CN117012518B - 一种电力变压器温度控制装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电力变压器温度控制装置及方法，涉及变压器温度控制技术领域，包括冷却室，冷却室内固定安装有导热部，所述导热部包括隔绝冷却室，隔绝冷却室内设置有变压器绕组，所述隔绝冷却室的外侧环绕有循环冷却管。本发明可以根据变压器负载情况，依据变压器绕组的温度，实时的调节散热扇的转速，从而减少噪音的产生；设置的控制部，采用机械变速的方式来无级的调节散热扇的转动速度，可以降低散热电机的转动速度，防止散热电机长时间在高温高转速的环境下工作，延长散热电机的寿命；可以直接应用在水力发电场景中使用，采用导热部与外界隔绝散热的方式，可直接用河水对循环冷却管进行降温。
Description
技术领域
本发明涉及变压器温度控制技术领域，具体为一种电力变压器温度控制装置及方法。
背景技术
变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和磁芯。变压器在工作过程中会产生热量，为了将热量及时的散掉，需要给变压器添加散热装置，散热装置是为了解决变压器工作时的发热现象，抑制变压器工作时候的温升，从而实现可靠工作和高功率密度能量传输。以往电变压器通常仅依靠空气对流较为单一的方法进行散热，普遍存在散热效率低、本体发热严重、稳定性差、功率密度低的缺点。
其中现有技术，公告号为CN114334371B的发明专利，公开了一种变压器的温度控制装置，但是该现有技术的技术方案，散热面积小，并且无法根据变压器的实时负载进行温度调节，导致扇叶一直需要处于高负荷运载状态来保证散热效果，从而产生不必要的噪音。
发明内容
为克服上述现有技术的缺陷，本发明提供如下技术方案：一种电力变压器温度控制装置，包括冷却室，冷却室内固定安装有导热部，所述导热部包括隔绝冷却室，隔绝冷却室内设置有变压器绕组，所述隔绝冷却室的外侧环绕有循环冷却管，所述循环冷却管的底端与隔绝冷却室的一侧相连接，循环冷却管的顶端通过冷却水泵与隔绝冷却室相连接，所述隔绝冷却室上固定安装有冷却隔绝盖板，冷却隔绝盖板上开设有导压孔；所述冷却室上还固定安装有密封盖板，密封盖板上通过散热冷排支架固定安装有散热冷排，散热冷排上固定安装有温控组件；所述温控组件包括散热扇支撑框，散热扇支撑框上转动安装有两个散热扇，所述散热扇支撑框的一侧固定安装有控制部，所述导压孔上固定安装有导压管，导压管的内壁远离导压孔的一端滑动安装有活塞块，活塞块上通过隔热片固定安装有挤压片，挤压片上搭接有压敏电阻，压敏电阻上搭接有限制架，限制架固定安装在散热冷排上。
优选地，所述隔绝冷却室内部与循环冷却管内部连通。
优选地，所述冷却室的两端分别固定安装有第一导流罩和第二导流罩，所述散热冷排的两端与第一导流罩和第二导流罩分别通过第一导流管和第二导流管相连通。
优选地，所述循环冷却管通过循环冷却管支架固定安装在冷却室内。
优选地，两个所述散热扇之间通过第一带传送机构传动连接，所述的控制部包括下转动支架和上转动支架，所述下转动支架和上转动支架与散热扇支撑框固定连接。
优选地，所述下转动支架上转动安装有外圈齿盘，外圈齿盘上固定安装有调控齿环，所述下转动支架的底部通过散热电机支架固定安装有散热电机，所述外圈齿盘的中心位置转动安装有中心齿轮，中心齿轮固定安装在散热电机的输出轴上，所述外圈齿盘上还转动配合有输出转动盘，输出转动盘上转动安装有三个行星齿轮，所述外圈齿盘内设置有齿形，并且中心齿轮与该齿形通过行星齿轮啮合传动。
优选地，所述上转动支架上还固定安装有调控电机，调控电机的输出轴上固定安装有与调控齿环相啮合的调控齿轮，所述输出转动盘通过输出转动盘支架转动安装在上转动支架上，所述输出转动盘上还固定安装有带轮，带轮与其中一个散热扇通过第二带传动机构传动连接。
