CN113284683A - 一种高压设备冷却控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高压设备冷却控制方法，涉及输电技术领域，能够根据高压套管的温度进行冷却效率的调节，使其温度保持在正常范围。本发明的高压设备冷却控制方法包括如下步骤：首先获取导电杆温度，然后判断导电杆温度是否大于预设温度；若导电杆温度小于等于预设温度，则主风机以第一频率运行；若导电杆温度大于预设温度，则主风机以第二频率运行，其中，第一频率小于第二频率。本发明的高压设备冷却控制方法用于高压冷却设备的控制。

Description

一种高压设备冷却控制方法

技术领域

本发明涉及输电技术领域，尤其涉及一种高压设备冷却控制方法。

背景技术

在高压输电过程中，用于输电的高压输电设备需要承受着高电压，大电流以及强机械负荷的叠加作用，内部存在很高的电、热及机械应力。随着高压输电技术的不断发展，输电容量需求不断增大，输电电压和输电电流都有所提升，高压输电设备因此也需要承受更大的强度。其中，高压套管作为高压设备的重要组成部件，其也存在着需要承受较大电应力和自身内部温度难以控制的问题。

为了防止出现因为高压套管内部温度过高，导致其出现绝缘失效的问题发生。目前，常采用的手段，一种是通过增大高压套管组件的体积、重量以及采用更为优质的材料来降低高压套管本身的发热量来了控制高压套管的温度。另一种是采用液体管理，通过水在高压套管内的流动，将热量通过水流带出，进行高压套管的冷却。

虽然上述方式虽然能够在一定程度上降低高压套管的温度，但是采用增大体积、重量及使用优质材料的方式，会增加套管尺寸、重量增大，提高制造成本，不利于实际应用，另一种方式则可能出现冷却液泄漏的风险，可靠性较低。同时，两者都无法根据高压套管实际情况进行冷却效率的调节，也就无法将高压套管的温度控制在一个可靠的温度范围内。

发明内容

本发明提供一种高压设备冷却控制方法，能够根据高压套管的温度进行冷却效率的调节，使高压套管的温度维持在安全可靠的范围内。

为达到上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：

本发明实施例提供了一种高压设备冷却控制方法，具体步骤包括：首先获取导电杆温度；然后判断导电杆温度是否小于等于预设温度；若导电杆温度小于等于预设温度，主风机以第一频率运行；若导电杆温度大于预设温度，主风机以第二频率运行；其中第一频率小于第二频率。

本发明实施例提供的高压设备冷却控制方法，采用风机对高压套管内部的导电杆进行空气对流冷却，将外界空气送入导电杆内部中进行换热冷却，然后通过获取导电杆温度，将获取到的温度和预设温度进行比较。如果导电杆的温度小于等于预设温度的温度，则风机以第一频率运行，此时，风机的运行频率较低，以较低的冷却效率冷却；如果导电杆的温度高于预设温度的温度，则风机以第二频率运行，此时导电杆的温度较高，风机以较大频率的第二频率运行，提高冷却效率，使得导电杆的温度降到预设温度以下，保证高压套管整体温度保持在一个可靠的范围内。

在另一种可能的方法中，若导电杆温度大于预设温度，可进一步判断导电杆温度是否大于额定温度。若导电杆温度小于等于额定温度，则主风机频率随导电杆温度变化进行调节；若导电杆温度大于额定温度，主风机以第二频率运行。其中，额定温度大于预设温度。

在另一种可能的方法中，若导电杆温度大于额定温度，可进一步判断导电杆温度是否大于报警温度。若导电杆温度小于等于报警温度，主风机以第二频率运行；若导电杆大于报警温度，启动备用风机，并使主风机和备用风机以第二频率运行。同时发出报警信号。

在另一种可能的方法中，若导电杆温度大于报警温度，可进一步判断导电杆温度是否大于跳闸温度。若导电杆温度小于等于跳闸温度，则使主风机和备用风机以第二频率运行，同时发出报警信号；若导电杆温度大于跳闸温度，则发出降低高压设备运行功率信号。

在另一种可能的方法中，可以在获取导电杆温度前，启动主风机；或者在确定所述导电杆温度所处的区间之后，启动主风机并以与导电杆温度所处的区间对应的风机频率运行。

在另一种可能的方法中，当只有主风机运行时，可以获取主风机运行状态，判断主风机是否发生故障，若主风机发生故障，则启动备用风机并发出风机故障信号。

在另一种可能的方法中，若判断主风机正常工作，可在主风机运行预设时间间隔后，启动备用风机，停止主风机。接着判断备用风机运行状态，如果备用风机正常运行，则之后每隔一个预设时间间隔后，进行主风机和备用风机之间的切换。若备用风机故障，则直接重新启动主风机，并发出风机故障信号。

