基于实际负荷的油浸式变压器冷却系统控制方法

摘要

本发明涉及一种基于实际负荷的油浸式变压器冷却系统控制方法，其特征在于：通过光纤测温系统找到变压器在运行过程中的最热温度区域的所在位置，调节其附近冷却系统的启停，来实时控制变压器内部温度。采用本发明的方法，可以实时监测变压器内部的负荷情况，针对其热点的分布位置来平滑地调节变压器内部温度，从而避免变压器内部由于高温发生故障或绝缘老化的加速。

说明书

技术领域

本发明属于输变电设备中变压器冷却器智能控制领域，具体地说涉及基于变压器实际负荷从而控制其冷却系统的方法。

背景技术

变压器在实际运行过程中，会产生大量的热量，使变压器内部温度急速升高，从而产生变压器绝缘系统老化加速，设备因高温损毁甚至可能发生爆炸等危险。对于大型油浸式变压器，其冷却系统一般采用的是强迫油循环风冷冷却器或者是强迫油循环水冷冷却器，现今其控制方法主要是通过对变压器的油顶层温度作为判定依据，从而对变压器冷却器进行调节。该方法的主要缺陷为：

1、只监测变压器的顶层温度并不能完全说明变压器内部的实际状况；

2、现今主要的控制方法为当油顶层温度达到一定温度时，通过调节变压器冷却器的运行数量来调节其内部温度，该方法不能对变压器内部温度进行较为平滑的调整；

3、变压器冷却器随着内部温度的变化进行频繁的启停，很容易发生其开关故障；几组冷却器同时开启或关闭，有时无法实时有效的针对变压器热点位置进行冷却系统控制，从而可能由于局部高温，造成变压器内部局部区域绝缘老化加速，甚至发生损毁。

中国专利CN200810014398.9《变压器冷却系统自动轮换投切控制装置》，公开了变压器冷却系统自动轮换投切控制装置，包括微型工控机、远程报警模块、若干个监测控制模块，各个监测控制模块的一端通过R485现场总线与微型工控机相连，另一端与冷却系统控制逻辑和指示电路连接，远程报警模块与冷却系统控制逻辑和指示电路连接。该发明仅为设定策略轮换投切控制装置，无法实时有效地对变压器内部温度进行监测并对冷却系统进行实时调整。

有鉴于此，本发明提供一种基于实际负荷的油浸式变压器冷却系统控制方法，以满足实际应用需要。

发明内容

本发明的目的是，为了克服现有技术的不足，从而提供一种可以实时监测变压器内部的负荷情况，针对其热点的分布位置来平滑地调节变压器内部温度，从而避免变压器内部由于高温发生故障或绝缘老化的加速。

本发明所采用的技术方案是：一种基于实际负荷的油浸式变压器冷却系统控制方法，其特征在于：通过光纤测温系统找到变压器在运行过程中的最热温度区域的所在位置，调节其附近冷却系统的启停，来实时控制变压器内部温度，具体步骤如下：

1）根据变压器内部构造与变压器冷却器的位置分布，确定光纤传感器组的放置位置；

2）在变压器器身表面布置多个光纤传感器，根据传感器位置确定其相对应的冷却器组；

3）每组传感器分别通过光纤引出并接入光纤解调仪，光纤所传输的光信号通过光纤解调仪分析处理后，形成数字信号并输入计算机中；

4）经过计算机分析计算确定变压器内部各热点与相对应冷却器的位置分布模型，针对该模型计算超出预设范围温度的区域，并对该区域所对应的冷却器控制系统发出开启命令对未超出温度预设范围区域所对应的冷却器控制系统下达关闭指令；

5）控制系统根据计算机发出的相应控制指令，进行冷却器进行启停调节。

如上所述的基于实际负荷的油浸式变压器冷却系统控制方法，当每组传感器所测得温度大于65℃的测试点数量超过该监测组所布置的测试点总数的50%时，其对应的冷却器处于开启状态，否则处于停止状态。

如上所述的基于实际负荷的油浸式变压器冷却系统控制方法，其特征在于，对所需要应用的变压器进行热场分布模型的分析来指导光纤传感器的分布。

本发明的有益效果是：本发明的方法可以实时监测变压器内部的负荷情况，针对其热点的分布位置来平滑地调节变压器内部温度，从而避免变压器内部由于高温发生故障或绝缘老化的加速。

