CN220137589U - 一种智能冷却器集控器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种智能冷却器集控器，涉及降温冷却技术领域，以解决现有冷却器控制缺乏实时运行监测、故障监测以及远程控制的问题。包括：总线板、冷却器插件、开入插件、开出插件及交流插件；各插件插接在总线板上，且与通讯接口连接；开入插件与变压器相连，用于接入冷却器的驱动信号；冷却器插件的第一接口连接冷却器的风机和油泵，用于驱动风机和油泵工作；冷却器插件的第二接口与冷却器的运行电流接口连接，用于采集冷却器的运行信号；交流插件与冷却器连接，用于采集所述冷却器的电源信号；开出插件包括多个故障信号接口，用于输出故障信号。本实用新型提供的智能冷却器集控器用于对冷却器进行实时运行监测、故障监测和远程控制。

Description

一种智能冷却器集控器

技术领域

本实用新型涉及降温冷却技术领域，尤其涉及一种智能冷却器集控器。

背景技术

变压器是输配电的基础设备，当变压器上层油温与下部油温产生温差时，通过冷却器形成油温对流，经冷却器冷却后流回油箱，起到降低变压器温度的作用。目前的冷却设备通常采用继电器控制和PLC控制，然而随着无人值守和智能变电站建设的推进实施，运维人员远离变电站，冷却器缺乏实时监控、故障告警和可靠保护等功能，每年由冷却器故障引起的变压器停运次数居高不下，严重影响电网供电可靠性。

因此，如何提供一种智能冷却器集控器，成为亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智能冷却器集控器，用于解决现有无法对变压器的冷却器进行实时监测、故障定位和远程控制的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种智能冷却器集控器，包括：总线板、冷却器插件、开入插件、开出插件以及交流插件；所述冷却器插件、开入插件、开出插件以及交流插件插接在所述总线板上；且所述冷却器插件、开入插件、开出插件以及交流插件均通过所述总线板与通讯接口连接；

所述开入插件与变压器相连，用于接入冷却器的驱动信号，所述冷却器插件的第一接口连接所述冷却器的风机和油泵，所述冷却器插件用于驱动冷却器的风机和油泵工作；所述冷却器插件的第二接口与所述冷却器的运行电流接口连接，用于采集冷却器的运行信号；

所述交流插件与所述冷却器连接，用于采集所述冷却器的电源信号；所述开出插件包括多个故障信号接口，用于输出故障信号。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种智能冷却器集控器，包括：总线板、冷却器插件、开入插件、开出插件以及交流插件；冷却器插件、开入插件、开出插件以及交流插件插接在总线板上；通过总线板，各插件之间可以进行数据交换，且冷却器插件、开入插件、开出插件以及交流插件均通过总线板与通讯接口连接；可以通过集成的通讯方式将各插件采集的数据进行远程传输，实现对冷却器和变压器的实时监测；开入插件与变压器相连，用于接入冷却器的驱动信号，冷却器插件的第一接口连接冷却器的风机和油泵，冷却器插件用于驱动冷却器的风机和油泵工作，从而实现对冷却器的控制，冷却器插件的第二接口与冷却器的运行电流接口连接，用于采集冷却器的运行信号，根据采集的冷却器的运行电流可以实现对冷却器运行的实时监测；交流插件与所述冷却器连接，用于采集冷却器的电源信号；可以实现对冷却器的电源的监测，开出插件包括多个故障信号接口，用于输出故障信号，可以实现冷却器的故障监测，及时发现冷却器故障。

可选的，所述总线板设置在箱体内，所述总线板上还插接有主板插件，所述主板插件包括以太网通讯接口、485通讯接口以及电流开入接口，所述电流开入接口与所述变压器的仪表相连。

可选的，所述故障信号接口通过所述总线板与所述主板插件的通讯接口连接，所述开出插件还包括两路接触器开出接口；所述两路接触器开出接口与所述冷却器的两路电源的接触器连接。

可选的，所述冷却器插件、开入插件、开出插件、交流插件以及主板插件均集成有CPU芯片；所述总线板上插接有多个冷却器插件，每个所述冷却器插件与所述变压器的一个冷却器连接。

可选的，所述冷却器插件的第一接口包括风机断路器位置接口、油泵断路器位置接口、风机正转接触器位置接口、风机反转接触器位置接口、油泵接触器位置接口以及油流继电器位置接口；所述第二接口包括风机正转接触器开出接口、风机反转接触器开出接口、油泵接触器开出接口。

