CN207977206U - 一种变压器加热系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种变压器加热系统，包括：主电路部分和弱电部分，其中主电路部分包括三相调压器、三相整流电路、单相逆变电路和负载，弱电部分包括环境温度传感器、变压器顶层油温度传感器、霍尔电流传感器、驱动电路、辅助电源、AD模块、PWM模块、DSP芯片、显示器；通过测量变压器环境温度、变压器上层或底层油温以及变压器负载的电流，采用DSP数据处理技术和PWM脉宽调制控制技术相结合的变压器低频电流短路加热系统，可以实现对变压器绕组热点温度实时监控，防止变压器热点温度过高而破坏变压器绝缘系统。本实用新型可以有效的降低对加热电源的电压和容量，提高加热电源的功率因数，适合大型电力变压器室外现场干燥作业。
Description
技术领域
本实用新型涉及涉及一种苗圃苗木种植与园林绿化苗木使用的液肥施加系统，特别是一种变压器加热系统。
背景技术
电力变压器是电力系统的重要组成部分之一，电力变压器的运行情况影响着电网的输电安全及效率，而变压器的受潮是影响变压器安全运行的一个重要因素之一，因此对受潮的变压器进行干燥除水处理至关重要。变压器传统干燥方法有真空干燥法、煤油气相真空干燥法、热油干燥法、油箱涡流加热法和热风干燥法，通常传统大型变压器的热油循环加热干燥处理方法干燥效率低，周期长，且在低温气候环境地区对变压器的加热效果不明显。工频短路加热法是当今比较流行的变压器干燥方法，但由于热量从绝缘的内部产生，工频下变压器阻抗较大，在电流较大的情况下，对网侧加热电源的电压和容量要求较高，因此工频短路加热法存在着设备体积庞大，重量重，组成设备多，运输不便，对加热设备容量及电压要求高以及加热功率因数低等缺点。因此针对现有工频短路加热法的不足探寻一种高效简单的变压器加热干燥方法具有重要意义及应用价值。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种变压器加热系统，旨在解决变压器传统干燥方法所需加热电源的电压和容量要求高，装置组成复杂，重量体积大，不适合大型电力变压器室外现场干燥作业的技术问题。
本实用新型采用如下技术方案：一种变压器加热系统，包括：主电路部分和弱电部分，所述主电路部分包括三相调压器、三相整流电路、单相逆变电路和负载，所述弱电部分包括环境温度传感器、变压器顶层油温度传感器、霍尔电流传感器、驱动电路、辅助电源、AD模块、PWM模块、DSP芯片、显示器；
所述主电路部分依次有三相调压器、三相整流电路、单相逆变电路和负载通过线路相连接，三相调压器的输入端为变压器加热系统的输入端，三相调压器的输入端接三相380V交流电；
所述负载的输出端与变压器顶层油温度传感器通过线路相连接，所述环境温度传感器的输出端和变压器顶层油温度传感器的输出端通过线路分别与DSP芯片相连接；
所述DSP芯片包括AD模块和PWM模块；
所述单相逆变电路的输出端的一条线路与负载相连接，单相逆变电路的输出端的另一条线路与霍尔电流传感器相连接，霍尔电流传感器的输出端通过线路与DSP芯片的AD模块相连接；
所述DSP芯片的PWM模块的输出端通过线路与驱动电路相连接，驱动电路的输出端通过线路与单相逆变电路相连接，所述驱动电路与辅助电源通过线路相连接；
所述DSP芯片的输出端通过线路与显示器相连接。
进一步地，所述380V交流电经过所述三相调压器调压后又经过所述三相整流电路整流成直流电压，直流电压通过所述单相逆变电路逆变成交流电，所述单相逆变电路由全控型可关断控制器件IGBT组成，所述单相逆变电路输出端接所述负载。
进一步地，所述DSP芯片中的PWM模块产生的信号输送到与驱动电路，所述驱动电路与所述辅助电源相连接，所述PWM模块产生的信号分别控制单相逆变电路的逆变桥的上下开关管的开通关断。
进一步地，所述DSP芯片的AD模块通过霍尔电流传感器对负载的电流进行采样，同时环境温度传感器及变压器顶层油温度传感器将温度信号及电流值输送到DSP芯片，所述DSP芯片将包括温度值以及采集到的电流值通过数码管组成的显示器进行实时显示。
进一步地，所述三相整流电路为三相不控整流电路，所述单相逆变电路为单相全控型逆变电路，所述负载为变压器绕组。
本实用新型具有的有益效果是，采用上述技术方案，变压器加热系统采用正弦波脉宽调制技术，应用DSP芯片产生的PWM模块的信号，传给驱动电路，驱动电路再将信号分别控制逆变电路的上下开关管的开通关断，逆变电路输出端接负载。DSP芯片的AD模块通过霍尔电流传感器对负载的电流进行采样，同时温度传感器将温度信号输送到DSP芯片，DSP芯片根据绕组热点温度计算模型计算出绕组热点温度值以及采集到的电流值通过显示器进行显示。
