一种变压器智能风冷变频节能方法及系统技术方案

本发明专利技术所述的一种变压器智能风冷变频节能方法及系统，系统包括检测反馈单元、可编程逻辑控制器、工作指示单元、操作单元、变频器、远程控制单元、电源单元及冷却器组，根据变压器的顶层油温、绕组温度和负载电流共同控制冷却器组运行数量和风机转速，以变压器顶层油温和绕组温度作为变频器调频控制参数，兼顾负载电流变化对冷却器转速和冷却器组的投入切除进行控制。有效避免了现有技术中变压器风冷变频节能系统及方法的灵活性差，运行方式单一，控制精度低，噪声大，没有根据变压器油温和绕组温度变化进行精确跟踪控制，冷效却果不好，不能经济的适用于各种复杂的场合与环境，不能实现冷却器的经济运行，造成了资源浪费的问题。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 本申请为分案申请，母案申请号为201310192119. 9,申请日为2013年4月26日。
本专利技术涉及一种变压器风冷系统，属于电力设备

技术介绍
电力变压器是电力系统主要设备之一，主要功能是电压转换和传输电流，而空载 损耗、负载损耗和环境温度都会影响变压器冷却油的温度，变压器负载变化越大，损耗就 越大，变压器的温度变化越大，同时变压器的温度也收外界环境的影响比较大，即使在同一 天，由于昼夜温度变化和负荷峰谷差的变化叠加，更是造成变压器温度大幅变化的一个主 要原因，进而影响了变压器的长期稳定运行和使用寿命。 传统的变压器冷却系统采用继电器控制模式，通过温度控制器（油层表面、绕组 温度表）有限的机械触点的开闭来驱动交流接触器的线圈，从而接通冷却器的工作回路， 用热继电器实现过载、缺相等保护，用断路器实现短路保护，这种模式存在线路复杂，体积 庞大，器件故障率高等缺陷，常规的温度控制节点小，容量小，误差大，控制冷却器工作电路 的交流接触器启动频繁，触点容易烧坏，造成接触不良或粘连在一起，成为电机缺相或破坏 绝缘的一个不可忽视的因素。另一方面断路器、接触器和热继电器的组合是控制柜的体积 庞大，制造运输成本的增加，维护工作量加大，更换时收之源等一系列问题。 现代的变压器冷却系统采用智能控制，一般采用微处理器或可编程逻辑控制器控 制，虽然实现了智能，具有故障查询与联网监控操作等功能，但仍存在不少缺点：运行方式 单一，不能经济的适用于各种复杂的场合与环境；不能实现冷却器的经济运行，也造成了资 源的一种浪费；控制线路复杂，且不能对变压器的油温、负荷运行做连续精确的跟踪；启动 电流大，对电网的冲击性较大，是接触器出头容易老化；温度控制不准确，当温度表有一组 触点出现烧坏时，系统无法正常运行；温度负荷需要提供较多的节点，是电缆的芯数增加， 维护、改造成本高，施工难度加大。 专利文献CN202404420U公开了一种电力变压器智能变频风冷控制装置，包括变 压器温度采集模块、变压器负荷采集模块、可编程控制器、变频器、触摸显示器和两组冷却 风机，通过采集变压器二次侧负荷电流来直接参与变频控制，是通过负荷电流的大小来控 制冷却风机的转速；当油温达到55-60°C时，两组冷却风机按时轮回处于变频运行状态；当 变压器的油温降到45°C以下时，两组冷却风机停止工作，变压器处于自冷却状态；当变压 器的油温升到65°C时两组风机同时投入工作，若连续运行1小时后转为工频模式运行；当 变压器的油温升至70°C时，两组冷却风机由工频转换为变频模式运行；当变压器的油温超 过75°C时，两组冷却风机处于超频（60Hz)模式运行；当温度降低为65°C时两组冷却风机转 换为变频、按时轮回的模式运行。