可选的，所述总线板上还插接有温度控制插件，所述温度控制插件包括温湿度开入接口和驱动开出接口，所述温湿度开入接口与设置在控制柜中的温湿度传感器连接，所述驱动开出接口与所述控制柜内的风扇、加热器以及除湿驱动装置连接，所述智能冷却器集控器设置在所述控制柜中。

可选的，所述开入插件包括开入接口、备用接口以及公共端接口，所述开入接口与所述变压器的仪表连接，所述开入接口包括：变压器温度信号接口、变压器三侧开关跳闸接口、第一负荷信号接口、第二负荷信号接口、就地接口、远方接口、冷却器自动状态接口、冷却器手动状态接口、第一电源接触器位置接口、第二电源接触器位置接口、第一电源断路器位置接口、第二电源断路器位置接口、变压器高油位信号接口、变压器低油位信号接口以及瓦斯继电器动作信号接口。

可选的，所述交流插件包括两路电源开入接口和两路设备电源，每路电源开入接口与所述冷却器一路电源的三相电源连接，所述两路设备电源与所述冷却器插件、开入插件、开出插件以及交流插件连接，用于提供电源。

可选的，所述智能冷却器集控器还包括显示面板，所述显示面板与所述总线板连接；所述显示面板包括：显示屏、指示灯以及按键。

可选的，所述指示灯包括第一电源故障灯、第二电源故障灯、冷却器全停指示灯、风机故障灯、油泵故障灯、变压器退出指示灯、第一电源投入指示灯、第二电源投入指示灯、备用投入指示灯、多个冷却器状态指示灯、复位按钮。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型提供的一种智能冷却器集控器整体图；

图2为本实用新型提供的背部插件结构示意图；

图3为本实用新型提供智能冷却器集控器控制逻辑图。

附图标记：

1-箱体，2-显示面板，21-显示屏，22-指示灯，23-按键，3-总线板，4-冷却器插件，5-交流插件，6-主板插件，7-开入插件，8-开出插件，9-温度控制插件。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，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，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

现有通过继电器对变压器的冷却器的控制，机械触点多，电路结构复杂灵敏度低，不能实时监测和远程控制，同时故障定位难度大；采用PLC进行控制的设备集成度低，功能单一，同样无法快速定位，缺乏智能运维手段，通信接口少，不具备故障记录，电源监测和设备远程管理功能。现有的冷却器控制方法缺乏实时监控、故障告警和可靠保护，不利于无人值守的变电站建设的推进实施。

为解决上述问题，本实用新型提供一种智能冷却器集控器，可以实现对冷却器的自动监测和远程管理，接下来结合附图进行说明。

参见图1和图2，本实用新型提供的一种智能冷却器集控器包括：箱体1、显示面板2、总线板3，多个冷却器插件4，交流插件5、主板插件6、开入插件7、开出插件8以及温度控制插件9，总线板3设置在箱体1内，多个冷却器插件4，交流插件5、主板插件6、开入插件7、开出插件8以及温度控制插件9采用后插拔式的方式插接在总线板3上，各个插件之间通过总线板3连接；显示面板2设置在箱体1外侧的前端位置，显示面板2通过扁平导线与总线板3连接，总线板3与显示面板2平行，显示面板2包括显示屏21、指示灯22以及按键23。变压器中包括多个冷却器，每个冷却器插件4与一个冷却器连接，开入插件7与变压器相连，用于接入冷却器的驱动信号；冷却器插件4的第一接口连接冷却器的风机和油泵，冷却器插件4用于驱动冷却器的风机和油泵工作；冷却器插件4的第二接口与冷却器的运行电流接口连接，用于采集冷却器的运行信号；交流插件5与冷却器连接，用于采集冷却器的电源信号；开出插件8包括多个故障信号接口，用于输出故障信号。冷却器插件4、开入插件7、开出插件8、交流插件5以及温度控制插件9均通过总线板3与主板插件6的通讯接口以及显示面板2连接，实现数据传输和基础参数设置以及冷却器状态显示。总线板3用于将显示面板2和各功能插件连接起来，进行数据传递。冷却器插件4、开入插件7、开出插件8、交流插件5、主板插件6以及温度控制插件9均集成有CPU芯片，进行数据处理。箱体1采用工业级加强，加厚的4U标准机箱，并按照工业级抗强震动，强干扰设计，实现变压器行业复杂的抗干扰要求。

