变压器在用电高峰期或高温环境下长时间工作而造成变压器故障甚至损坏的情况发生。

制冷水箱2上安装有水箱进水阀4和水箱出水阀5，水箱进水阀4连接有用于回收喷淋降温系统用水的接水盘6，接水盘6内安装有用于过滤杂质的滤网17，以及用于控制水箱进水阀4开闭的液位开关15，接水盘6底部与水箱进水阀4之间通过水过滤器16连接，以对回收的水进一步过滤，避免水中残留的杂质对供水系统的使用寿命造成负面影响。

水箱出水阀5通过管道依次连接有增压泵7和缓存缸8，缓存缸8的进水端安装有止回阀14，缓存缸8的出水端安装有供水电磁阀9，当由止回阀14进入的水充满缓存缸8后，增压泵7对缓存缸8内的水进行增压，以保证为喷淋降温系统及时供应高压水，止回阀14和供水电磁阀9的作用是防止增压泵7内的水在高压作用下溢出，通过供水电磁阀9的开闭来控制缓冲缸内的水箱喷淋降温系统的供应与否。

制冷水箱2包括安装有保温隔热层1的保温箱体201、安装在保温箱体201内的过渡箱体202，以及安装在过渡箱体202内的低温箱体203，制冷部件3安装在低温箱体203内，水箱进水阀4安装在保温箱体201上，过渡箱体202和低温箱体203的箱壁上均开设有连通器口10，增压泵7的进水端安装有输水管11，输水管11通过所述水箱出水阀5与所述增压泵7连接，输水管11上安装有多个取水电磁阀12，输水管11通过取水电磁阀12分别与保温箱体201、过渡箱体202和低温箱体203相连通。

制冷部件3直接对低温箱体203内的喷淋水进行吸热降温，过渡箱体202和保温箱体201内的喷淋水在箱壁的隔离下，热量传导的较慢，导致过渡箱体202和保温箱体201的喷淋水温度依次增加，当变压器超温时，根据变压器工作温度的高低或工作温度增加幅度的大小，向喷淋降温系统供应不同温度的喷淋水。

例如，当变压器超温但温度不是很高或温度增加幅度不大时，仅将位于保温箱体201内的取水电磁阀12打开，在增压泵7负压的作用下，保温箱体201内的喷淋水被泵向喷淋降温系统，通过喷淋降温系统喷向变压器壳体上，达到对变压器进行降温的目的；而当变压器超温且温度较高或温度增加幅度较大时，仅将位于过渡箱体202内的取水电磁阀12打开，以向喷淋降温系统供应温度较低的喷淋水，以加快变压器的降温速度；而当高温且正值用电高峰期时，变压器受环境高温以及高负荷产热的双重影响，导致变压器超温时温度较高且温度上升幅度较大，如果不能及时加强降温措施，则难以变压器温度的上升，此时，仅将低温箱体203内的取水电磁阀12打开，以向喷淋降温系统供应低温喷淋水，通过低温喷淋水快速地吸收变压器上的热量，以避免因降温效果差而导致无法控制变压器温度上升的问题。

保温箱体201、过渡箱体202和低温箱体203内具有温度不同的喷淋水，以适应不同强度的降温需求，不仅有利于节约制冷部件3制冷的能耗，还具有如下优点：

一方面，由于制冷水箱2容量有限，当变压器在高温高负荷的工况下长时间工作时，可能存在制冷水箱2内的喷淋水容量不足以应对长时间高强度降温需求的情况，而通过制冷部件3对容量较小的低温箱体203内的喷淋水进行降温，有利于快速降低喷淋水的温度，以应对长时间高强度的降温需求；

另一方面，在低温箱体203外的保温箱体201和过渡箱体202，具有减缓热量向低温箱体203传导的作用，有利于维持低温箱体203内喷淋水的低温，且保温箱体201内的喷淋水与环境温度相差较小，而热传导功率与温差呈正比，从而在保证制冷水箱2内装有低温喷淋水的同时，减少了制冷水箱2内喷淋水的吸热。

并且，保温箱体201、过渡箱体202和低温箱体203通过连通器口10相互连通，形成连通器结构，当保温箱体201内水位下降时，过渡箱体202内的喷淋水流向保温箱体201内，与过渡箱体202内新注入的喷淋水以及回收的喷淋水进行混合，达到降低保温箱体201内喷淋水温度的目的，同时，低温箱体203内的喷淋水流向过渡箱体202内，以补充过渡箱体202内的喷淋水。

相反的，低温箱体203内液位下降时，过渡箱体202向低温箱体203内补充温度降低的喷淋水，以减少低温箱体203内低温喷淋水的形成耗时，且输水管11安装在保温箱体201、过渡箱体202和低温箱体203的底部，从低温箱体203取水时，会优先吸取温度低、密度大的低温喷淋水，在短时间内不会导致降温强度的下降，为制冷部件3对刚进入制箱体内的喷淋水降温预留了时间，以适应长时间高强度降温措施的供水需求。

且优选的，过渡箱体202上的连通器口10位于其箱壁的下端，有利于过渡箱体202底部温度较低的喷淋水向保温箱体201内供应，而低温箱体203上的连通器口10位于其箱壁的中端，一方面是避免低温箱体203内的低温喷淋水沿底部的连通器口10流向过渡箱体202，导致低温箱体203内低温喷淋水的形成时间增加，另一方面，避免低温箱体203内的低温喷淋水全部流向过渡箱体202内而无法及时进行补充，从而避免了需要进行高强度降温时而无低温喷淋水可用的情况发生。

