本發(fā)明屬于高壓設(shè)備領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種耐低溫的變壓器低頻加熱裝置。

背景技術(shù)：

特高壓換流變壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)計制造難度大，其安裝工藝要求也更高。目前，國內(nèi)外可用于變壓器安裝現(xiàn)場的絕緣干燥方法有真空熱油循環(huán)法、短路電流法、零序電流法、渦流加熱法、蒸汽加熱法等。其中，低頻加熱法(low frequency heating，LFH)以更低的電壓對繞組進(jìn)行短路加熱，20世紀(jì)80年代后期，ABB等公司開始使用低頻電流對變壓器進(jìn)行真空干燥，并研究了低頻加熱溫度對不同厚度絕緣層的干燥效果，認(rèn)為在熱油循環(huán)的同時進(jìn)行低頻加熱效果更好。

“十三五”期間國家電網(wǎng)公司將要建設(shè)覆蓋東北三省及蒙東地區(qū)的特高壓交流環(huán)網(wǎng)，這些地區(qū)屬于大陸性季風(fēng)型氣候，北緯47°以北地區(qū)年平均氣溫大多在0℃以下，我國最北端的漠河地區(qū)年平均氣溫僅為-4.2℃，極端氣溫曾達(dá)到-52.3℃，這使得特高壓工程建設(shè)過程中將不可避免的面臨寒冷低溫的氣候條件。在低溫環(huán)境下，當(dāng)新變壓器投運(yùn)時或舊變壓器大修后重新投運(yùn)時，變壓器內(nèi)油紙絕緣結(jié)構(gòu)及組部件就會面臨低溫狀況的考驗(yàn)，特高壓變壓器低溫投運(yùn)后變壓器本體溫度升高，絕緣性能下降，極易造成擊穿事故，需給出變壓器在高寒地區(qū)的特殊要求，以及滿足特殊要求所需要的應(yīng)對措施，對應(yīng)用于高寒、極寒等低溫地區(qū)的電力變壓器的設(shè)計、制造、運(yùn)維及故障診斷具有重要意義。

目前國內(nèi)有部分單位和研究機(jī)構(gòu)對變壓器低頻加熱裝置進(jìn)行研究工作，現(xiàn)有技術(shù)公開了變壓器絕緣烘燥低頻加熱電源的基本構(gòu)成，但變壓器絕緣烘燥低頻加熱電源本體耐候性配置方面仍需改進(jìn)，才能適用于現(xiàn)場惡劣的氣候環(huán)境。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種耐低溫的變壓器低頻加熱裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

設(shè)計一種耐低溫的變壓器低頻加熱裝置，包括依次連接的整流模塊、濾波電容、逆變模塊、測溫單元和控制元件，所述整流模塊、濾波電容、逆變模塊共同構(gòu)成低頻加熱裝置本體；還包括分別與所述控制元件連接的加熱元件、冷卻元件，所述加熱元件、冷卻元件的輸出端分別與低頻加熱裝置本體連接；所述測溫單元分別檢測整流模塊、濾波電容、逆變模塊的溫度并將溫度信息傳送至控制元件，所述控制元件顯示溫度值并發(fā)出控制信號，所述加熱元件與冷卻元件根據(jù)控制信號對低頻加熱裝置本體進(jìn)行加熱或冷卻。

在上述技術(shù)方案中，所述整流模塊由三相半控整流晶閘管或全控整流晶閘管組成，其將正弦50Hz交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓。

在上述技術(shù)方案中，所述逆變模塊由三相半控整流晶閘管或全控整流晶閘管組成，其將直流電壓轉(zhuǎn)換為低頻交流電壓。

在上述技術(shù)方案中，所述測溫單元由接觸式測溫元件和熱電偶溫度傳感器組成。

在上述技術(shù)方案中，所述加熱元件是多組金屬絲加熱元件或平面熱管加熱元件，分別布置于所述整流模塊、濾波電容、逆變模塊的周圍。

在上述技術(shù)方案中，所述冷卻元件由多個風(fēng)扇構(gòu)成，所述風(fēng)扇分別布置于整流模塊、濾波電容、逆變模塊兩側(cè)的外殼上。

實(shí)施本發(fā)明耐低溫的變壓器低頻加熱裝置，具有以下有益效果：

1、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別在于，通過結(jié)合測溫單元、加熱元件、冷卻元件及控制元件對低頻加熱裝置本體進(jìn)行可控加熱和冷卻；

2、本發(fā)明中加熱元件分為多組，固定于整流模塊、濾波電容、逆變模塊的附近，這樣不會破壞低頻加熱裝置本體結(jié)構(gòu)，可分別對整流模塊、濾波電容、逆變模塊的溫度進(jìn)行靈活調(diào)整；

