一種電力配網用變壓裝置的製作方法
2023-08-06 10:36:56 2
專利名稱：一種電力配網用變壓裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於變壓裝置技術領域，具體涉及一種電力配網用變壓裝置。
背景技術：
目前，電網建設要求對配電網上的各種設備進行自動監測 、協調和控制，以實現配電網的集中監視、優化運行，來達到提高供電可靠性和供電質量以及降低供電成本的目的。變壓器是電網中的主要設備，起著電壓轉換和電能傳輸的作用，所以對變壓器及相關設備主要狀態信息進行收集和整合分析，實現實時狀態可知以及實時運行可控，從而可提高整個設備及電網的可靠性，優化電網的運行和管理，對電力系統的發展具有深遠意義。目前乾式變壓器的冷卻風機功率是乾式變壓器的固有損耗，且佔據一定比例，特別是風冷型乾式變壓器用大功率冷卻風機，其耗用電能比例更是可觀，不論乾式變壓器是否超負荷運行，冷卻風機一直以固定的功率運行，造成了能源的極大浪費，大多數冷卻風機在使用過程中都存在大馬拉小車的現象。這種落後的冷卻風機調節方式，不僅浪費了寶貴的能源，而且調節精度差，很難滿足現代化工業生產及服務等方面的要求，負面效應十分嚴重。另外，局部放電是乾式變壓器發生故障的重要徵兆，是評價乾式變壓器絕緣劣化程度的主要特徵參數，在國家標準中，局部放電已列為乾式變壓器的常規評價指標，對乾式變壓器的局部放電進行在線監測，可以及時發現乾式變壓器中潛伏的絕緣故障，從而預防突發性事故的發生。供電企業長期以來延續的以時間周期為基礎的定期試驗的檢修制度，已不能適應現有設備安全運行的需要，對乾式變壓器從定期檢修過渡到狀態檢修將是電力系統發展的必然趨勢。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是針對現有技術中存在的上述不足，提供一種電力配網用變壓裝置，該電力配網用變壓裝置可實現變頻調速、功率因數補償、軟啟動，從而達到節能降耗的目的。解決本實用新型技術問題所採用的技術方案是提供一種電力配網用變壓裝置，包括乾式變壓器、低壓出線端子、高壓出線端子，以及對所述的乾式變壓器進行降溫的冷卻風機，所述的電力配網用變壓裝置還包括溫度檢測單元、變頻器、數據收集單元和判斷單元，其中，所述溫度檢測單元用於檢測所述乾式變壓器繞組的溫度，並與所述數據收集單元連接；所述數據收集單元與所述判斷單元相連；所述判斷單元與所述變頻器相連；所述變頻器與所述冷卻風機相連。優選的是，所述溫度檢測單元用於將檢測到的溫度信號發送給所述數據收集單元;所述數據收集單元用於收集所述溫度檢測單元發送的溫度信號，並將收集到的溫度信號發送給所述判斷單元；所述判斷單元用於接收所述數據收集單元發送的溫度信號，並根據該溫度信號做出判斷，輸出判斷信號給所述變頻器；所述變頻器用於接收所述判斷單元發出的判斷信號，並根據接收到的判斷信號來調控所述冷卻風機工作。冷卻風機的變頻調速具有以下優點I.變頻調速節能當溫控傳感光纖檢測到乾式變壓器繞組溫度過高，超過乾式變壓器負荷時，可通 過變頻器控制電路強制啟動冷卻風機散熱。當溫控傳感光纖檢測到乾式變壓器繞組溫度在乾式變壓器正常工作溫度範圍時，可根據溫度的高低通過變頻器控制電路設定冷卻風機不同的轉速。當溫控傳感光纖檢測到乾式變壓器繞組溫度很低時，可以通過變頻器控制電路設定冷卻風機不工作。通過這種智能變頻調節冷卻風機風速，可做到最大限度的節約能量。2、功率因數補償節能在冷卻風機的使用過程中存在著無功功率，無功功率不但增加了線路損耗，而且增加了設備的發熱，更主要的是無功功率會使功率因數降低從而導致電網有功功率的降低，使得設備使用效率低下，浪費嚴重。使用變頻器對冷卻風機進行調速，由於變頻器的內部濾波電容會減少無功損耗，可增加電網的有功功率。3、軟啟動節能由於冷卻風機的電機為直接啟動或Y/D啟動，其啟動電流等於4 7倍額定電流，這樣會對機電設備和供電電網造成嚴重的衝擊,而且還會對電網容量要求過高，電機啟動時產生的大電流和震動對擋板和閥門的損害極大，對設備、管路的使用壽命極為不利。