在另一种可能的方法种，当主风机和备用风机同时运行时，获取主风机和备用风机的运行状态，若主风机和备用风机中，有任意一个风机发生故障或者两者均发生故障，则发出降低高压设备功率信号。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的高压设备冷却控制方法的流程图一；

图2为本发明实施例提供的高压设备冷却控制方法的流程图二；

图3为本发明实施例提供的高压设备冷却控制方法的流程图三；

图4为本发明实施例提供的高压设备冷却控制方法的流程图四；

图5为本发明实施例提供的高压设备冷却控制方法的流程图五；

图6为本发明实施例提供的高压设备冷却控制方法的流程图六；

图7为本发明实施例提供的高压设备冷却控制方法的流程图七；

图8为本发明实施例提供的高压设备冷却控制方法的流程图八。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在高压输电系统中，为了完成将直流电变换为交流电或者将交流电变换为直流电而建立有换流站，换流站设有阀厅，在阀厅内设有换流阀等设备以及对应的换流站控制系统。而换流变压器通过高压套管与换流阀等设备连接，因为高压套管内需要经受大电流和高电压，会产生热量，热量聚集在套管内会引起高压套管的温度上升，有可能出现绝缘失效的情况。

为了更好的对高压套管进行冷却，本发明实施例提供了一种高压设备冷却控制方法，为了更好的理解本发明实施例中的控制方法，下面先对该控制方法应用的冷却控制设备进行介绍。

本发明实施例提供的冷却控制设备，主要包括有电源、风机、管道、温度传感器以及控制器组成。

冷却控制设备设置有电源用于给风机供电，风机通过管道与高压套管内的导电杆连接，将外部的空气通过管道吹入到导电杆内，外部的冷空气在导电杆内进行换热，将导电杆内部的热量带出，达到冷却高压套管的效果。同时，配置有温度传感器和控制器。温度传感器可以测定导电杆整体温度。控制器可以根据温度传感器反馈的温度信息，对风机进行控制，让风机以合适的频率运行。其中，用于冷却的风机等组件可以设置两个，当其中一台设备发生故障时，可以切换至备用设备继续进行冷却。

此外，该冷却控制设备通过光纤与换流站控制系统连接，两者可进行信号传输，能够检测设备的运行状况。当冷却设备发生故障时，换流站控制系统可以进行设备切换，并发出警告信号，提醒工作人员设备损坏，当主用和备用设备全部故障时，可以发出将功率运行的信号，降低换流站系统的功率，以保证换流工程能够持续运行。

下面对本发明实施例提供的高压设备冷却控制方法进行详细描述。

参照图1所示，依次执行如下步骤。

步骤101：传感器获取导电杆温度。传感器感应导电杆内的温度，将导电杆的温度实时反馈给控制器。

步骤102：判断导电杆温度T是否小于等于预设温度T0。控制器接收到传感器反馈的温度之后，将传感器的温度与提前预设好的预设温度进行比较。若导电杆温度T大于等于预设温度T0，则执行步骤103，若导电杆温度T小于预设温度T0，则执行步骤104。

步骤103：主风机以第二频率运行。当导电杆温度T大于T0的时候，需要降低导电杆的整体温度。因此，控制器控制风机以较高的第二频率运行。

步骤104：主风机以第一频率运行。当导电杆温度T小于T0的时候，导电杆温度较低，不需要太强的冷却。因此，控制器控制风机以较低的第一频率运行。

需要说明的是，上述所说的第一频率和第二频率，为不同风机的频率，两个频率中，第一频率为较低的频率，第二频率为较高的频率。作为示例的，第一频率可以设为风机的最低频率，第二频率可以为风机的最高频率。

通过上述控制方法，可以将导电杆的温度T控制在预设温度T0附近，当小于预设温度T0的时候，以第一频率运行，导电杆的温度T会慢慢上升到预设温度T0附近，如果导电杆温度T大于预设温度T0，则以第二频率运行主风机，这时候，冷却效果较好，能够让导电杆的温度逐渐下降，到达预设温度T0附近。

此外，需要了解的是，本发明实施例提供的控制方法，对于导电杆温度T的监控是实时进行的。控制器也是实时获取导电杆温度T，然后根据导电杆温度T进行实时的判断，从而决定风机以何种方式运行。也就是说，上述控制方法发生在高压设备运行的整个过程中，一旦导电杆的温度T满足了控制方法中的某一个条件，控制器会立刻检测到对应的温度变化，从而控制风机以对应的频率运行，来满足导电杆的冷却需求。