一种电力变压器的温度控制方法，包括以下步骤：S1、通过压敏电阻检测隔绝冷却室内的压力变化，隔绝冷却室内的温度越高压敏电阻受到的压力越大，压敏电阻的阻值越小；S2、通过控制模块检测压敏电阻的阻值变化，且控制模块通过压敏电阻的阻值变化来控制调控电机的转动速度和方向；S3、控制散热电机启动，散热电机带动中心齿轮转动，中心齿轮带动行星齿轮公转的同时自转；S4、通过控制调控电机来控制外圈齿盘的转动方向与散热电机输出轴的转动方向相反；S5、当隔绝冷却室内温度达到75℃时，使调控电机的转动速度降为0；S6、当隔绝冷却室内的温度高于75℃时，控制调控电机的转动方向与散热电机输出轴的转动方向相同，且随着隔绝冷却室内温度的升高逐渐提升调控电机的转动速度；S7、通过控制调控电机的转动方式来控制外圈齿盘的转动速度和方向，从而控制输出转动盘的转动速度，当隔绝冷却室内温度升高时，提升输出转动盘的转速，通过第二带传动机构的传动来提升散热扇的转速。
本发明与现有技术相比具备以下有益效果：(1)本发明设置的温控组件，可以根据变压器负载情况，依据变压器绕组的温度，实时的调节散热扇的转速，从而减少噪音的产生；(2)本发明设置的控制部，采用机械变速的方式来无级的调节散热扇的转动速度，可以降低散热电机的转动速度，防止散热电机长时间在高温高转速的环境下工作，延长散热电机的寿命；(3)本发明可以直接应用在水力发电场景中使用，采用导热部与外界隔绝散热的方式，可直接用河水对循环冷却管进行降温。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明图1中A处结构示意图。
图3为本发明整体结构剖视图。
图4为本发明密封盖板处结构示意图。
图5为本发明冷却室内部结构示意图。
图6为本发明循环冷却管处结构示意图。
图7为本发明散热冷排处结构示意图。
图8为本发明散热电机安装位置图。
图9为本发明调控电机安装位置图。
图10为本发明控制部结构拆分图。
图中：101-散热扇支撑框；102-散热扇；103-第一带传送机构；104-第二带传动机构；105-散热电机；106-限制架；107-压敏电阻；108-隔热片；109-活塞块；110-导压管；111-挤压片；112-下转动支架；1121-散热电机支架；113-上转动支架；1131-输出转动盘支架；114-调控电机；115-调控齿轮；116-带轮；117-输出转动盘；118-行星齿轮；119-中心齿轮；120-外圈齿盘；121-调控齿环；201-散热冷排；202-第一导流管；203-第一导流罩；204-第二导流管；205-第二导流罩；206-冷却室；207-散热冷排支架；208-密封盖板；301-隔绝冷却室；302-循环冷却管支架；303-循环冷却管；304-冷却水泵；305-变压器绕组；306-冷却隔绝盖板；3061-导压孔。
具体实施方式
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。
如图1-图10所示，本发明提供一种电力变压器温度控制装置，包括冷却室206，冷却室206内固定安装有导热部，导热部包括隔绝冷却室301，隔绝冷却室301内设置有变压器绕组305，隔绝冷却室301的外侧环绕有循环冷却管303，循环冷却管303的底端与隔绝冷却室301的一侧相连接，循环冷却管303的顶端通过冷却水泵304与隔绝冷却室301相连接，隔绝冷却室301上固定安装有冷却隔绝盖板306，冷却隔绝盖板306上开设有导压孔3061。
冷却室206上还固定安装有密封盖板208，密封盖板208上通过散热冷排支架207固定安装有散热冷排201，散热冷排201上固定安装有温控组件。冷却室206的两端分别固定安装有第一导流罩203和第二导流罩205，散热冷排201的两端与第一导流罩203和第二导流罩205分别通过第一导流管202和第二导流管204相连通。循环冷却管303通过循环冷却管支架302固定安装在冷却室206内。
温控组件包括散热扇支撑框101，散热扇支撑框101上转动安装有两个散热扇102，散热扇支撑框101的一侧固定安装有控制部，导压孔3061上固定安装有导压管110，导压管110的内壁远离导压孔3061的一端滑动安装有活塞块109，活塞块109上通过隔热片108固定安装有挤压片111，挤压片111上搭接有压敏电阻107，压敏电阻107上搭接有限制架106，限制架106固定安装在散热冷排201上。隔绝冷却室301内部与循环冷却管303内部连通。两个散热扇102之间通过第一带传送机构103传动连接，控制部包括下转动支架112和上转动支架113，下转动支架112和上转动支架113与散热扇支撑框101固定连接。