而使用變頻器的軟啟動功能將使啟動電流從零開始，最大值也不超過額定電流，減輕了對電網的衝擊和對供電容量的要求，延長了設備和閥門的使用壽命，節省了設備的維護費用。優選的是，所述電力配網用變壓裝置還包括局部放電檢測單元，其與所述數據收集單元連接，用於檢測所述乾式變壓器的局部放電信號，並將檢測到的局部放電信號發送給所述數據收集單元；所述數據收集單元用於收集所述局部放電檢測單元發送的局部放電信號，並將收集到的局部放電信號發送給所述判斷單元；所述判斷單元用於接收所述數據收集單元發送的局部放電信號，並對該局部放電信號進行監測。電力配網用變壓裝置的很多故障均由於局部放電引起的，而且局部放電能最有效的反應乾式變壓器的絕緣狀況，所以對電力配網用變壓裝置的局部放電進行監測具有重要的意義。使用局部放電脈衝傳感器對局部放電進行在線監測的實時性好、靈敏度高，而且可進行故障定位，且可分辨出外部幹擾還是內部局部放電。優選的是，所述局部放電檢測單元與所述高壓出線端子連接。[0030]優選的是，所述電力配網用變壓裝置還包括報警單元，其與所述判斷單元相連，用於根據所述判斷單元的信號報警。其中，所述判斷單元中預設有局部放電信號閾值，當局部放電信號超過局部放電信號閾值時，所述判斷單元輸出判斷信號至所述報警單元，所述報警單元根據接收到的判斷信號做出報警。判斷單元具有數據處理、狀態控制、狀態顯示的功能，狀態顯示內容包括了電力配網用變壓裝置的三相有功、三相無功、功率因數、電流、電壓、溫度、日均負荷、周均負荷、月均負荷、季均負荷、年均負荷、典型日負荷曲線、乾式變壓器的使用壽命計算等信息，狀態顯示的內容經過數據處理可進行狀態控制，包括變頻調速和局部放電在線監測的功能。優選的是，所述溫度檢測單元為溫控傳感光纖，其設置在所述乾式變壓器繞組的內部。溫控傳感光纖全絕緣、小尺寸，可以直接測出高壓電氣設備繞組內部發熱點的溫度，溫控傳感光纖能夠為監控系統提供更加準確可靠的線圈熱點溫度值，從而使用戶能夠準確把握溫度對設備的影響，將風險準確控制在安全的範圍之內。同時，溫控傳感光纖可在 強電磁環境下，不存在電磁幹擾和渦流發熱現象，可以保證長期穩定可靠的高壓絕緣性能，適宜在高壓電器溫度監測中應用，且該溫控傳感光纖可以埋設在乾式變壓器繞組內部，實時測量乾式變壓器繞組內部溫度。優選的是，所述電力配網用變壓裝置還包括電流傳感器和電壓傳感器，其中，所述低壓出線端子與所述電壓傳感器連接，所述電壓傳感器與所述數據收集單元連接；所述電流傳感器與所述數據收集單元連接，並設於所述低壓出線端子處。優選的是，所述電力配網用變壓裝置中的乾式變壓器為非晶合金乾式變壓器。因為非晶合金乾式變壓器具有損耗低，局部放電少，噪音低，抗雷電衝擊性能高，抗突發短路能力強，電氣性能好等特點。優選的是，所述數據收集單元採用配電變壓器監測終端TTU裝置、饋線終端FTU裝置或開閉所終端DTU裝置任意之一。更優選的是，所述數據收集單元採用配電變壓器監測終端TTU裝置。配電變壓器監測終端TTU裝置可對電力配網用變壓裝置進行實時數據採集與控制的自動化終端設備，它可以記錄並儲存乾式變壓器低壓側的電流、電壓、有功功率等參數，還可以通過通信網絡，與配網SCADA系統交換數據，實現主站對乾式變壓器的遙測、遙信、遙控功能，實現乾式變壓器的經濟、安全、可靠運行。優選的是，配電變壓器監測終端TTU裝置、饋線終端FTU裝置或開閉所終端DTU裝置任意之一採用集成化晶片、積木式結構。優選的是，所述乾式變壓器還包括外接線端子，所述外接線端子與所述數據收集單元相連，溫控傳感光纖、電流傳感器、電壓傳感器等可通過該外接線端子與數據收集單元相連。
圖I是本實用新型實施例中的電力配網用變壓裝置的結構示意圖；圖2是圖I的左視圖；[0045]圖3是圖I中A-A的剖視放大圖；圖4是本實用新型實施例中的電力配網用變壓裝置的結構示意框圖。圖中1-千式變壓器；2_電壓傳感器；3_電流傳感器；4_局部放電脈衝傳感器；5-溫控傳感光纖；6_變頻器；7_外接線端子；8_數據收集單元；9_判斷單元；10-乾式變壓器繞組；11_冷卻風機；12_低壓出線端子；13_高壓出線端子。