需要补充说明的是，低温箱体203既可以通过另外的管道进行供水，也可以仅通过保温箱体201和过渡箱体202进行供水，因为由于低温箱体203上连通器口10的位置，在不从低温箱体203取水时，低温箱体203内始终会存有一定量的低温喷淋水，而当保温箱体201和过渡箱体202内的水位低于低温箱体203上的连通器口10时，通过向保温箱体201泵水的方式即可重新建立连通器的结构。

另外，在过渡箱体202内设置水位传感器即可监测保温箱体201和隔离箱体内的水位高度，以判断是否是要向保温箱体201内泵水，这是本领域技术人员公知的技术手段。

并且，制冷部件3连接有在用电低谷期进行取电的蓄电设备13，在不增加电网用电高峰期负载的情况，使制冷部件3在用电高峰期仍能进行制冷，对制冷水箱2容量有限的缺点进行弥补，蓄电设备13一般性的包括蓄电池和充放电电路。

本发明还公布了一种用于变压器喷淋降温系统的供水方法，包括：

S100、对变压器的工作温度进行监测，并绘制工作温度变化曲线；

S200、计算工作温度变化曲线中相邻时间段的曲线曲率；

S300、当变压器超温后，依据超温时间段曲线曲率的大小来相应调节降温措施的强度。

S300中，依据超温时间段曲线曲率的大小来相应调节降温措施的强度的方法包括：当超温时间段的曲线曲率较大时，供应低温的喷淋水，并增加喷淋水量，喷淋水量和喷淋水的温度与曲线曲率的大小呈正相关。

通过调节喷淋水量和喷淋水的温度，满足不同降温强度需求，以适应变压器在不同超温温度和不同温度上升速率时的降温要求，有利于节能以及提升降温效果。

其中，低温箱体203的管壁贯穿过渡箱体202和保温箱体201，以供制冷部件3的装入，制冷部件3为管式冷凝器或套管式制冷器等具有相同功能的制冷设备，当制冷部件3为管式冷凝器或套管式制冷器时，制冷管或制冷套管的一端插接在低温箱体203内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种用于变压器喷淋降温系统的供水系统，其特征在于，包括安装有保温隔热层(1)的制冷水箱(2)，所述制冷水箱(2)内安装有在用电低谷期进行取电制冷的制冷部件(3)，所述制冷水箱(2)上安装有水箱进水阀(4)和水箱出水阀(5)，所述水箱进水阀(4)连接有用于回收喷淋降温系统用水的接水盘(6)，所述水箱出水阀(5)依次连接有增压泵(7)和缓存缸(8)；

所述接水盘(6)内安装有滤网(17)，以及用于控制所述水箱进水阀(4)开闭的液位开关(15)，所述接水盘(6)与所述水箱进水阀(4)之间通过水过滤器(16)连接，所述缓存缸(8)的进水端安装有止回阀(14)，所述缓存缸(8)的出水端安装有供水电磁阀(9)。

2.根据权利要求1所述的一种用于变压器喷淋降温系统的供水系统，其特征在于，所述制冷水箱(2)包括安装有所述保温隔热层(1)的保温箱体(201)、安装在所述保温箱体(201)内的过渡箱体(202)，以及安装在所述过渡箱体(202)内的低温箱体(203)，所述制冷部件(3)安装在所述低温箱体(203)内，所述水箱进水阀(4)安装在所述保温箱体(201)上，所述过渡箱体(202)和低温箱体(203)的箱壁上均开设有连通器口(10)。

3.根据权利要求2所述的一种用于变压器喷淋降温系统的供水系统，其特征在于，所述增压泵(7)的进水端安装有输水管(11)，所述输水管(11)通过所述水箱出水阀(5)与所述增压泵(7)连接，所述输水管(11)上安装有多个取水电磁阀(12)，所述输水管(11)通过所述取水电磁阀(12)分别与所述保温箱体(201)、过渡箱体(202)和低温箱体(203)相连通。

4.根据权利要求3所述的一种用于变压器喷淋降温系统的供水系统，其特征在于，所述输水管(11)安装在所述保温箱体(201)、过渡箱体(202)和低温箱体(203)的底部。

5.根据权利要求2所述的一种用于变压器喷淋降温系统的供水系统，其特征在于，所述过渡箱体(202)上的所述连通器口(10)位于其箱壁的下端，所述低温箱体(203)上的所述连通器口(10)位于其箱壁的中端。

6.根据权利要求1所述的一种用于变压器喷淋降温系统的供水系统，其特征在于，还包括在用电低谷期进行取电的蓄电设备(13)，所述蓄电设备(13)与所述制冷部件(3)电性连接。

7.一种用于变压器喷淋降温系统的供水方法，其特征在于，包括：

S100、对变压器的工作温度进行监测，并绘制工作温度变化曲线；

S200、计算工作温度变化曲线中相邻时间段的曲线曲率；

S300、当变压器超温后，依据超温时间段曲线曲率的大小来相应调节降温措施的强度。

8.根据权利要求7所述的一种用于变压器喷淋降温系统的供水方法，所述S300中，依据超温时间段曲线曲率的大小来相应调节降温措施的强度的方法包括：当超温时间段的曲线曲率较大时，供应低温的喷淋水，并增加喷淋水量，喷淋水量和喷淋水的温度与所述曲线曲率的大小呈正相关。

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