作为一种可选的方式，上述结构中的冷却器插件4可以结合表1进行说明，如表1所示，冷却器插件4包括第一接口和第二接口，第一接口为表1中的接线端子1-15，第一接口与冷却器的风机和油泵连接，可以采集风机和油泵的ABC三相电流，风机断路器位置信号，油泵断路器位置信号，两个油流继电器位置信号，风机正转接触器位置信号，风机反转接触器位置信号；第二接口与风机和油泵的接触器连接，可以实现风机正转开出，反转开出，油泵开出功能，自定义冷却器运行逻辑和保护参数功能，冷却器插件4通过总线板3综合接收来自主板插件6的4-20mA温度、负荷信号，或开入插件7的温度信号、负荷信号、绕组温度，实现风机和油泵的自动启停控制。冷却器插件4的CPU芯片对采集的数据进行处理，判断冷却器是否出现故障。同时将冷却器运行信号、故障信号，冷却器运行时间参数通过总线板3传到主板插件6，在由主板插件6传到远端监控室，当冷却器或冷却器插件4出现故障时，处于热备用状态的冷却器自行启动，全面做到无人值守。

表1.冷却器插件结构组成表

作为一种可选的方式，上述智能冷却器集控器结构中的主板插件6可以结合图表2进行说明，如表2所示，主板插件6包括以太网通讯接口、485通讯接口以及电流开入接口，以太网通讯接口为表2中的两个RJ45对应的网口，485通讯接口为表2中接线端子1-12对应的485-1、485-2、485-3以及485-4，电流开入接口为表2中接线端子13-20对应的接口；除通过开入插件7采集冷却器的驱动信号，也可以通过主板插件6采集冷却器的驱动信号，具体的，电流开入接口与变压器的仪表相连，用于采集变压器的温度信号以及负荷信号，温度信号和负荷信号为冷却器的驱动信号，主板插件6采集的温度信号和负荷信号均为4-20mA电流信号，电流信号是连续的，更能准确反映变压器油面温度和绕组温度等，根据主板插件6采集的驱动信号进行驱动可以使冷却器插件4对冷却器的控制更加准确。同时，主板插件6上集成独立的通讯芯片和CPU芯片以及通信管理器，可以进行4-20mA电流信号的数据处理、远程通信以及设备调试，另外RJ45端子对应的网口可以自定义成如104和103等通信协议，通讯接口具备光电隔离功能。主板插件6中的CPU芯片对采集的电流信号进行数据处理，如果发现故障，则将故障信号通过总线板3传输到开出插件8。

表2.主板插件结构组成表

作为一种可选的方式，上述智能冷却器集控器结构中的开入插件7可以结合表3进行说明，如表3所示，开入插件7包括开入接口、备用接口以及公共端接口，开入接口为表3中的接线端子1-17对应的接口，开入接口与变压器的仪表连接，包括：变压器55度信号接口、变压器65度信号接口、变压器75度信号接口、变压器三侧开关跳闸接口、第一负荷信号接口、第二负荷信号接口、就地接口、远方接口、冷却器自动状态接口、冷却器手动状态接口、第一电源接触器位置接口、第二电源接触器位置接口、第一电源断路器位置接口、第二电源断路器位置接口、变压器高油位信号接口、变压器低油位信号接口以及瓦斯继电器动作信号接口。各接口均以开关量的形式采集对应的信号，开关量包括0和1两种状态，0表示没有信号，1表示有信号。开入插件7采集的变压器温度信号和负荷信号为冷却器的驱动信号，驱动信号通过总线板传输给冷却器插件4。由于有上述接口，开入插件7具备轻瓦斯告警，重瓦斯告警，高油温告警，变压器跳闸，变压器油位信号，变压器有害气体监测告警等6路非电量保护。第一电源和第二电源均为冷却器的电源。

表3.开入插件结构组成表

作为一种可选的方式，上述智能冷却器集控器结构中的开出插件8可以结合表4进行说明，如表4所示，开出插件8包括故障信号接口和两路接触器开出接口；故障信号接口通过总线板3与主板插件6的通讯接口连接，故障信号接口用于将来自于交流插件5、冷却器插件4以及开入插7传送的故障信号输出，故障接口为表4中的接线端子1-15对应的接口，由于具有故障信号接口，开出插件8具备继电器告警输出，第一电源异常，第二电源异常，油泵总故障，风机总故障，备用冷却器投入，备用冷却器投入后故障，冷却器全停，全停75度延时20分钟跳闸，全停延时60分钟跳闸，辅助冷却器投入，变压器退出运行，集控器异常告警，集控器失电告警等，可以精确定位故障，实现对设备的远程监控，两路接触器开出接口为表4中接线端子19-22对应的接口，与冷却器的两路电源的接触器连接，实现对冷却器双电源远程控制和周期性切换，在一路电源出现故障时，控制另一路电源投入使用，开出插件8将故障信号通过外在硬线的方式传到变压器二次保护装置。