本实用新型通过测量变压器干燥除水现场环境温度、变压器上层或底层油温以及变压器负载的电流，采用基于DSP数据处理技术和PWM脉宽调制控制技术相结合的变压器低频电流短路加热系统，可以实现对变压器绕组热点温度实时监控，防止变压器热点温度过高而破坏变压器绝缘系统。本实用新型提出的技术方案相较于传统的工频电流短路加热法，可以有效的降低对加热电源的电压和容量要求，有效提高加热电源的功率因数，且装置组成简单，重量体积小，适合大型电力变压器室外现场干燥作业。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图中：1.三相调压器，2.三相整流电路，3.单相逆变电路，4.负载，5.环境温度传感器，6.变压器顶层油温度传感器，7.霍尔电流传感器，8.驱动电路，9.辅助电源，10.AD模块，11.PWM模块，12.DSP芯片，13.显示器。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本实用新型的具体实施例。
实施例：如图1所示，一种变压器加热系统，包括：主电路部分和弱电部分；
其中主电路包括三相调压器1、三相整流电路2、单相逆变电路3和负载4；
其中弱电部分包括环境温度传感器5、变压器顶层油温度传感器6、霍尔电流传感器7、驱动电路8、辅助电源9、AD模块10、PWM模块11、DSP芯片12、显示器13；
主电路部分和弱电部分的连接关系如下：
主电路部分依次有三相调压器1、三相整流电路2、单相逆变电路3和负载4通过线路相连接，三相调压器1的输入端为变压器加热系统的输入端，三相调压器1的输入端接三相380V交流电；
负载4的输出端与变压器顶层油温度传感器6通过线路相连接，环境温度传感器5的输出端和变压器顶层油温度传感器6的输出端通过线路分别与DSP芯片12相连接；
DSP芯片12包括AD模块10和PWM模块11；
单相逆变电路3的输出端的一条线路与负载4相连接，单相逆变电路3的输出端的另一条线路与霍尔电流传感器7相连接，霍尔电流传感器7的输出端通过线路与DSP芯片12的AD模块10相连接；
DSP芯片12的PWM模块11的输出端通过线路与驱动电路8相连接，驱动电路8的输出端通过线路与单相逆变电路3相连接，驱动电路8与辅助电源9通过线路相连接；
DSP芯片12的输出端通过线路与显示器13相连接。
本实施例的变压器加热系统的主要工作原理如下：
三相整流电路2为三相不控整流电路，单相逆变电路3为单相全控型逆变电路，负载4为变压器绕组，等效为阻感负载。
变压器加热系统的输入端接三相380V交流电，380V交流电经过三相调压器1调压后又经过三相整流电路2整流成直流电压，三相整流电路2选取的三相不控整流模块型号为MDS300A1600V，直流电压通过单相逆变电路3逆变成交流电，单相逆变电路3由全控型可关断控制器件IGBT组成，单相逆变电路3选取的单相全桥逆变电路为两块英飞凌FF450R12KT4模块，FF450R12KT4为二单元IGBT模块，单相逆变电路3输出端接负载4；
DSP芯片12选取的型号为TMS320F28335；
DSP芯片12输出的PWM模块11的信号电压大于单相逆变电路3的栅极开通电压，DSP芯片12输出信号不足以驱动全控型可关断控制器件IGBT正常工作，需要通过驱动电路8将驱动电压信号提高，以控制全控型可关断控制器件IGBT的通断，驱动电路8与辅助电源9相连接，本实施例中驱动电路8是基于PSHI0420驱动核设计，设计驱动电路8可驱动额定电流300A及以上的IGBT模块；
DSP芯片12中的PWM模块11产生的信号输送到与驱动电路8，PWM模块11产生的信号分别控制单相逆变电路3的逆变桥的上下开关管的开通关断；
DSP芯片12的AD模块10通过霍尔电流传感器7对负载4的电流进行采样，霍尔电流传感器7选择LHB-200A霍尔闭环电流传感器，同时环境温度传感器5及变压器顶层油温度传感器6将温度信号及电流值输送到DSP芯片12，环境温度传感器5和变压器顶层油温度传感器6都采用数字温度传感器DS18B20测量，DSP芯片12根据绕组热点温度计算模型计算出绕组热点温度值以及采集到的电流值通过数码管组成的显示器13进行实时显示；
实施例的变压器加热系统采用正弦波脉宽调制技术，应用DSP芯片12产生的PWM模块11的信号，传给驱动电路8，驱动电路8再将信号分别控制逆变电路的上下开关管的开通关断，逆变电路输出端接负载4。DSP芯片12的AD模块10通过霍尔电流传感器7对负载4的电流进行采样，同时温度传感器将温度信号输送到DSP芯片12，DSP芯片12根据绕组热点温度计算模型计算出绕组热点温度值以及采集到的电流值通过显示器13进行显示。
