本發(fā)明涉及變壓器風(fēng)冷控制技術(shù)領(lǐng)域，具體的說涉及一種變壓器智能風(fēng)冷系統(tǒng)與其控制方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的變壓器風(fēng)冷控制系統(tǒng)的主電路采用單電源的供電方式，控制組件采用接觸器及繼電式邏輯控制器，靠機械觸點實現(xiàn)對風(fēng)冷裝置的投切，通過熱繼電器實現(xiàn)保護。傳統(tǒng)的變壓器風(fēng)冷控制系統(tǒng)存在控制回路復(fù)雜、可靠性低、故障率高、維護工作量大等缺陷。傳統(tǒng)的變壓器風(fēng)冷控制系統(tǒng)在控制風(fēng)冷裝置自動投切上的通常做法是：設(shè)定固定的溫度閥值，變壓器油溫超過閥值繼電器動作，投入“輔助”風(fēng)冷裝置，頂層油溫低于設(shè)定的閥值將投入的“輔助”風(fēng)冷裝置切除。這種做法的缺點是：當(dāng)變壓器溫度在設(shè)定溫度閥值附近波動時，將造成風(fēng)冷裝置的頻繁投切。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服上述缺陷，提供一種功能完善、易于擴展、便于維護、運行安全可靠的變壓器智能風(fēng)冷系統(tǒng)與其控制方法。

為解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

變壓器智能風(fēng)冷系統(tǒng)，包括微處理器模塊、若干風(fēng)冷裝置和電源模塊，所述風(fēng)冷裝置包括風(fēng)機，所述微處理器模塊連接有變壓器油溫傳感器、風(fēng)機電源切換模塊、投切保護裝置和控制及顯示裝置，所述投切保護裝置包括固態(tài)繼電器和電動機保護器，所述固態(tài)繼電器連接有接觸器，控制及顯示裝置包括轉(zhuǎn)換開關(guān)、控制面板和顯示面板。

作為一種改進：所述微處理器模塊連接有遙信采集模塊，所述遙信采集模塊連接有無線通訊模塊，所述無線通訊模塊連接有系統(tǒng)主站服務(wù)器。

作為一種改進：所述風(fēng)機電源切換模塊包括常用電源、備用電源、常用電源控制斷路器和備用電源控制斷路器。

作為一種改進：所述風(fēng)冷裝置還包括溫濕度調(diào)節(jié)裝置，所述溫濕度調(diào)節(jié)裝置包括依次設(shè)置的進氣口、散熱器、增濕器、加熱器和出氣口，還包括氣泵避讓管和除濕器，所述散熱器與避讓管并聯(lián)設(shè)置，所述增濕器與除濕器并聯(lián)設(shè)置，所述進氣口與散熱器之間設(shè)有第一流向控制器，所述第一流向控制器包括兩個輸出端，其中一個輸出端與散熱器輸入端連接，另一個輸出端與避讓管輸入端連接；所述散熱器與增濕器之間設(shè)有第二流向控制器，第二流向控制器包括兩個輸出端，其中一個輸出端與增濕器輸入端連接，另一個輸出端與除濕器輸入端連接，所述第二流向控制器輸入端與散熱器和避讓管輸出端連接，所述風(fēng)機設(shè)置于出氣口。

變壓器智能風(fēng)冷系統(tǒng)控制方法，包括手動、自動、遠程、智能、停止五種模式：

手動模式，手動投切風(fēng)冷裝置，對電源模塊進行切換操作，手動復(fù)位故障信號，所述微處理器模塊通過自身編程口將系統(tǒng)相關(guān)信息傳送到所述顯示面板。

自動模式，由微處理器模塊實現(xiàn)風(fēng)冷裝置的自動循環(huán)投切操作，所述微處理器模塊自動計時風(fēng)冷裝置的累計運行時間和累計停止時間，在變壓器頂層油溫低于油溫下限時依次切除累計運行時間最長的風(fēng)冷裝置，在變壓器頂層油溫高于油溫上限時依次投入累計運行時間最短的風(fēng)冷裝置。所述微處理器模塊通過自身編程口將系統(tǒng)相關(guān)信息傳送到所述顯示面板。

遠程模式，所述微處理器模塊定期將變壓器油溫、風(fēng)冷裝置、兩段動力電源的監(jiān)視信號及斷路器的合閘信號，通過所述無線通訊模塊傳送到系統(tǒng)主站服務(wù)器，操作人員可以在主控室或調(diào)控中心的系統(tǒng)主站服務(wù)器上實現(xiàn)遠程投切風(fēng)冷裝置，也可以遠程對動力電源進行切換操作或復(fù)位故障信號。