表4.开出插件结构组成表

作为一种可选的方式，上述智能冷却器集控器结构中的交流插件5可以结合表5进行说明，如表5所示，交流插件5包括独立的两路电源开入接口、一路设备电源、二路设备电源，用于AC380电源电压采集和集控器供电，电源开入接口与冷却器一路电源的三相电源A相、B相、C相连接，用于采集两路380V电源的电压，实现对冷却器电源电压实时监测，同时还具备两路独立电源同时供电，当检测冷却器电源或集控器电源出现过压、欠压、相序、断线等故障时，交流插件5将故障信号通过总线板3传给开出插件8和主板插件6通信接口，当检测集控器任意一路电源出现故障时，不影响另一路电源正常工作。一路设备电源和二路设备与冷却器插件4、开入插件7、开出插件8、交流插件5、主板插件6以及温度控制插件9连接，用于提供电源。

表5.交流插件结构组成表

作为一种可选的方式，上述智能冷却器集控器结构中的温度控制插件9可以结合表6进行说明，温度控制插件9包括温湿度开入接口和驱动开出接口，温湿度开入接口对应表6中的接线端子13-16，温湿度开入接口与设置在控制柜中的PT100温湿度传感器连接，用于采集控制柜中的温度和湿度；驱动开出接口对应表6中的接线端子17-22，驱动开出接口与控制柜内的风扇、加热器以及除湿驱动装置连接，智能冷却器集控器设置在控制柜中，温度控制插件9实现PT100直接接入检测，不需要中间设备，就可以自动检测柜体内部环境温湿度，温度控制插件9中的CPU芯片对采集的温度和湿度进行处理，当柜内湿度大于设定值时驱动除湿设备工作，进行柜内除湿，当柜内温度低于设定值时驱动加热器工作，提升柜内温度，当柜内温度大于设定值驱动风扇进行柜内散热，提供适宜的环境条件，同时将温度、湿度、PT100监测数据通过总线板3至主板插件6传到远端监控室。

表6.温度控制插件结构组成表

作为一种可选的方式，上述智能冷却器集控器结构中的显示面板2的指示灯22可以包括第一电源故障灯、第二电源故障灯、冷却器全停灯、风机故障灯、油泵故障灯、变压器退出灯、第一电源投入灯、第二电源投入灯、备用投入灯、第一冷却器状态指示灯、第二冷却器状态指示灯、第三冷却器状态指示灯、第四冷却器状态指示灯、第五冷却器状态指示灯、第六冷却器状态指示灯、第七冷却器状态指示灯、第八冷却器状态指示灯、第九冷却器状态指示灯、第十冷却器状态指示灯、第十一冷却器状态指示灯、复位按钮。按键23包括确定按钮、取消按钮、上下左右按钮、加号按钮，减号按钮。显示面板2用于数据远传和冷却器运行、故障状态的显示，电源切换周期、冷却器延时启动时间、冷却器循环周期、双电源切换周期等基础参数设置。

本智能冷却器集控器的实际工作过程可以结合图3进行说明，如图3所示，主要包括通信回路、驱动回路和故障回路，具体的交流插件5负责冷却器两路AC380V电源电压采集，以及向智能冷却器集控器提供两路独立电源AC220V，DC110V，并将故障信号传给开出插件8和主板插件6通信；开入插件7和主板插件6均可以采集驱动信号，冷却器插件4根据开入插件7或主板插件6采集的驱动信号对冷却器的风机和油泵进行驱动；开出插件8接收来自开入插件7、冷却器插件4以及交流插件5的故障信号，负责将故障信号通过硬接线方式进行远传或通过主板插件6进行远传，同时控制冷却器电源的切换；主板插件6负责远程通信和4-20mA电流信号采集，为冷却器插件4提供控制驱动信号；冷却器插件4负责冷却器运行信号采集以及冷却器驱动开出和故障开出，并将运行信号传给主板插件6；温度控制插件9负责PT100信号采集和柜内温湿度检测，并驱动加热器、风机或除湿装置工作；交流插件5、开入插件7、开出插件8、冷却器插件4以及温度控制插件9采集或通过CPU芯片处理得到的信号均可传送给主板插件6，主板插件6通过通信功能传送给显示面板以及远方通信。