该技术方案根据负荷电流的大小控制变频器的工作来调 节冷却风机的转速，而冷却的目的是降低温度，变压器的油温才是最重要的参数，同时由于 变压器的油温除了受负载电流影响外，还受外界环境温度的影响，当外界环境温度很低时 变压器的油温不会太高，此时风机的转速仍受负载电流大小来控制，未能根据变压器油温 变化进行精确的跟踪冷却控制，而冷却风机依然处于高速旋转的状态，无形中造成能源的 浪费，也增加了噪声，给周边的居民及工作人员带来不便。此外，该技术方案中只设置有两 组冷却风机，冷却效果有限，灵活性差，运行方式单一，不能经济的适用于各种复杂的场合 与环境；不能实现冷却器的经济运行，也造成了资源的浪费。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有技术中变压器风冷变频节能方法灵活性差，运 行方式单一，控制精度低，不是根据变压器油温和绕组温度变化进行精确跟踪控制，冷效却 果不好，不能经济的适用于各种复杂的场合与环境，不能实现冷却器的经济运行，造成了资 源浪费，从而提供一种控制精度高，变压器智能风冷变频节能方法及系统。 为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的： -种变压器智能风冷变频节能方法，根据变压器的顶层油温、绕组温度和负载电 流共同控制冷却器运行数量和风机转速： (1)当变压器顶层油温或绕组温度T彡30°C且负载电流小于额定电流的70%时， 起动工作冷却器组，所述工作冷却器组的变频器最高频率限定为f lniax，所述工作冷却器组 的变频器初始频率为，此时所述工作冷却器组的变频器运行在初始频率，恒频恒速运 行； (2)当变压器顶层油温或绕组温度30°C< T彡50°C时， 此时，变压器顶层油温或绕组温度每变化rc，所述工作冷却器组频率变化af2， 所述工作冷却器组的变频器频率设置为f2， f2= f !+(T-30) X Af2； (3)当变压器顶层油温或绕组温度50°C <T < 65°C或负载电流大于额定电流的 70%时，所述工作冷却器组的变频器为最高频率flniax，自动投运辅助冷却器组，所述辅助冷 却器组的变频器最高频率设定为f 2_，所述辅助冷却器组的变频器起始频率为f' 3， 此时，所述变压器顶层油温或绕组温度每变化1°C，所述辅助冷却器组的变频器 的频率变化A f3， 所述辅助冷却组的变频器频率设置为f3， f3=f3+(T-50) X Af3； (4)当变压器顶层油温或绕组温度T彡47°C且负载小于70%时，辅助冷却器组自 动切除； (5)当变压器顶层油温或绕组温度65°C <T < 70°C时，所述工作冷却器组的变频 器为最高频率flniax，所述辅助冷却器组的变频器最高频率设定为f 2_，自动投运备用冷却器 组，所述备用冷却器组的变频器最高频率设定为f3_，所述备用冷却器组的变频器初始频 率设定为f' 4， 此时，每变化1°C频率变化A f4， 所述备用冷却器组的变频器频率设置为f4， f4=f4+(T-65) X Af4； (6)当变压器顶层油温或绕组温度T彡63°C时，备用冷却器组自动切除； (7)当变压器顶层油温或绕组温度T彡70°C时，该台变压器停止运行。 所述工作冷却器的变频器初始频率5Hz <10Hz。 所述工作冷却器的变频器初始频率= 5Hz。 所述辅助冷却器的变频器初始频率30Hz < f 40Hz。 所述辅助冷却器的变频器初始频率f' 3= 36Hz。 所述备用冷却器的变频器初始频率35Hz < f 45Hz。 所述备用冷却器的变频器初始频率f' 4= 40Hz。 所述工作冷却器的变频器最高频率flnax= 48Hz。 所述辅助冷却器的变频器最高频率f2_= 58. 5Hz。 所述备用冷却器的变频器最高频率f3_= 60Hz。 -种变压器智能风冷变频节能系统，包括检测反馈单元、可编程逻辑控制器、工作 指示单元、操作单元、变频器、远程控制单元、电源单元及冷却器组。 所述可编程逻辑控制器采用所述的变压器智能风冷变频节能方法控制所述冷却 器的运行。 