智能模式，由微處理器下達指令實現(xiàn)風(fēng)冷裝置的自動循環(huán)投切操作，或接收從過系統(tǒng)主站服務(wù)器的遠程操作，系統(tǒng)信息將同時顯示在所述顯示面板和遠程主站服務(wù)器上。

停止模式，風(fēng)機電源切換裝置斷開風(fēng)冷裝置的操作電源，設(shè)置此模式的目的是，在對風(fēng)冷裝置進行檢修時，防止風(fēng)冷裝置意外啟動、影響檢修工作安全。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)投切保護模塊代替交流接觸器控制風(fēng)冷裝置的投切。所述電動機保護器代替熱繼電器實現(xiàn)對風(fēng)機電動機的短路、過載、堵轉(zhuǎn)和缺相保護。所述風(fēng)機電源切換模塊對風(fēng)冷裝置提供二路獨立電源供電，可由開關(guān)選擇一路電源為常用電源，一路為備用電源；發(fā)生電源故障時，風(fēng)冷系統(tǒng)會發(fā)出電源故障信號并及時投入備用電源，以保證控制系統(tǒng)供電的可靠性。系統(tǒng)可根據(jù)變壓器油溫等環(huán)境的變化自動循環(huán)投入或退出風(fēng)冷裝置，使變壓器油溫能保存在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)，也可以利用系統(tǒng)后臺服務(wù)器實現(xiàn)對風(fēng)冷裝置的遠程投切。系統(tǒng)在微處理器程序產(chǎn)生投切決策時，采用有差值裕度投切閥值的控制策略，可以有效避免風(fēng)冷裝置頻繁投切的問題。

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明變壓器智能風(fēng)冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2為本發(fā)明變壓器智能風(fēng)冷系統(tǒng)中增濕器、除濕器、加熱器的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖3為本發(fā)明變壓器智能風(fēng)冷系統(tǒng)中流向控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖4為圖3的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖5為本發(fā)明變壓器智能風(fēng)冷系統(tǒng)中擋板的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖6為本發(fā)明變壓器智能風(fēng)冷系統(tǒng)中第一轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖7為本發(fā)明變壓器智能風(fēng)冷系統(tǒng)中第一轉(zhuǎn)軸的使用狀態(tài)示意圖；

附圖8為圖7中局部A-A的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-散熱器；2-避讓管；3-增濕器；4-除濕器；5-加熱器；6-第一流向控制器；7-氣泵；8-回流管；9-進氣口；10-出氣口；11-管體；12-沉孔；13-電磁鐵；14-第一轉(zhuǎn)軸；15-擋板；16-操作桿；17-第一輸出端；18-第二輸出端；19-套管；20-插孔；21-磁鐵；22-缺口；23-連接部；24-第二轉(zhuǎn)軸；25-圓孔；26-滑槽；27-桿頭；28-隔板；29-第二流向控制器；30-第三流向控制器。

具體實施方式

實施例1：

如圖1、2所示，變壓器智能風(fēng)冷系統(tǒng)，包括微處理器模塊、若干風(fēng)冷裝置和電源模塊，所述風(fēng)冷裝置包括風(fēng)機，所述微處理器模塊連接有變壓器油溫傳感器、風(fēng)機電源切換模塊、投切保護裝置和控制及顯示裝置，所述投切保護裝置包括固態(tài)繼電器和電動機保護器，所述固態(tài)繼電器連接有接觸器，控制及顯示裝置包括轉(zhuǎn)換開關(guān)、控制面板和顯示面板。

所述固態(tài)繼電器可以及時消除電源切換時的電弧，防止所述風(fēng)冷裝置頻繁通斷給接觸器觸點造成灼傷。

所述電動機保護器實現(xiàn)對風(fēng)冷裝置的短路、過載、堵轉(zhuǎn)和缺相保護。

所述轉(zhuǎn)換開關(guān)提供“手動”“自動”“遠程”“智能”“停止”五種位置供選擇。

所述顯示面板上可以顯示電源和風(fēng)冷裝置的各種故障、運行狀態(tài)以及微處理器模塊運行狀態(tài)等信息。

所述微處理器模塊連接有遙信采集模塊，所述遙信采集模塊連接有無線通訊模塊，所述無線通訊模塊連接有系統(tǒng)主站服務(wù)器。

所述風(fēng)機電源切換模塊包括常用電源、備用電源、常用電源控制斷路器和備用電源控制斷路器。所述常用電源控制斷路器、備用電源控制斷路器之間有機械聯(lián)鎖和電氣聯(lián)鎖雙重保護。