具體實施方式
為使本領域技術人員更好地理解本實用新型的技術方案，
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細描述。實施例I 如圖I至圖4所示，本實施例中的電力配網用變壓裝置，包括乾式變壓器I、低壓出線端子12、高壓出線端子13，對乾式變壓器I進行降溫的冷卻風機11，該電力配網用變壓裝置還包括溫度檢測單元、變頻器6、數據收集單元8和判斷單元9，其中，溫度檢測單元用於檢測乾式變壓器繞組10的溫度，並與數據收集單元8連接；數據收集單元8與判斷單元9相連；判斷單元9與變頻器6相連；變頻器6與冷卻風機11相連。如圖3所示，優選的是，溫度檢測單元為溫控傳感光纖5，其設置在乾式變壓器繞組10的內部。溫控傳感光纖5全絕緣、小尺寸，可以直接測出高壓電氣設備繞組內部發熱點的溫度，並將檢測到的溫度信號發送給數據收集單元8，溫控傳感光纖5能夠為監控系統提供更加準確可靠的線圈熱點溫度值，從而使用戶能夠準確把握溫度對設備的影響，將風險準確控制在安全的範圍之內。當然，如果使用熱電偶等其它類型的溫度傳感器作為溫度檢測單元，也是可行的。溫控傳感光纖5用於將檢測到的溫度信號發送給數據收集單元8 ;數據收集單元8收到溫控傳感光纖5發送的溫度信號，再將其發送給判斷單元9 ;判斷單元9根據接收到的溫度信號做出判斷，輸出判斷信號給變頻器6，變頻器6根據判斷信號選擇變頻器6的頻率，進而改變冷卻風機11的電源和電壓頻率，控制冷卻風機11轉速，達到調控冷卻風機11的目的。變頻器6改變電源頻率的變頻調速實現對冷卻風機11的電動機的調速控制，可及時啟動或停止冷卻風扇使其降溫，防止乾式變壓器I故障或損壞。這樣就可以做到實時監測、監控溫度，預測、預防事故，同時實時採集運行數據，預測設備的絕緣壽命，判斷設備的實際負荷能力，為設備能否超負荷安全運行提供科學依據，提高經濟效益。冷卻風機11的變頻調速具有以下優點I、變頻調速節能當溫控傳感光纖5檢測到乾式變壓器繞組10溫度過高，超過乾式變壓器I負荷時，可通過變頻器6控制電路強制啟動冷卻風機11散熱。當溫控傳感光纖5檢測到乾式變壓器繞組10溫度在乾式變壓器I正常工作溫度範圍時，可根據溫度的高低通過變頻器6控制電路設定冷卻風機11不同的轉速。當溫控傳感光纖5檢測到乾式變壓器繞組10溫度很低時，可以通過變頻器6控制電路設定冷卻風機11不工作。通過這種智能變頻調節冷卻風機11的轉速，可做到最大限度的節約能量。[0061]2、功率因數補償節能在冷卻風機11的使用過程中存在著無功功率，無功功率不但增加了線路損耗，而且增加了設備的發熱，更主要的是無功功率會使功率因數降低從而導致電網有功功率的降低，使得設備使用效率低下，浪費嚴重。使用變頻器6對冷卻風機11進行調速，由於變頻器6的內部濾波電容會減少無功損耗，可增加電網的有功功率。3、軟啟動節能由於冷卻風機11的電機為直接啟動或Y/D啟動，其啟動電流等於4 7倍額定電流,這樣會對機電設備和供電電網造成嚴重的衝擊,而且還會對電網容量要求過高，電機啟動時產生的大電流和震動對擋板和閥門的損害極大，對設備、管路的使用壽命極為不利。而使用變頻器6的軟啟動功能將使啟動電流從零開始，最大值也不超過額定電流，減輕了對電網的衝擊和對供電容量的要求，延長了設備和閥門的使用壽命，節省了設備的維護費用。優選的是，電力配網用變壓裝置還包括電流傳感器3和電壓傳感器2，其中，低壓出線端子12與電壓傳感器2連接，電壓傳感器2與數據收集單元8連接；電流傳感器3與數據收集單元8連接，並設於低壓出線端子12處。優選的是，乾式變壓器I為非晶合金乾式變壓器，因為非晶合金乾式變壓器具有損耗低，局部放電少，噪音低，抗雷電衝擊性能高，抗突發短路能力強，電氣性能好等特點。