[发明专利]一种变压器智能风冷变频节能方法及系统

说明书

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。

技术领域

本发明涉及一种变压器风冷系统，属于电力设备技术领域。

背景技术

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℃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℃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℃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℃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℃时，两组冷却风机处于超频(60Hz)模式运行；当温度降低为65℃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。

发明内容

本发明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，本发明是通过以下技术方案实现的：

一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≤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f_1max，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，