一种串联电抗器的散热系统与冷却策略技术方案

本申请公开了一种串联电抗器的散热系统与冷却策略，包括：防护包封、水冷子系统、风冷子系统，控制子系统；防护包封分别设置于串联电抗器的三相绕组包封的外面，冷却水管嵌入在防护包封内且自上而下环绕多圈，顶层的防护包封的进水口与水泵的出水口相连，顶层的防护包封的出水口与下一层的防护包封的进水口相连，底层的防护包封的出水口与水泵的进水口相连；风冷子系统吊装在串联电抗器的最底层；控制子系统，用于根据串联电抗器的预测负荷和实时环境温度控制风冷子系统和水冷子系统工作；解决了串联电抗器的散热问题，降低了环氧树脂绝缘所处的环境温度，减缓了高温对环氧树脂热老化的影响，提高了串联电抗器的运行可靠性。提高了串联电抗器的运行可靠性。提高了串联电抗器的运行可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种串联电抗器的散热系统与冷却策略


[0001]本申请涉及变电站设备状态监测
，尤其涉及一种串联电抗器的散热系统与冷却策略。

技术介绍

[0002]35kV并联电容器组是500kV变电站无功补偿设备，串联电抗器串接在并联电容器组中，起到降低合闸涌流和滤除高次谐波的作用。串联电抗器布置在户外，且每天频繁投切，造成其运行恶劣。1)外界环境因素。干式电抗器由于风吹日晒、昼夜温差及应力作用，绝缘位置会产生很多裂缝，在大风和雨雪天气下，水汽和灰尘会进入裂缝，导致裂缝处场强发生畸变，产生放电现象，这是电抗器故障的起发点；雨雪天气，部分水汽渗入电抗器内部，使得电抗器出现铁锈水渍，电抗器工作时沿铁锈水渍发展成爬电，进而烧损电抗器；鸟类靠近电抗器取暖、筑巢，造成电抗器附着鸟屎；2)过电压影响。易导致电抗器内部的绝缘老化开裂，造成干式电抗器匝间短路；3)产品质量缺陷。部分电抗器产品在设计和生产过程中使用质量不达标的绝缘材料、导线间焊接点虚连及断线等因生产制造缺陷问题。
[0003]现有技术对于干式空心电抗器的运维，主要是依靠人工或者巡视机器人采用红外测温的方法，对所测串联电抗器外表面的整体温度来初步判断是否处于正常运行状态；而缺少对串联电抗器进行散热的技术方案，使得串联电抗器容易出现故障，导致串联电抗器的运行可靠性得不到保障。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种串联电抗器的散热系统与冷却策略，用于解决现有技术缺少对串联电抗器进行散热的技术方案，使得串联电抗器容易出现故障，导致串联电抗器的运行可靠性得不到保障的技术问题。
[0005]有鉴于此，本申请第一方面提供了一种串联电抗器的散热系统，所述系统包括：防护包封、水冷子系统、风冷子系统，控制子系统；
[0006]其中，所述水冷子系统包括：水泵、冷却水管；
[0007]所述防护包封分别设置于串联电抗器的三相绕组包封的外面，所述冷却水管嵌入在所述防护包封内且自上而下环绕多圈，顶层的所述防护包封的进水口与所述水泵的出水口相连，顶层的所述防护包封的出水口与下一层的所述防护包封的进水口相连，底层的所述防护包封的出水口与所述水泵的进水口相连；
[0008]所述风冷子系统吊装在串联电抗器的最底层；
[0009]所述控制子系统，用于根据串联电抗器的预测负荷和实时环境温度控制所述风冷子系统和所述水冷子系统工作。
[0010]可选地，所述水冷子系统，还包括：冷却水池；
[0011]所述冷却水池的第一端连接于底层的所述防护包封的出水口，所述冷却水池的第二端连接于所述水泵的进水口；且所述水泵的出水口和入水口均设有温度感应元件，用于
采集所述水泵的出水口和入水口的温度，从而计算水温差；
[0012]当所述水温差大于预设温度阈值时，启动所述冷却水池的预设降温程序。
[0013]可选地，所述防护包封的材质为环氧树脂。
[0014]可选地，所述风冷子系统包括：风扇叶和电机部分；所述风扇叶的材质耐高温的环氧树脂。
[0015]可选地，还包括：电磁屏蔽壳，用于包裹散热系统的低压电子设备，从而屏蔽串联电抗器产生的磁场。
[0016]可选地，所述电磁屏蔽壳的材质为硅钢材料。
[0017]可选地，所述硅钢材料为30号钢。
[0018]本申请第二方面提供一种串联电抗器的散热系统的控制策略，应用于上述第一方面所述的串联电抗器的散热系统，所述控制策略包括：
[0019]S1、获取与串联电抗器串接的电容器组的无功补偿功率历史曲线，从所述无功补偿功率历史曲线选取若干个无功功率作为参考；
[0020]S2、根据若干个所述无功功率计算预测当日的无功功率的曲线，从而得到预测无功功率的实时曲线，根据无功补偿电容器的投入顺序，确定所述实时曲线对应投入的电容器组别；
[0021]S3、根据所述实时曲线和对应的电容器组别，记录实时曲线的上升时间点和下降时间点，将所述下降时间点和所述上升时间点之差作为串联电抗器的运行时间；