通过上述结构和实际工作过程说明，可知，本实用新型提供的智能冷却器集控器主要具备电源电压、电流采集，变压器油温、负荷等模拟量采集，非电量保护，远程控制以及通信功能，同时还融合了电源保护以及冷却器保护以及故障记录功能，具备多种远程通讯接口；满足对箱变，变压器的冷却器的远程控制和自动监测，进而实现电站全面智能化管理，做到了无人值守或者少人值守的运行方式。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种智能冷却器集控器，其特征在于，包括：总线板、冷却器插件、开入插件、开出插件以及交流插件；所述冷却器插件、开入插件、开出插件以及交流插件插接在所述总线板上；且所述冷却器插件、开入插件、开出插件以及交流插件均通过所述总线板与通讯接口连接；

所述开入插件与变压器相连，用于接入冷却器的驱动信号，所述冷却器插件的第一接口连接所述冷却器的风机和油泵，所述冷却器插件用于驱动冷却器的风机和油泵工作；所述冷却器插件的第二接口与所述冷却器的运行电流接口连接，用于采集冷却器的运行信号；

所述交流插件与所述冷却器连接，用于采集所述冷却器的电源信号；所述开出插件包括多个故障信号接口，用于输出故障信号。

2.根据权利要求1所述智能冷却器集控器，其特征在于，所述总线板设置在箱体内，所述总线板上还插接有主板插件，所述主板插件包括以太网通讯接口、485通讯接口以及电流开入接口，所述电流开入接口与所述变压器的仪表相连。

3.根据权利要求2所述智能冷却器集控器，其特征在于，所述故障信号接口通过所述总线板与所述主板插件的通讯接口连接，所述开出插件还包括两路接触器开出接口；所述两路接触器开出接口与所述冷却器的两路电源的接触器连接。

4.根据权利要求2所述智能冷却器集控器，其特征在于，所述冷却器插件、开入插件、开出插件、交流插件以及主板插件均集成有CPU芯片；所述总线板上插接有多个冷却器插件，每个所述冷却器插件与所述变压器的一个冷却器连接。

5.根据权利要求1所述智能冷却器集控器，其特征在于，所述冷却器插件的第一接口包括风机断路器位置接口、油泵断路器位置接口、风机正转接触器位置接口、风机反转接触器位置接口、油泵接触器位置接口以及油流继电器位置接口；所述第二接口包括风机正转接触器开出接口、风机反转接触器开出接口、油泵接触器开出接口。

6.根据权利要求1所述智能冷却器集控器，其特征在于，所述总线板上还插接有温度控制插件，所述温度控制插件包括温湿度开入接口和驱动开出接口，所述温湿度开入接口与设置在控制柜中的温湿度传感器连接，所述驱动开出接口与所述控制柜内的风扇、加热器以及除湿驱动装置连接，所述智能冷却器集控器设置在所述控制柜中。

7.根据权利要求1所述智能冷却器集控器，其特征在于，所述开入插件包括开入接口、备用接口以及公共端接口，所述开入接口与所述变压器的仪表连接，所述开入接口包括：变压器温度信号接口、变压器三侧开关跳闸接口、第一负荷信号接口、第二负荷信号接口、就地接口、远方接口、冷却器自动状态接口、冷却器手动状态接口、第一电源接触器位置接口、第二电源接触器位置接口、第一电源断路器位置接口、第二电源断路器位置接口、变压器高油位信号接口、变压器低油位信号接口以及瓦斯继电器动作信号接口。

8.根据权利要求1所述智能冷却器集控器，其特征在于，所述交流插件包括两路电源开入接口和两路设备电源，每路电源开入接口与所述冷却器一路电源的三相电源连接，所述两路设备电源与所述冷却器插件、开入插件、开出插件以及交流插件连接，用于提供电源。

9.根据权利要求1所述智能冷却器集控器，其特征在于，所述智能冷却器集控器还包括显示面板，所述显示面板与所述总线板连接；所述显示面板包括：显示屏、指示灯以及按键。

10.根据权利要求9所述智能冷却器集控器，其特征在于，所述指示灯包括第一电源故障灯、第二电源故障灯、冷却器全停指示灯、风机故障灯、油泵故障灯、变压器退出指示灯、第一电源投入指示灯、第二电源投入指示灯、备用投入指示灯、多个冷却器状态指示灯、复位按钮。