在另一种控制方法中，如图2所示，在执行完步骤102后，如果导电杆温度T大于预设温度T0，进一步执行步骤105。

步骤105：判断导电杆温度T是否小于等于额定温度T1。若导电杆温度T大于额定温度T1时，执行步骤103；若导电杆温度T小于额定温度T1时，执行步骤106。需要说明的是，额定温度大于预设温度，可以设置预设温度和额定温度相差10℃。

步骤106：主风机频率随导电杆温度T变化进行调节。当导电杆温度接于预设温度T0和额定温度T1之间，此时不必让主风机以第二频率运行。通过控制器，控制主风机随着导电杆温度的变化而变化，实时调节风机频率。例如，可以通过如图2中所说的，使用PID调节(PID regulating)。

通过步骤106，可以在超过预设温度一定范围内，不直接将主风机的频率设置为第二频率，通过一定的控制策略，使得风机的频率随着导电杆温度的变化逐渐的增大。

在又一种控制方式中，如图3所示，在执行完步骤105后，如果导电杆温度T大于额定温度T1，可以进一步执行步骤107。

步骤107：判断导电杆温度T是否大于报警温度T2。若导电杆温度T大于报警温度T2，执行步骤108，若导电杆温度T小于等于报警温度T2，则执行步骤103。需要说明的是，报警温度大于额定温度。

步骤108：启动备用风机，并使主风机和备用风机以第二频率运行，同时发出报警信号。当导电杆温度T大于报警温度T2时，说明导电杆的温度已经过高，仅靠主风机以第二频率运行无法将导电杆温度降低到安全范围内。此时，控制器控制备用风机启动，并控制主风机和备用风机同时以第二频率运行，降低导电杆的温度。同时，发出报警信号，通知工作人员导电杆温度异常，需要注意。

在又一种控制方式中，如图4所示，在执行完步骤107后，若导电杆的温度T大于报警温度T2,可以进一步执行步骤109。

步骤109：判断导电杆温度是否大于跳闸温度T3,若导电杆温度T大于跳闸温度T3，则执行步骤110；若导电杆温度T小于等于跳闸温度T3,则执行步骤108。需要说明的是，跳闸温度大于报警温度。

步骤110：发出降低高压设备功率信号。当导电杆的温度T大于跳闸温度T3时，导电杆的温度已经过高，有可能虽换高压套管，此时，控制器发出降低高压设备功率信号，换流阀控制系统能够接收到降低高压设备功率信号，会降低高压设备的功率，进而减少导电杆内通过的电流，减少热量的产生，使得导电杆内部温度慢慢降下来。防止出现绝缘失效的情况。

在一些实施例中，可以在获取导电杆温度T之前，运行主风机。先让主风机以一定的频率运行，让导电杆处于被冷却的状态中，然后再判断导电杆温度T所属的区间，并根据判断的结果调整主风机的运行频率。也可以先获取导电杆温度T，并判断导电杆温度所属的区间，然后再开启主风机，让主风机直接以与导电杆温度所处的区间对应的风机频率运行。

在一些实施例中，如图5所示。在只有主风机运行的情况下，还包括以下步骤。

步骤201：获取主风机运行状况。控制器获取冷却控制设备中主风机的运行状况

步骤202：判断主风机是否正常，若主风机故障，则执行步骤203。

步骤203，启动备用风机并发出故障信号。当主风机故障时，控制器会启动备用风机，并发出故障信号，提醒工作人员注意设备维修。

在另一种控制方式中，如图6所示。在执行完步骤203之后，接着执行如下步骤。

步骤204：获取备用风机运行状态。

接着执行步骤205，若备用风机故障，则执行206。

步骤206：发出降低高压设备功率信号。如果备用风机也发生故障，则两个风机均故障，无法进行冷却，需要降低高压设备运行功率，降低导电杆内通过的电流，减少热量的产生，以保证运行正常。

在另一种控制方式中，如图7所示。在执行完步骤202时，若主风机正常，则执行步骤207。

步骤207：主风机以需求频率运行预设时间间隔t0后，切换至备用风机。如果主风机运行正常，可以通过控制器控制主风机运行一段时间后切换至备用风机运行，避免保持同一个风机长时间运行。

