CN111579757A - 绝缘油中溶解气体在线监测设备光电转换模块的冷却装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种绝缘油中溶解气体在线监测设备光电转换模块的冷却装置，冷却装置包括制冷系统、散热系统和温度控制系统。制冷系统包括设置在光电转换模块外表面的制冷模块，制冷单元为半导体制冷片；散热系统包括设置在半导体制冷片外侧的至少一个风扇；温度控制系统靠近光电转换模块设置，温度控制系统包括温度传感器和控制器，所述温度传感器连接在控制器的输入端，半导体制冷片和风扇均连接在控制器的输出端，控制器的预设温度为20～40℃。本发明首次将半导体制冷系统运用到光电转换模块的快速、高效散热需求上，为油中溶解气体在线监测装置安全、稳定的通讯方式提供了可靠保证。

Description

绝缘油中溶解气体在线监测设备光电转换模块的冷却装置
技术领域
本申请涉及绝缘油在线监测运维技术领域，尤其涉及一种绝缘油中溶解气体在线监测设备光电转换模块的冷却装置。
背景技术
油中溶解气体在线监测装置，主要是通过对绝缘油中溶解气体进行测量和分析，实现对大型变压器及电抗器等充油电气设备内部运行状态的在线监测。能够及时发现和诊断其内部故障，随时掌握设备的运行状况，为保证变压器等充油电气设备的安全经济运行提供了技术支持，是保证充油电气设备及电网系统安全经济运行的重要手段。
传统油中溶解气体在线监测装置的通信方式为IEC41850，为确保电力设备安全可靠运行，需要对采用IEC41850通信方式的系统升级为IEC61850通信方式，通信方式的升级主要是通过通信规约和光电转换模块联合实现。通信方式升级运行后，由于仅对油中溶解气体在线监测装置的通信部分进行了升级，在线监测装置的散热能力已经不能满足IEC61850通信方式中的光电转换模块的快速、高效散热需求，经常出现因光电转化模块发热严重，使通信运行不稳定而导致通讯中断、数据丢失等问题。最终表现为在线监测装置掉线率较高的情况，失去了对变压器、电抗器的在线监测保护功能，严重影响了设备的安全稳定运行。需要一种适用于IEC61850通信方式和油中溶解气体在线监测装置的结构特点，提供更高的散热能力和高效的制冷效果的光电转换模块的冷却装置。
发明内容
本申请提供了一种更高的散热能力和高效的制冷效果的绝缘油中溶解气体在线监测设备光电转换模块的冷却装置。
本申请采用的技术方案如下：
本发明提供了一种绝缘油中溶解气体在线监测设备光电转换模块的冷却装置，所述冷却装置包括：
制冷系统，所述制冷系统包括设置在所述光电转换模块外表面的制冷模块，所述制冷单元为半导体制冷片；
散热系统，所述散热系统包括设置在所述半导体制冷片外侧的至少一个风扇；
温度控制系统，所述温度控制系统靠近所述光电转换模块设置，所述温度控制系统包括温度传感器和控制器，所述温度传感器连接在所述控制器的输入端，所述半导体制冷片和所述风扇均连接在所述控制器的输出端，所述控制器的预设温度为20～40℃。
进一步地，所述风扇具有两个。
进一步地，所述风扇分别设置在所述光电转换模块的相对两侧，且进出风方向一致。
进一步地，所述风扇在竖直方向和垂线的夹角为5～30°。
采用本申请的技术方案的有益效果如下：
1、首次将半导体制冷系统运用到光电转换模块的快速、高效散热需求上，为油中溶解气体在线监测装置安全、稳定的通讯方式提供了可靠保证。
2、半导体制冷模块配有温度控制系统，可以根据光电转换模块的运行温度自动启停制冷模块和散热系统。
3、安装简单，后期免维护。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种绝缘油中溶解气体在线监测设备光电转换模块的冷却装置的正视图；
图2为一种绝缘油中溶解气体在线监测设备光电转换模块的冷却装置的左视图；
图示说明：
其中，1-光电转换模块；2-半导体制冷片；3-温度控制系统；4-第一风扇；5-第二风扇。
具体实施方式
下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。
参见图1，为一种绝缘油中溶解气体在线监测设备光电转换模块的冷却装置的正视图；
图2为一种绝缘油中溶解气体在线监测设备光电转换模块的冷却装置的左视图。
本申请提供的一种绝缘油中溶解气体在线监测设备光电转换模块的冷却装置，冷却装置用于绝缘油中溶解气体在线监测设备的光电转换模块的冷却，冷却装置包括制冷系统、散热系统和温度控制系统3。
制冷系统包括设置在光电转换模块1外表面的制冷模块，制冷单元为半导体制冷片2，半导体制冷片2设置在光电转换模块1的外表面；
散热系统包括设置在半导体制冷片2外侧的至少一个风扇；