本实施例通过测量变压器干燥除水现场环境温度、变压器上层或底层油温以及变压器负载4的电流，采用基于DSP数据处理技术和PWM脉宽调制控制技术相结合的变压器低频电流短路加热系统，可以实现对变压器绕组热点温度实时监控，防止变压器热点温度过高而破坏变压器绝缘系统。本实施例提出的技术方案相较于传统的工频电流短路加热法，可以有效的降低对加热电源的电压和容量要求，有效提高加热电源的功率因数，且装置组成简单，重量体积小，适合大型电力变压器室外现场干燥作业。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本实用新型涵盖的范畴。
Claims (5)
1.一种变压器加热系统，其特征在于，包括：主电路部分和弱电部分，所述主电路部分包括三相调压器(1)、三相整流电路(2)、单相逆变电路(3)和负载(4)，所述弱电部分包括环境温度传感器(5)、变压器顶层油温度传感器(6)、霍尔电流传感器(7)、驱动电路(8)、辅助电源(9)、AD模块(10)、PWM模块(11)、DSP芯片(12)、显示器(13)；
所述主电路部分依次有三相调压器(1)、三相整流电路(2)、单相逆变电路(3)和负载(4)通过线路相连接，三相调压器(1)的输入端为变压器加热系统的输入端，三相调压器(1)的输入端接三相380V交流电；
所述负载(4)的输出端与变压器顶层油温度传感器(6)通过线路相连接，所述环境温度传感器(5)的输出端和变压器顶层油温度传感器(6)的输出端通过线路分别与DSP芯片(12)相连接；
所述DSP芯片(12)包括AD模块(10)和PWM模块(11)；
所述单相逆变电路(3)的输出端的一条线路与负载(4)相连接，单相逆变电路(3)的输出端的另一条线路与霍尔电流传感器(7)相连接，霍尔电流传感器(7)的输出端通过线路与DSP芯片(12)的AD模块(10)相连接；
所述DSP芯片(12)的PWM模块(11)的输出端通过线路与驱动电路(8)相连接，驱动电路(8)的输出端通过线路与单相逆变电路(3)相连接，所述驱动电路(8)与辅助电源(9)通过线路相连接；
所述DSP芯片(12)的输出端通过线路与显示器(13)相连接。
2.根据权利要求1所述的变压器加热系统，其特征在于，所述380V交流电经过所述三相调压器(1)调压后又经过所述三相整流电路(2)整流成直流电压，直流电压通过所述单相逆变电路(3)逆变成交流电，所述单相逆变电路(3)由全控型可关断控制器件IGBT组成，所述单相逆变电路(3)输出端接所述负载(4)。
3.根据权利要求1所述的变压器加热系统，其特征在于，所述DSP芯片(12)中的PWM模块(11)产生的信号输送到与驱动电路(8)，所述驱动电路(8)与所述辅助电源(9)相连接，所述PWM模块(11)产生的信号分别控制单相逆变电路(3)的逆变桥的上下开关管的开通关断。
4.根据权利要求3所述的变压器加热系统，其特征在于，所述DSP芯片(12)的AD模块(10)通过霍尔电流传感器(7)对负载(4)的电流进行采样，同时环境温度传感器(5)及变压器顶层油温度传感器(6)将温度信号及电流值输送到DSP芯片(12)，所述DSP芯片(12)将包括温度值以及采集到的电流值通过数码管组成的显示器(13)进行实时显示。
5.根据权利要求1所述的变压器加热系统，其特征在于，所述三相整流电路(2)为三相不控整流电路，所述单相逆变电路(3)为单相全控型逆变电路，所述负载(4)为变压器绕组。
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| CN201820461797.9U CN207977206U (zh) | 2018-03-30 | 2018-03-30 | 一种变压器加热系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109950037A (zh) * | 2019-04-09 | 2019-06-28 | 沈阳中科瑞达科技有限公司 | 一种用于配电变压器器身干燥处理的变流电源装置及干燥处理方法 |
| CN110753410A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-02-04 | 国网宁夏电力有限公司检修公司 | 基于电磁感应的变压器油辅助加热装置及其控制方法 |
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