所述風(fēng)冷裝置還包括溫濕度調(diào)節(jié)裝置，所述溫濕度調(diào)節(jié)裝置包括依次設(shè)置的進氣口9、散熱器1、增濕器3、加熱器5和出氣口10，還包括氣泵7、避讓管2和除濕器4，所述散熱器1與避讓管2并聯(lián)設(shè)置，所述增濕器3與除濕器4并聯(lián)設(shè)置，所述進氣口9與散熱器1之間設(shè)有第一流向控制器6，所述第一流向控制器6包括兩個輸出端，其中一個輸出端與散熱器1輸入端連接，另一個輸出端與避讓管2輸入端連接；所述散熱器1與增濕器3之間設(shè)有第二流向控制器29，第二流向控制器29包括兩個輸出端，其中一個輸出端與增濕器3輸入端連接，另一個輸出端與除濕器4輸入端連接，所述第二流向控制器29輸入端與散熱器1和避讓管2輸出端連接，所述風(fēng)機設(shè)置于出氣口10。

所述散熱器1使用散熱片散熱，所述增濕器3使用超聲霧化加濕器，所述加熱器5使用電熱絲，所述除濕器4使用吸濕劑。

所述進氣口9和出氣口10上設(shè)有過濾網(wǎng)。

所述氣泵7設(shè)置于進氣口9與第一流向控制器6之間，所述加熱器5輸出端設(shè)有第三流向控制器30，所述第三流向控制器30包括兩個輸出端，其中一個輸出端與氣泵7輸入端通過回流管8連接，另一個輸出端與出氣口10連接。如果加熱器5輸出端氣體溫濕度不能達到要求，則重新進入氣泵7。

如圖3、4所示，所述第一流向控制器6或第二流向控制器29或第三流向控制器30包括管體11，所述管體11內(nèi)設(shè)有隔板28，所述隔板28端部擋板15，所述擋板15連接有控制擋板15的驅(qū)動裝置。

如圖5所示，所述擋板15設(shè)有磁鐵21，所述驅(qū)動裝置包括若干電磁鐵13，所述電磁鐵13管體11上。

所述管體11為圓形管，所述隔板28將管體11分隔成兩個腔體，兩個腔體分別連接有第一輸出端17和第二輸出端18，所述擋板15為半圓形，所述磁鐵21設(shè)置于擋板15外緣，所述管體11端部設(shè)有沉孔12，所述若干電磁鐵13設(shè)置于沉孔12底面，相鄰電磁鐵13線圈纏繞方向相反。

所述管體11靠近擋板15的一端連接有套管19，所述套管19作為輸入端。

所述驅(qū)動裝置包括第一轉(zhuǎn)軸14，所述第一轉(zhuǎn)軸14與擋板15固定連接，所述第一轉(zhuǎn)軸14端部設(shè)有上缺口22。

可以使用螺絲刀操作缺口22來控制擋板15。

如圖6、7和8所示，所述第一轉(zhuǎn)軸14設(shè)有插孔20，所述插孔20側(cè)壁設(shè)有滑槽26，所述滑槽26上端設(shè)有圓孔25，所述圓孔25內(nèi)轉(zhuǎn)動設(shè)置有第二轉(zhuǎn)軸24，所述第二轉(zhuǎn)軸24橫截面長度大于寬度，所述第二轉(zhuǎn)軸24橫截面可以為橢圓形或長條形，所述長條形邊緣為弧形。

所述第二轉(zhuǎn)軸24連接有操作桿16，所述插孔20與缺口22連通，所述操作桿16與第二轉(zhuǎn)軸24連接的一端設(shè)置于缺口22內(nèi)。，所述管體11外側(cè)設(shè)有固定槽。

當(dāng)擋板15到達合適位置時，操作桿16傾斜放倒，落入固定槽中，防止第一轉(zhuǎn)軸14繼續(xù)轉(zhuǎn)動，所述固定槽的位置與擋板15工作位置對應(yīng)。