下转动支架112上转动安装有外圈齿盘120，外圈齿盘120上固定安装有调控齿环121，下转动支架112的底部通过散热电机支架1121固定安装有散热电机105，外圈齿盘120的中心位置转动安装有中心齿轮119，中心齿轮119固定安装在散热电机105的输出轴上，外圈齿盘120上还转动配合有输出转动盘117，输出转动盘117上转动安装有三个行星齿轮118，外圈齿盘120内设置有齿形，并且中心齿轮119与该齿形通过行星齿轮118啮合传动。上转动支架113上还固定安装有调控电机114，调控电机114的输出轴上固定安装有与调控齿环121相啮合的调控齿轮115(调控电机114中设置有单向传动结构，如蜗轮蜗杆结构，使得动力只能从调控电机114传递到调控齿轮115)，输出转动盘117通过输出转动盘支架1131转动安装在上转动支架113上，输出转动盘117上还固定安装有带轮116，带轮116与其中一个散热扇102通过第二带传动机构104传动连接。
本发明公开的一种电力变压器温度控制装置的工作原理如下：首先在隔绝冷却室301内添加氟化液，然后在冷却室206内添加冷却液(可为河水，用于在水力发电场景下使用，可以直接将第二导流罩205和第一导流罩203串联进河水管道中，通过河水的冲洗对循环冷却管303进行散热，使得变压器绕组305与外部完全隔离)，隔绝冷却室301内的氟化液会在冷却水泵304的带动下在循环冷却管303和隔绝冷却室301内部循环流动，而冷却室206内的冷却液则会在散热冷排201内设置水泵的带动下循环流动，此时控制散热电机105和调控电机114的启动，使得散热扇102转动起来，散热扇102转动会带动空气流动，使得空气可以经过散热冷排201，从而对散热冷排201进行散热(散热冷排201的热量来源于循环冷却管303上的热量，循环冷却管303的热量来源于变压器绕组305的热量)，底部的冷空气会通过散热冷排支架207进入散热冷排201的底部，然后通过散热冷排201向上流动，与此同时还会经过隔热片108，对隔热片108进行散热，减少压敏电阻107受热对自身阻值的影响(除了使用压敏电阻107外，还能采用热电偶来代替，来检测隔绝冷却室301内的温度)。
通过压敏电阻107检测隔绝冷却室301内的压力变化，隔绝冷却室301内的温度越高压敏电阻107受到的压力越大，压敏电阻107的阻值越小。通过控制模块检测压敏电阻107的阻值变化(若采用热电偶则直接检测热电偶两端的电压)，且控制模块通过压敏电阻107的阻值变化来控制调控电机114的转动速度和方向。控制散热电机105启动，散热电机105带动中心齿轮119转动，中心齿轮119带动行星齿轮118公转的同时自转。通过控制调控电机114来控制外圈齿盘120的转动方向与散热电机105输出轴的转动方向相反。当隔绝冷却室301内温度达到75℃时，使调控电机114的转动速度降为0；当隔绝冷却室301内的温度高于75℃时，控制调控电机114的转动方向与散热电机105输出轴的转动方向相同，且随着隔绝冷却室301内温度的升高逐渐提升调控电机114的转动速度。通过控制调控电机114的转动方式来控制外圈齿盘120的转动速度和方向，从而控制输出转动盘117的转动速度，当隔绝冷却室301内温度升高时，提升输出转动盘117的转速，通过第二带传动机构104的传动来提升散热扇102的转速，从而加快散热扇102带动空气的流动速度，使更多的冷空气将散热冷排201附近的热量带走，提升散热效果。
Claims (6)
1.一种电力变压器温度控制装置，其特征在于：包括冷却室（206），冷却室（206）内固定安装有导热部，所述导热部包括隔绝冷却室（301），隔绝冷却室（301）内设置有变压器绕组（305），所述隔绝冷却室（301）的外侧环绕有循环冷却管（303），所述循环冷却管（303）的底端与隔绝冷却室（301）的一侧相连接，循环冷却管（303）的顶端通过冷却水泵（304）与隔绝冷却室（301）相连接，所述隔绝冷却室（301）上固定安装有冷却隔绝盖板（306），冷却隔绝盖板（306）上开设有导压孔（3061）；
所述冷却室（206）上还固定安装有密封盖板（208），密封盖板（208）上通过散热冷排支架（207）固定安装有散热冷排（201），散热冷排（201）上固定安装有温控组件；