[0022]S4、根据所述运行时间控制水冷子系统和风冷子系统工作。
[0023]可选地，S4，之后还包括：
[0024]获取预测当天的气温数据值，确定最高温度；
[0025]根据所述运行时间与最高温度的范围，控制控制水冷子系统和风冷子系统工作。
[0026]可选地，当串联电抗器投入运行时，在水泵附近安装电磁感应线圈；
[0027]获取电磁感应线圈的感应电流和串联电抗器的相邻串联电抗器感应电流；
[0028]当电磁感应线圈的感应电流远大于相邻串联电抗器感应电流时，衔铁吸合，水泵电机和风扇电机回路均导通，完成预备启动；当电磁感应线圈的感应电流约等于相邻串联电抗器感应电流时，衔铁断开，电机回路关断，完成关闭。
[0029]从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：
[0030]本申请提供了一种串联电抗器的散热系统，防护包封、水冷子系统、风冷子系统，控制子系统；其中，水冷子系统包括：水泵、冷却水管；防护包封分别设置于串联电抗器的三相绕组包封的外面，冷却水管嵌入在防护包封内且自上而下环绕多圈，顶层的防护包封的进水口与水泵的出水口相连，顶层的防护包封的出水口与下一层的防护包封的进水口相连，底层的防护包封的出水口与水泵的进水口相连；风冷子系统吊装在串联电抗器的最底层；控制子系统，用于根据串联电抗器的预测负荷和实时环境温度控制风冷子系统和水冷子系统工作。
[0031]与现有技术相比，本申请：
[0032]1)解决了串联电抗器的散热问题，降低了环氧树脂绝缘所处的环境温度，减缓了高温对环氧树脂热老化的影响，提高了串联电抗器的运行可靠性；
[0033]2)基于负荷预测曲线和高温天气预报这两方面的数据，制定了散热装置的启动策
略，自动化高，实用性强；
[0034]3)安装在串联电抗器上的散热装置，没有任何有源器件，避免了抗电磁干扰性和供电可靠性的问题，也没有对串联电抗器的绝缘距离产生影响，可靠性大大增强；
[0035]4)最外侧的防护包封，大大降低了外界环境因素对电抗器绕组的影响，特别是降低了雨水浸入内部包封，引起局部放电的风险。
附图说明
[0036]图1为本申请实施例中提供的一种串联电抗器的散热系统的整体结构图；
[0037]图2为本申请实施例中提供的一种防护包封的正面、切面以及整体结构示意图；
[0038]图3为本申请实施例中提供的一种串联电抗器的散热系统的控制策略的流程示意图；
[0039]图4为本申请实施例中提供的一种预测无功功率与投入运行时间图。
[0040]标号：1、防护包封；2、串联电抗器的绝缘子底座；3、风冷子系统；4、控制子系统；5、水泵；6、冷却水管；7、包封；8、水管；A、串联电抗器的A相绕组；B、串联电抗器的B相绕组；C、串联电抗器的C相绕组。
具体实施方式
[0041]为了使本
的人员更好地理解本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种串联电抗器的散热系统，其特征在于，包括：防护包封、水冷子系统、风冷子系统，控制子系统；其中，所述水冷子系统包括：水泵、冷却水管；所述防护包封分别设置于串联电抗器的三相绕组包封的外面，所述冷却水管嵌入在所述防护包封内且自上而下环绕多圈，顶层的所述防护包封的进水口与所述水泵的出水口相连，顶层的所述防护包封的出水口与下一层的所述防护包封的进水口相连，底层的所述防护包封的出水口与所述水泵的进水口相连；所述风冷子系统吊装在串联电抗器的最底层；所述控制子系统，用于根据串联电抗器的预测负荷和实时环境温度控制所述风冷子系统和所述水冷子系统工作。2.根据权利要求1所述的串联电抗器的散热系统，其特征在于，所述水冷子系统，还包括：冷却水池；所述冷却水池的第一端连接于底层的所述防护包封的出水口，所述冷却水池的第二端连接于所述水泵的进水口；且所述水泵的出水口和入水口均设有温度感应元件，用于采集所述水泵的出水口和入水口的温度，从而计算水温差；当所述水温差大于预设温度阈值时，启动所述冷却水池的预设降温程序。3.根据权利要求1所述的串联电抗器的散热系统，其特征在于，所述防护包封的材质为环氧树脂。4.根据权利要求1所述的串联电抗器的散热系统，其特征在于，所述风冷子系统包括：风扇叶和电机部分；所述风扇叶的材质耐高温的环氧树脂。5.根据权利要求1所述的串联电抗器的散热系统，其特征在于，还包括：电磁屏蔽壳，用于包裹散热系统的低压电子设备，从而屏蔽串联电抗器产生的磁场。6.根据权利要求5所述的串联电抗器的散热系统，其特征在于，所述电磁屏蔽壳...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓胜初，武利会，郑琪，雷剧璋，唐琪，张殷，王彦东，李海平，刘秀甫，彭琪淇，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司佛山供电局，
类型：发明
国别省市：