接着执行步骤204和205。

若备用风机正常，则执行步骤209，若备用风机故障，则执行208。

步骤209：备用风机以需求频率运行预设时间间隔t0后，启动主风机以需求频率运行，并接着执行步骤207。如果检测到两个风机均没有发生故障，则可以每隔预设时间间隔t0后，进行主风机和备用风机的切换，实现两者的交替工作。

步骤208：发出故障信号并启动主风机。此时，备用风机故障，只能由主风机保持运行状态进行冷却。

在一些实施例中，如图8所示，控制方法还包括：在两个风机均运行的情况下，执行步骤210。

步骤210：获取主风机和备用风机的运行状态。

接着执行步骤211：判断两个风机是否均正常工作，若存在故障的风机，则执行212。

步骤212：发出降低高压设备功率信号和风机故障信号。结合图4可知，当两个风机同时运行时，导电杆温度T是大于报警温度T2的。此时，导电杆的温度不能由一个风机来冷却，需要两个风机同时运行来保证冷却效果。如果有任意一个风机发生故障，都无法满足冷却需求，这时候，需要降低高压设备功率，以降低导电杆产生的热量。所以，当存在故障风机时，控制器会发出降低高压设备功率信号和故障信号，保证运行正常。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种高压设备冷却控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取导电杆温度；

判断所述导电杆温度是否大于预设温度；

若所述导电杆温度小于等于所述预设温度，主风机以第一频率运行；

若所述导电杆温度大于所述预设温度，所述主风机以第二频率运行；

所述第一频率小于所述第二频率。

2.根据权利要求1所述的高压设备冷却控制方法，其特征在于，若所述导电杆温度大于所述预设温度，所述主风机以第二频率运行后，所述控制方法还包括：

进一步判断所述导电杆温度是否大于额定温度；

若所述导电杆温度小于等于所述额定温度,所述主风机频率随所述导电杆温度变化进行调节；

若所述导电杆温度大于所述额定温度，所述主风机以第二频率运行；

所述额定温度大于所述预设温度。

3.根据权利要求2所述的高压设备冷却控制方法，其特征在于，若所述导电杆温度大于所述额定温度，所述主风机以第二频率运行后，所述控制方法还包括：

进一步判断所述导电杆温度是否大于报警温度；

若所述导电杆温度小于等于所述报警温度，所述主风机以所述第二频率运行；

若所述导电杆温度大于所述报警温度，启动备用风机，并使所述主风机和所述备用风机以所述第二频率运行，同时发出报警信号，所述报警信号用于提示导电杆温度过高；

所述报警温度大于所述额定温度。

4.根据权利要求3所述的高压设备冷却控制方法，其特征在于，若所述导电杆温度大于所述报警温度，启动备用风机，并使所述主风机和所述备用风机以所述第二频率运行，同时发出报警信号后，所述控制方法还包括：

进一步判断所述导电杆温度是否大于跳闸温度；

若所述导电杆温度小于等于所述跳闸温度，使所述主风机和所述备用风机以所述第二频率运行，同时发出所述报警信号；

若所述导电杆温度大于所述跳闸温度,发出降低高压设备运行功率信号，所述降低高压设备运行功率信号用于提示需降低高压设备运行功率；

所述跳闸温度大于所述报警温度。

5.根据权利要求1所述的高压设备冷却控制方法，其特征在于，在获取导电杆温度前，启动所述主风机；或在确定所述导电杆温度所处的区间之后，启动所述主风机，并以与所述导电杆温度所处的区间对应的风机频率运行。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的高压设备冷却控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

在只有所述主风机运行时，获取所述主风机运行状态；

若所述主风机故障，启动备用风机并发出风机故障信号。

7.根据权利要求6所述的高压设备冷却控制方法，其特征在于，若所述主风机故障，启动备用风机并发出风机故障信号后，所述控制方法还包括：

获取所述备用风机运行状态；

若所述备用风机故障，发出降低高压设备功率信号。

8.根据权利要求7所述的高压设备冷却控制方法，其特征在于，在只有所述主风机运行时，获取所述主风机运行状态后，所述控制方法还包括：

若主风机正常运行，则当所述主风机运行预设时间间隔后，启动所述备用风机，停止主风机；

获取所述备用风机运行状态；

若所述备用风机正常运行，则在每个预设时间间隔后，进行所述主风机和所述备用风机的切换；

若所述备用风机故障，重新启动主风机，同时发出风机故障信号。

9.根据权利要求1～5中任一项所述的高压设备冷却控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

在主风机和备用风机同时运行时，获取所述主风机和所述备用风机的运行状态；

若两个风机中任意一个故障或者两个风机都故障，发出降低高压设备功率信号。

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