所述冷却器组分为工作冷却器组、辅助冷却器组以及备用冷却器组： 所述工作冷却器组包括三组冷却器； 所述辅助冷却器组包括一组冷却器； 所述备用冷却器组包括一组冷却器； 每个所述冷却器配一个所述变频器。 所述电源单元包括两个独立、互为备用的主电源，当一个主电源发生故障时，另一 个主电源投入使用，并发出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变压器智能风冷变频节能系统，包括检测反馈单元、可编程逻辑控制器、工作指示单元、操作单元、变频器、远程控制单元、电源单元及冷却器组，其特征在于，所述可编程逻辑控制器采用的变压器智能变频风冷节能方法为：根据变压器的顶层油温、绕组温度和负载电流共同控制冷却器运行数量和风机转速，具体方式为，(1)当变压器顶层油温或绕组温度T≤30℃且负载电流小于额定电流的70％时，起动工作冷却器组，所述工作冷却器组的变频器最高频率限定为f1max，所述工作冷却器组的变频器初始频率为f1，此时所述工作冷却器组的变频器运行在初始频率f1，恒频恒速运行；(2)当变压器顶层油温或绕组温度30℃＜T≤50℃时，此时，变压器顶层油温或绕组温度每变化1℃，所述工作冷却器组频率变化Δf2，此时所述工作冷却器组的变频器的频率为f2，f2＝f1+(T‑30)×Δf2；(3)当变压器顶层油温或绕组温度50℃<T≤65℃或负载电流大于额定电流的70％时，所述工作冷却器组的变频器为最高频率f1max，自动投运辅助冷却器组，所述辅助冷却器组的变频器最高频率设定为f2max，所述辅助冷却器组的变频器起始频率为f′3,其中，所述辅助冷却器的变频器初始频率30Hz≤f′3≤40Hz,此时,所述变压器顶层油温或绕组温度每变化1℃，所述辅助冷却器组的变频器的频率变化Δf3，此时所述辅助冷却组的变频器的频率为f3，f3＝f′3+(T‑50)×Δf3；(4)当变压器顶层油温或绕组温度T≤47℃且负载小于70％时，辅助冷却器组自动切除；(5)当变压器顶层油温或绕组温度65℃<T≤70℃时，所述工作冷却器组的变频器为最高频率f1max，所述辅助冷却器组的变频器为最高频率f2max，自动投运备用冷却器组，所述备用冷却器组的变频器最高频率设定为f3max，所述备用冷却器组的变频器初始频率设定为f′4，其中，所述备用冷却器的变频器初始频率35Hz≤f′4≤45Hz,此时,所述变压器顶层油温或绕组温度每变化1℃，所述备用冷却器组的变频器的频率变化Δf4，此时所述备用冷却器组的变频器频率设置为f4，f4＝f′4+(T‑65)×Δf4；(6)当变压器顶层油温或绕组温度T≤63℃时，备用冷却器组自动切除；(7)当变压器顶层油温或绕组温度T≥70℃时，该台变压器停止运行，同时发出报警信号；所述冷却器组分为工作冷却器组、辅助冷却器组以及备用冷却器组；所述工作冷却器组包括三组冷却器，所述工作冷却器的变频器初始频率f1＝5Hz，所述工作冷却器的变频器最高频率f1max＝48Hz；所述辅助冷却器组包括一组冷却器，所述辅助冷却器的变频器初始频率f′3＝36Hz，所述辅助冷却器的变频器最高频率f2max＝58.5Hz；所述备用冷却器组包括一组冷却器，所述备用冷却器的变频器初始频率f′4＝40Hz，所述备用冷却器的变频器最高频率f3max＝60Hz；每个所述冷却器配一个所述变频器。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘远龙，陈志勇，崔潇，于立涛，于强，王林峰，胡东，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司青岛供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东;37