3、本發(fā)明中冷卻元件分為多組，固定于整流模塊、濾波電容、逆變模塊兩側(cè)的外殼上，不破壞低頻加熱裝置本體結(jié)構(gòu)，可分別對整流模塊、濾波電容、逆變模塊的溫度進(jìn)行靈活控制，對低頻加熱裝置本體運(yùn)行沒有任何影響，安全可靠；

4、本發(fā)明中測溫單元不僅可用于測量被加熱對象即變壓器溫升，同時將相應(yīng)的測量信息傳送至控制箱用于顯示和溫度控制，還可測量變壓器低頻加熱裝置本體的整流模塊、濾波電容、逆變模塊的溫度信息，并將相應(yīng)的檢測信息傳送至控制元件，保證變壓器低頻加熱裝置本體處于正常的工作溫度范圍內(nèi)。

5、本發(fā)明可以用于高寒甚至極寒的環(huán)境下的變壓器啟動及投運(yùn)。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：

圖1為本發(fā)明耐低溫的變壓器低頻加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

如圖1所示，本發(fā)明耐低溫的變壓器低頻加熱裝置，包括依次連接的整流模塊、濾波電容、逆變模塊、測溫單元和控制元件，其特征在于，整流模塊、濾波電容、逆變模塊共同構(gòu)成低頻加熱裝置本體；還包括分別與控制元件連接的加熱元件、冷卻元件，加熱元件、冷卻元件的輸出端分別與低頻加熱裝置本體連接；測溫單元分別檢測整流模塊、濾波電容、逆變模塊的溫度并將溫度信息傳送至控制元件，控制元件顯示溫度值并發(fā)出控制信號，加熱元件與冷卻元件根據(jù)控制信號對低頻加熱裝置本體進(jìn)行加熱或冷卻。

作為本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)選方案，整流模塊由三相半控整流晶閘管或全控整流晶閘管組成，其將正弦50Hz交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓。

作為本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)選方案，逆變模塊由三相半控整流晶閘管或全控整流晶閘管組成，其將直流電壓轉(zhuǎn)換為低頻交流電壓。

作為本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)選方案，測溫單元由接觸式測溫元件和熱電偶溫度傳感器組成，其結(jié)構(gòu)簡單且響應(yīng)快，實(shí)現(xiàn)的功能主要有：1)測量被加熱對象即變壓器溫升，同時相應(yīng)的測量信息傳送至控制箱用于顯示和溫度控制；2)測量變壓器低頻加熱裝置本體的整流模塊、濾波電容、逆變模塊的溫度信息，并將相應(yīng)的檢測信息傳送至控制元件，保證變壓器低頻加熱裝置本體處于正常的工作溫度范圍內(nèi)。

作為本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)選方案，加熱元件是多組金屬絲加熱元件或平面熱管加熱元件，分別布置于整流模塊、濾波電容、逆變模塊的周圍。這樣可實(shí)現(xiàn)快速對相應(yīng)模塊加熱，以實(shí)現(xiàn)低頻加熱裝置本體在低溫環(huán)境下正常運(yùn)行。

作為本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)選方案，冷卻元件由多個風(fēng)扇構(gòu)成，風(fēng)扇分別布置于整流模塊、濾波電容、逆變模塊兩側(cè)的外殼上。這樣可實(shí)現(xiàn)快速對相應(yīng)模塊的冷卻，同時使熱源附近的高溫傳遞至整個低頻加熱裝置本體的空間，避免熱源附近的溫度過高，損壞相應(yīng)模塊。

本發(fā)明的工作原理如下：

在低溫(0℃以下)環(huán)境下，控制元件向測溫單元發(fā)出測溫信號，測溫單元分別檢測整流模塊、濾波電容、逆變模塊的溫度并將溫度信息傳送至控制元件，控制單元將檢測溫度與預(yù)先設(shè)定的可保證低頻加熱裝置本體正常的溫度(如10℃)進(jìn)行對比計算，若檢測到工作環(huán)境溫度低于設(shè)定正常工作溫度，則啟動加熱元件對低頻加熱裝置本體的整流模塊、濾波電容、逆變模塊及控制元件進(jìn)行加熱；在高溫環(huán)境(40℃以上)下，若檢測到工作環(huán)境溫度高于設(shè)定正常工作溫度(如10℃)，則啟動冷卻元件對低頻加熱裝置本體的整流模塊、濾波電容、逆變模塊及控制元件進(jìn)行降溫冷卻；當(dāng)溫度達(dá)到預(yù)先設(shè)定的溫度時，三相工頻交流電源通過變壓器獲得高壓工頻交流電源。當(dāng)電源相位過零時，整流元件開始工作，整流后的電壓通過濾波電容后，實(shí)現(xiàn)將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓。直流電壓輸送到逆變模塊，逆變模塊將所得信號轉(zhuǎn)換為試驗(yàn)需要的低頻交流信號，將該信號接入特高壓變壓器，即可實(shí)現(xiàn)對變壓器的低頻加熱。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。