所述温控组件包括散热扇支撑框（101），散热扇支撑框（101）上转动安装有两个散热扇（102），所述散热扇支撑框（101）的一侧固定安装有控制部，所述导压孔（3061）上固定安装有导压管（110），导压管（110）的内壁远离导压孔（3061）的一端滑动安装有活塞块（109），活塞块（109）上通过隔热片（108）固定安装有挤压片（111），挤压片（111）上搭接有压敏电阻（107），压敏电阻（107）上搭接有限制架（106），限制架（106）固定安装在散热冷排（201）上；
所述的控制部包括下转动支架（112）和上转动支架（113），所述下转动支架（112）和上转动支架（113）与散热扇支撑框（101）固定连接，所述下转动支架（112）上转动安装有外圈齿盘（120），外圈齿盘（120）上固定安装有调控齿环（121），所述下转动支架（112）的底部通过散热电机支架（1121）固定安装有散热电机（105），所述外圈齿盘（120）的中心位置转动安装有中心齿轮（119），中心齿轮（119）固定安装在散热电机（105）的输出轴上，所述外圈齿盘（120）上还转动配合有输出转动盘（117），输出转动盘（117）上转动安装有三个行星齿轮（118），所述外圈齿盘（120）内设置有齿形，并且中心齿轮（119）与该齿形通过行星齿轮（118）啮合传动，所述上转动支架（113）上还固定安装有调控电机（114），调控电机（114）的输出轴上固定安装有与调控齿环（121）相啮合的调控齿轮（115），所述输出转动盘（117）通过输出转动盘支架（1131）转动安装在上转动支架（113）上，所述输出转动盘（117）上还固定安装有带轮（116），带轮（116）与其中一个散热扇（102）通过第二带传动机构（104）传动连接。
2.根据权利要求1所述的一种电力变压器温度控制装置，其特征在于：所述隔绝冷却室（301）内部与循环冷却管（303）内部连通。
3.根据权利要求2所述的一种电力变压器温度控制装置，其特征在于：所述冷却室（206）的两端分别固定安装有第一导流罩（203）和第二导流罩（205），所述散热冷排（201）的两端与第一导流罩（203）和第二导流罩（205）分别通过第一导流管（202）和第二导流管（204）相连通。
4.根据权利要求3所述的一种电力变压器温度控制装置，其特征在于：所述循环冷却管（303）通过循环冷却管支架（302）固定安装在冷却室（206）内。
5.根据权利要求4所述的一种电力变压器温度控制装置，其特征在于：两个所述散热扇（102）之间通过第一带传送机构（103）传动连接。
6.依据权利要求1-5任一所述的一种电力变压器温度控制装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、通过压敏电阻（107）检测隔绝冷却室（301）内的压力变化，隔绝冷却室（301）内的温度越高压敏电阻（107）受到的压力越大，压敏电阻（107）的阻值越小；
S2、通过控制模块检测压敏电阻（107）的阻值变化，且控制模块通过压敏电阻（107）的阻值变化来控制调控电机（114）的转动速度和方向；
S3、控制散热电机（105）启动，散热电机（105）带动中心齿轮（119）转动，中心齿轮（119）带动行星齿轮（118）公转的同时自转；
S4、通过控制调控电机（114）来控制外圈齿盘（120）的转动方向与散热电机（105）输出轴的转动方向相反；
S5、当隔绝冷却室（301）内温度达到75℃时，使调控电机（114）的转动速度降为0；
S6、当隔绝冷却室（301）内的温度高于75℃时，控制调控电机（114）的转动方向与散热电机（105）输出轴的转动方向相同，且随着隔绝冷却室（301）内温度的升高逐渐提升调控电机（114）的转动速度；
S7、通过控制调控电机（114）的转动方式来控制外圈齿盘（120）的转动速度和方向，从而控制输出转动盘（117）的转动速度，当隔绝冷却室（301）内温度升高时，提升输出转动盘（117）的转速，通过第二带传动机构（104）的传动来提升散热扇（102）的转速。
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