温度控制系统3靠近光电转换模块1设置，温度控制系统3包括温度传感器和控制器，温度传感器连接在控制器的输入端，半导体制冷片2和风扇均连接在控制器的输出端，控制器的预设温度为20～40℃。
风扇具有两个，风扇分别设置在光电转换模块1的左右相对两侧，且进出风方向一致。
风扇在竖直方向和垂线的夹角为5～30°。
本装置主要是通过在光电转换模块1上安装一个半导体制冷模块将光电转换模块1运行产生的热量进行交换，并通过风冷式散热系统对光电转换模块1产生的热量进行热转移处理，最终实现光电转换模块1运行温度的降低。
散热系统由两个散热风扇(光电转换模块1左侧为第一风扇4，光电转换模块1右侧为第二风扇5)组成，两个风扇的风向都朝左或者右吹。温控系统在光电转换模块1前方，温度控制系统3主要作用是控制半导体制冷片2和风扇的启停功能。
1、半导体制冷片2主要是实现光电转换模块1表面降温
半导体制冷片2可以迅速将光电转换模块1运行产生的热量进行交换，使光电转换模块1在运行过程中，温度控制在28度以下，确保光电转换模块1不因为超温而出现通讯故障。
2、散热系统
散热系统主要由两个12V散热风扇组成。其安装方式依据油中溶解气体在线监测装置内部装置结构特点和空气动力学原理进行安装角度设计，以利于热量最大限度的转移。具体地说，两个散热风扇分别安装于光电转换模块1的左右两边，同方向安装(均朝左或者朝右)，保证风的进出方向一致，但在竖直方向的角度有5～30度的偏移。该安装方式的目的是热空气形成一个循环，有利于热量快速转移。
3、温度控制系统3
温度控制系统3主要是控制半导体制冷片2和风扇的启停功能。根据绝缘油在线监测系统安装环境的年平均最高温度进行温度设定。该温度控制系统3预设的温度范围为20-40℃。当光电转换模块1运行温度高于设定值时，温度控制系统3自动启动制冷模块和散热模块；当光电转换模块1运行温度低于设定值时，温度控制系统3自动停止制冷模块和散热模块，达到控温、节能的目的。
具体来说，在本实施例中：某220kV主变压器安装有油中溶解气体在线监测装置，经过通信方式升级后，所采用的通信方式为IEC61850通信方式。实际运行过程中，常出现检测数据不能上传至监测终端的情况，经过现场分析确定是光电转换模块1运行温度过高所致。现场在光电转换模块1上部安装半导体制冷模块，在左右两侧安装散热风扇。根据该套油中溶解气体在线监测装置内部结构特点，决定左侧风扇与右侧风扇的安装角度均为相对于光电转换模块1向下旋转15度。通过温度控制系统3设定半导体制冷片2的启动温度为35℃、停止温度为26℃，设定风扇的启动温度为32℃，停止温度为25℃(温度传感器检测到32℃时，风扇开启，检测到35℃时，半导体制冷片2开启，检测到26℃时，半导体制冷片2关闭，检测到25℃时，风扇关闭)。经过72小时运行观察发现，油中溶解气体在线监测装置的光电转换模块1在采用本冷却方法后运行正常，监测终端能够正常接收检测的数据，油中溶解气体在线监测装置内部的最高温度为25℃，能够满足光电转换模块1的正常运行。
本实施例的优点：
1、首次将半导体制冷系统运用到光电转换模块1的快速、高效散热需求上，为油中溶解气体在线监测装置安全、稳定的通讯方式提供了可靠保证。
2、半导体制冷模块配有温度控制系统3，可以根据光电转换模块1的运行温度自动启停制冷模块和散热系统。
3、散热系统中风扇的安装角度，根据内部装置结构特点进行设计，有利于热量的快速转移。
4、安装简单，后期免维护。
本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (4)

1.一种绝缘油中溶解气体在线监测设备光电转换模块的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置包括：
制冷系统，所述制冷系统包括设置在所述光电转换模块外表面的制冷模块，其特征在于，所述制冷模块为半导体制冷片；
散热系统，所述散热系统包括设置在所述半导体制冷片外侧的至少一个风扇；
温度控制系统，所述温度控制系统靠近所述光电转换模块设置，所述温度控制系统包括温度传感器和控制器，所述温度传感器连接在所述控制器的输入端，所述半导体制冷片和所述风扇均连接在所述控制器的输出端，所述控制器的预设温度为20～40℃。
2.根据权利要求1所述的绝缘油中溶解气体在线监测设备光电转换模块的冷却装置，其特征在于：所述风扇具有两个。
3.根据权利要求2所述的绝缘油中溶解气体在线监测设备光电转换模块的冷却装置，其特征在于：所述风扇分别设置在所述光电转换模块的相对两侧，且进出风方向一致。
4.根据权利要求3所述的绝缘油中溶解气体在线监测设备光电转换模块的冷却装置，其特征在于：所述风扇在竖直方向和垂线的夹角为5～30°。
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