附图说明

图1是本发明基于实际负荷的油浸式变压器冷却系统控制方法的工作流程图。

图2是本发明基于实际负荷的油浸式变压器冷却系统控制方法的数据流程图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。

附图中的符号说明：1-变压器器身本体、2-光纤解调仪、3-测温传感器组、4-光纤数据传输单元、5-计算机、6-冷却器控制单元、L1-冷却器、L2-冷却器冷却器。

本发明所提供的一种基于实际负荷的油浸式变压器冷却系统控制方法，包括如下步骤：1）根据变压器内部构造与变压器冷却器的位置分布，确定光纤传感器组的放置位置。一般情况为越高电压或容量等级变压器所需要布置的传感器越多，监测点一般不少于5个且不大于20个，传感器位置大多设置于器身上半部分，且注意传感器测试点需要进行标号并进行分组，并对应此传感器组最近的冷却器。

2）在变压器器身表面布置多个光纤传感器，确保传感器按组分配，每组传感器尽量设置在一根或特定的几根光纤上，尽量避免不同组的传感器交叉使用。

3）每组传感器通过光纤分别引出并接入光纤解调仪，光纤所传输的光信号通过光纤解调仪分析处理后，形成数字信号并输入计算机中。

4）经过计算机分析计算确定变压器内部各热点与相对应冷却器的位置分布模型。针对该模型计算超出预设条件的区域，并对该区域所对应的冷却器控制系统下达开启指令，对未超出预设条件区域所对应的冷却器控制系统下达关闭指令。其中预设条件为，在一组传感器内，其中传感器所测量温度超出65℃的监测点数量不超过该组监测点总数的50%（向后取整）。

5）控制系统根据计算机发出的相应控制指令，进行冷却器进行启停调节。

图1是本发明工作数据流程框图，本发明需要在变压器内部器身布置5-20个光纤测温点，具体数量与变压器本身的电压等级和负荷容量有关。根据经验变压器在运行过程中器身上半部分以及出线等位置温度较高。因此测温传感器组3在布置时，尽量选择在变压器器身本体1上半部分以及出线等位置。在布置测温传感器组3时，需要注意的是要保证每组测试点都按照就近原则对应其各自的冷却器L1、L2……Ln。

 在变压器器身本体1布置测温传感器组3时，保证每组测温传感器组3都能对应同一个或一组光纤数据传输单元4，不同测温传感器组3组之间尽量避免使用一组光线数据传输单元4。

因为测温传感器组3会向光纤数据传输单元4发出一定波长的光信号，由于温度会影响光的波长，因此当变压器器身本体1温度变化时，会改变测温传感器组3发出的光信号的波长，经过光纤传输数据单元4，信号经过光纤解调仪2翻译后，可将特定波长的光信号翻译成数字信号，并将该信号发送至计算机5中。

数字信号到达计算机5中后，需要特定的软件其对数字信号的处理分析，可将变压器器身本体1温度的状况进行分析，并根据预先设定好的预设门槛温度进行判别，根据变压器运行状况的特征，可以将预设门槛温度设定在65℃。由于变压器器身本体1在运行过程中温度分布不均，因此设立一个预设条件，该条件为：同组的测温传感器组3所监测的温度数据中，测得的温度超过门槛温度（65℃）的测试点数量超过其测温传感器组3温度测试点总数的50%（向后取整）。如果经过计算机5分析处理得到哪一个测温传感器组3达到此预设条件，计算机5会对冷却器控制单元6发出指令，要求对其达到计算机5预设条件要求的测温传感器组3所对应的Ln冷却器发出开启指令，对未达到预设条件要求的，发出停止指令。

冷却器控制单元6接收到计算机5发出的指令后，依据指令分别对L1、L2……Ln进行启停命令，从而平滑的控制1变压器器身本体的温度。

在实际应用中，由于现今变压器的型号、设计、工艺、所用材料都不尽相同，因此不同变压器内部的热场分布都会存在一定差异，因此可以考虑先对所需要应用的变压器进行热场分布模型的分析来指导光纤传感器的分布。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。