優選的是，數據收集單元8為配電變壓器監測終端TTU裝置、饋線終端FTU裝置或開閉所終端DTU裝置任意之一。更優選的是，配電變壓器監測終端TTU裝置、饋線終端FTU裝置或開閉所終端DTU裝置任意之一採用集成化晶片、積木式結構。更優選的是，數據收集單元8為配電變壓器監測終端TTU裝置，配電變壓器監測終端TTU裝置就是對電力配網用變壓裝置進行實時數據採集與控制的自動化終端設備，它可以記錄並儲存乾式變壓器I的低壓側的電流、電壓、有功功率等參數，還可以通過通信網絡，與配網SCADA系統交換數據，實現主站對乾式變壓器I的遙測、遙信、遙控功能，實現乾式變壓器I的經濟、安全、可靠運行。當然，如果使用其它已知的存儲器作為數據收集單元8，也是可行的。判斷單元9具有數據處理、狀態控制、狀態顯示的功能，狀態顯示內容包括了電力配網用變壓裝置的三相有功、三相無功、功率因數、電流、電壓、溫度、日均負荷、周均負荷、月均負荷、季均負荷、年均負荷、典型日負荷曲線、乾式變壓器I的使用壽命計算等信息，狀態顯示內容經過數據處理可進行狀態控制，包括變頻調速功能。該判斷單元9具體可採用多種已知的具有數據處理能力的器件，如處理器、可編程序邏輯控制器(PLC)、電腦等。優選的是，乾式變壓器I還包括外接線端子7，外接線端子7與數據收集單元8相連，溫控傳感光纖5、電流傳感器3、電壓傳感器2等可通過該外接線端子7與數據收集單元8相連。實施例2如圖I至圖4所示，本實施例中的電力配網用變壓裝置具有與實施例I的電力配網用變壓裝置類似的結構，其與實施例I的區別在於，該電力配網用變壓裝置還包括局部放電檢測單元，其與數據收集單元8連接，局部放電檢測單元優選為局部放電脈衝傳感器4，其用於檢測乾式變壓器I的局部放電信號，並將檢測到的局部放電信號發送給數據收集單元8 ;數據收集單元8用於收集局部放電脈衝傳感器4發送的局部放電信號，並將收集到的局部放電信號發送給判斷單元9 ;判斷單元9用於接收數據收集單元8發送的局部放電信號，並對該局部放電信號進行監測。電力配網用變壓裝置的很多故障均由於局部放電引起的，而且局部放電能最有效的反應乾式變壓器I的絕緣狀況，所以對電力配網用變壓裝置的局部放電進行監測具有重要的意義。使用局部放電脈衝傳感器4對局部放電進行在線監測的實時性好、靈敏度高，而且可進行故障定位，且可分辨出外部幹擾還是內部局部放電。優選的是，局部放電檢測單元與高壓出線端子13連接。優選的是，該電力配網用變壓裝置還包括報警單元，其與判斷單元9相連，用於根據判斷單元9的信號報警。其中，判斷單元9中預設有局部放電信號閾值，當局部放電信號超過局部放電信號閾值時，判斷單元9輸出判斷信號至報警單元，報警單元根據接收到的判斷信號做出報警。 該報警單元可為揚聲器、報警燈等多種形式，其可通過發聲、發光等多種不同的方式報警。優選的是，多個乾式變壓器I中的傳感器可與一個數據收集單元8連接，從而實現一個判斷單元9可以同時在線監測多臺乾式變壓器I。實現此項構思，不僅完善了智能終端的功能，還將大大降低乾式變壓器I配置局部放電監測產品的費用。在線監測電力配網用變壓裝置的局部放電是判斷單元9對運行中的乾式變壓器I的局部放電進行監測，並進行數據處理分析，以期對乾式變壓器I進行絕緣診斷，必要時提供報警。該電力配網用變壓裝置的突出特點，還表現在可按多種模式運行①單一 「乾式變壓器I」運行方式，可實現基本乾式變壓器I功能；②「乾式變壓器1+傳感器裝置」 二組合運行方式，可為傳統繼電保護裝置提供電氣控制信號；③「乾式變壓器1+傳感器裝置+數據收集單元8」三組合運行方式，可實現遙測和遙信功能，為配網SCADA系統提供乾式變壓器I的各種數據；④「乾式變壓器1+傳感器裝置+數據收集單元8+判斷單元9」四組合運行方式，可具有遙測、遙信、遙控功能，實現對乾式變壓器I運行狀態的實時監控和經濟運行。可按工程實際情況，選擇功能模塊的組合。這樣一來，該電力配網用變壓裝置就不單純具有傳統單一的電壓轉換和電能傳輸的功能，而變成為一種多功能的電氣設備。