所述操作桿16設(shè)有桿頭27，所述桿頭27外徑大于插孔20內(nèi)徑。所述操作桿16外徑小于插孔20內(nèi)徑。

所述操作桿16為圓柱形，所述操作桿16連接有連接部23，所述連接部23寬度與缺口22對應(yīng)。

本實施例中，微處理器模塊可以采用intel公司出產(chǎn)E7200微處理器，CPU采用Core 2Duo E720045nm處理器，核心類型為WolfdaleC，一級緩存為每核心32KB數(shù)據(jù)緩存+32KB指令緩存，二級緩存容量為3MB。內(nèi)置128KB的一級緩存和64KB的全速二級緩存，具有低成本、低功耗和高性能等優(yōu)點。風(fēng)機可以采用浙江中科機電有限公司的BF2-5H4風(fēng)機。接觸器采用的是上海人民電氣有限公司出產(chǎn)的65A(LC1)CJX2-6511型交流接觸器。微處理器采用RS-485通訊線與遙信采集模塊相連，遙信采集模塊可采用上海涌緯自控出品的YMD-DD32型遙信模塊，此模塊具備事件記錄存儲功能，支持三十二路遙信信號，支持無源干節(jié)點，工作電壓為交直流220V；無線通訊模塊可采用深圳科陸電子出品的GPRS/CDMA公用無線通訊系列產(chǎn)品。無線網(wǎng)絡(luò)可以采用現(xiàn)有技術(shù)中使用的無線網(wǎng)絡(luò)等，通訊更加方便。

變壓器油溫自動控制系統(tǒng)的工作過程是：變壓器負荷或環(huán)境溫度等變化引起變壓器油溫的變化，變壓器油溫變化通過溫度變送器采集送入微處理器模塊，微處理器模塊根據(jù)程序設(shè)定的控制策略產(chǎn)生控制風(fēng)冷裝置投切的控制決策，控制決策通過固態(tài)繼電器、接觸器、風(fēng)機電源切換模塊、電動機保護器等控制風(fēng)冷裝置的投切，通過風(fēng)冷裝置的投切控制變壓器的油溫?，F(xiàn)場的控制與顯示裝置用來確定風(fēng)冷裝置的投切方式選擇。

在本系統(tǒng)中，變壓器油溫為被控量、微處理器模塊為控制器、固態(tài)繼電器、接觸器作為執(zhí)行機構(gòu)，電動機保護器、風(fēng)機電源切換模塊為保護裝置，風(fēng)冷裝置作為被控對象；溫度控制器作為變送器，將引起變壓器油溫變化的變壓器負荷、繞組溫度和環(huán)境溫度看作是控制系統(tǒng)的外部擾動。對變壓器油溫自動控制系統(tǒng)而言，只能使其維持在一個溫度范圍內(nèi)，系統(tǒng)在微處理器程序產(chǎn)生投切決策時，采用有差值裕度投切閥值的控制策略，可以有效避免風(fēng)冷裝置頻繁投切的問題。

實施例2：

變壓器智能風(fēng)冷系統(tǒng)控制方法，包括手動、自動、遠程、智能、停止五種模式：

手動模式，手動投切風(fēng)冷裝置，對電源模塊進行切換操作，手動復(fù)位故障信號，所述微處理器模塊通過自身編程口將系統(tǒng)相關(guān)信息傳送到所述顯示面板。

自動模式，由微處理器模塊實現(xiàn)風(fēng)冷裝置的自動循環(huán)投切操作，所述微處理器模塊自動計時風(fēng)冷裝置的累計運行時間和累計停止時間，在變壓器頂層油溫低于油溫下限時依次切除累計運行時間最長的風(fēng)冷裝置，在變壓器頂層油溫高于油溫上限時依次投入累計運行時間最短的風(fēng)冷裝置。所述微處理器模塊通過自身編程口將系統(tǒng)相關(guān)信息傳送到所述顯示面板。

遠程模式，所述微處理器模塊定期將變壓器油溫、風(fēng)冷裝置、兩段動力電源的監(jiān)視信號及斷路器的合閘信號，通過所述無線通訊模塊傳送到系統(tǒng)主站服務(wù)器，操作人員可以在主控室或調(diào)控中心的系統(tǒng)主站服務(wù)器上實現(xiàn)遠程投切風(fēng)冷裝置，也可以遠程對動力電源進行切換操作或復(fù)位故障信號。

智能模式，由微處理器下達指令實現(xiàn)風(fēng)冷裝置的自動循環(huán)投切操作，或接收從過系統(tǒng)主站服務(wù)器的遠程操作，系統(tǒng)信息將同時顯示在所述顯示面板和遠程主站服務(wù)器上。

停止模式，風(fēng)機電源切換裝置斷開風(fēng)冷裝置的操作電源，設(shè)置此模式的目的是，在對風(fēng)冷裝置進行檢修時，防止風(fēng)冷裝置意外啟動、影響檢修工作安全。

以上對本發(fā)明的一個實施例進行了詳細說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實施例，不能被認為用于限定本發(fā)明的實施范圍。凡依本發(fā)明申請范圍所作的均等變化與改進等，均應(yīng)歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。