引入配電變壓器監測終端TTU裝置的接口，具有數據處理、狀態控制、狀態顯示等功能，從而使該電力配網用變壓裝置成為一種多功能、隨時處於最佳運行狀態的電氣設備。可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本實用新型的原理而採用的示例性實施方式，然而本實用新型並不局限於此。對於本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本實用新型的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種電力配網用變壓裝置，包括乾式變壓器、低壓出線端子、高壓出線端子，以及對所述的乾式變壓器進行降溫的冷卻風機，其特徵在於，所述的電力配網用變壓裝置還包括溫度檢測單元、變頻器、數據收集單元和判斷單元，其中， 所述溫度檢測單元用於檢測所述乾式變壓器繞組的溫度，並與所述數據收集單元連接; 所述數據收集單元與所述判斷單元相連； 所述判斷單元與所述變頻器相連； 所述變頻器與所述冷卻風機相連。
2.根據權利要求I所述的電力配網用變壓裝置，其特徵在於， 所述溫度檢測單元用於將檢測到的溫度信號發送給所述數據收集單元； 所述數據收集單元用於收集所述溫度檢測單元發送的溫度信號，並將收集到的溫度信號發送給所述判斷單元； 所述判斷單元用於接收所述數據收集單元發送的溫度信號，並根據該溫度信號做出判斷，輸出判斷信號給所述變頻器； 所述變頻器用於接收所述判斷單元發出的判斷信號，並根據所述判斷信號調控所述冷卻風機。
3.根據權利要求I所述的電力配網用變壓裝置，其特徵在於，還包括局部放電檢測單元，其與所述數據收集單元連接，用於檢測所述乾式變壓器的局部放電信號，並將檢測到的局部放電信號發送給所述數據收集單元； 所述數據收集單元用於收集所述局部放電檢測單元發送的局部放電信號，並將收集到的局部放電信號發送給所述判斷單元； 所述判斷單元用於接收所述數據收集單元發送的局部放電信號，並對該局部放電信號進行監測。
4.根據權利要求3所述的電力配網用變壓裝置，其特徵在於，所述局部放電檢測單元與所述高壓出線端子連接。
5.根據權利要求3所述的電力配網用變壓裝置，其特徵在於，還包括報警單元，其與所述判斷單元相連，用於根據所述判斷單元的信號報警。
6.根據權利要求I所述的電力配網用變壓裝置，其特徵在於，所述溫度檢測單元為溫控傳感光纖，其設置在所述乾式變壓器繞組的內部。
7.根據權利要求I所述的電力配網用變壓裝置，其特徵在於，還包括電流傳感器和電壓傳感器，其中， 所述低壓出線端子與所述電壓傳感器連接，所述電壓傳感器與所述數據收集單元連接; 所述電流傳感器與所述數據收集單元連接，並設於所述低壓出線端子處。
8.根據權利要求I所述的電力配網用變壓裝置，其特徵在於，所述乾式變壓器為非晶合金乾式變壓器。
9.根據權利要求I所述的電力配網用變壓裝置，其特徵在於，所述數據收集單元為配電變壓器監測終端TTU裝置、饋線終端FTU裝置或開閉所終端DTU裝置任意之一。
10.根據權利要求I所述的電力配網用變壓裝置，其特徵在於，所述乾式變壓器還包括外接線端子，所述 外接線端子與所述數據收集單元相連。
專利摘要本實用新型提供一種電力配網用變壓裝置，包括乾式變壓器、低壓出線端子、高壓出線端子，以及對所述的乾式變壓器進行降溫的冷卻風機，其特徵在於，所述的電力配網用變壓裝置還包括溫度檢測單元、變頻器、數據收集單元和判斷單元，其中，所述溫度檢測單元用於檢測所述乾式變壓器繞組的溫度，並與所述數據收集單元連接；所述數據收集單元與所述判斷單元相連；所述判斷單元與所述變頻器相連；所述變頻器與所述冷卻風機相連。該電力配網用變壓裝置可實現變頻調速、功率因數補償、軟啟動，從而達到節能降耗的目的。
文檔編號G01K11/32GK202632134SQ201220213358
公開日2012年12月26日 申請日期2012年5月7日 優先權日2012年5月7日
發明者魏月剛 申請人:特變電工股份有限公司