一种用于变压器冷却的智能风冷喷淋系统的制作方法

1.本发明属于电力设备领域，尤其涉及一种用于变压器冷却的智能风冷喷淋系统。


背景技术：

2.油浸变压器是一种结构更合理、性能更优良的新型高性能变压器，是以油作为变压器主要绝缘手段，变压器运行时，绕组和铁芯产生的热量很大，因此变压器的主变上装有大量的散热片用于散热，目前一般采用风冷式或水冷式的冷却方式进行散热。其中，风冷式是在变压器散热片上加装风扇机组，利用吹风机帮助冷却；水冷式是在变压器外加装用循环水作为冷却介质的冷却装置，利用油泵将热油送入冷却装置冷却然后再抽出。其中采用风冷式时冷却效果一般，尤其在夏季高温时往往变压器上层油温冷却速度较慢，造成油的氧化速度加快，进而造成油老化过快降低使用寿命；而采用水冷式虽然具有更好的冷却效果，但其设备采购成本较高、安装过程较为复杂，使用较少。
3.另外，变压器油的温度变化需要尽量平缓，变压器油的快速升温容易造成油质老化劣化，但变压器油的快速降温也容易影响变压器运行。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种用于变压器冷却的智能风冷喷淋系统，能够有效解决现有技术中冷却装置对变压器上层油温冷却速度较慢的问题。
5.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种用于变压器冷却的智能风冷喷淋系统，包括风机，所述风机设有用于向变压器散热片吹风的风叶，还包括控制器以及依次连接的水箱、增压泵、供水管和第一喷头，所述第一喷头内设有第一电磁阀，第一喷头朝向风叶设置，所述第一电磁阀和风机均与控制器连接；所述控制器还连接有第一温度传感器，所述第一温度传感器用于测量变压器上层油温的实时温度值，控制器内预设有第一油温阈值，控制器在实时温度值达到第一油温阈值时控制第一电磁阀导通；所述控制器内设有计算单元，所述计算单元用于根据实时温度值计算变压器上层油温的升温速度，控制器内还预设有第一温升速度阈值，控制器在升温速度达到第一温升速度阈值时也控制第一电磁阀导通。
6.优选的，所述控制器还连接有第二温度传感器，所述第二温度传感器用于测量变压器周边的环境温度值，控制器还预设有环境温度阈值，控制器在环境温度值达到环境温度阈值时控制第一电磁阀导通。在夏季高温天气时，由于环境温度升高，容易造成变压器上层油温会快速升温，导致升温速度大于冷却速度的情况发生，通过设置第二温度传感器，当监测到环境温度达到环境温度阈值时，就预先启动喷淋，这样可有效的将变压器上层油温冷却，避免油温超标发生。
7.优选的，所述控制器还预设有第二油温阈值，控制器在实时温度值低于第二油温阈值并且环境温度值低于环境温度阈值时控制风机停止。这样在变压器上层油温温度不高时可暂时停止风机工作，减少能耗，同时有利于风机自身的散热，延长风机使用寿命。
8.优选的，所述第一油温阈值、第二油温阈值及环境温度阈值依次降低。
9.优选的，所述第一油温阈值为55℃，第二油温阈值为45℃，环境温度阈值为35℃。
10.优选的，该喷淋系统还包括第二喷头，所述第二喷头也朝向风叶设置，第二喷头内设有第二电磁阀，第二喷头与控制器连接，所述控制器内预设有第二油升速度阈值，控制器在升温速度达到第二温升速度阈值时控制第二电磁阀导通。这样对于不同的升温速度，控制不同数量的喷头对风叶进行喷淋，可使变压器油的温度变化保持平缓，也即变压器上层油温升温速度较快时，控制第一电磁阀开启进行喷淋，变压器上层油温升温速度进一步加快时，增加控制第二电磁阀开启进行喷淋。
11.优选的，所述第二油升速度阈值大于第一油升速度阈值。
12.优选的，所述第一喷头和第二喷头均为雾化喷头。这样水箱内的水将以雾化水珠的形式从喷头内喷出，增加了水珠在空气中的有效占用空间，可更快地使流动气流降温，进而进一步提升变压器散热片的冷却速度。
13.优选的，该喷淋系统还包括供电电源，所述供电电源与风机及第一电磁阀均通过电控开关连接，所述电控开关由控制器控制开闭。这样控制器通过电控开关就可以控制风机的启停以及第一电磁阀的闭合与导通。
14.优选的，所述水箱内设有监测水箱水位的水位传感器，所述水位传感器与控制器连接，所述控制器还预设有水位阈值，控制器在水箱水位低于水位阈值时发出预警。这样可在水箱缺水前发出预警，提醒工作人员及时补水，保证不影响该风冷喷淋系统的正常工作。
15.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：通过在现有风冷式冷却装置的基础上设置水箱、增压泵、供水管、第一喷头和控制器，并在第一喷头内设置第一电磁阀，当实时温度值达到第一油温阈值时，控制器控制第一电磁阀导通；控制器内设置计算单元，根据实时温度值计算变压器上层油温的升温速度，在升温速度达到第一温升速度阈值时，控制器也控制第一电磁阀导通。也即控制器通过两种不同的逻辑可以分别控制第一电磁阀导通，这样增压泵将水箱内的水通过第一喷头喷射至风叶上，可有效降低流动气流的温度值，也即吹向变压器散热片的气流的温度更低，进而可有效的提升冷却效率，使变压器上层油温快速冷却。当变压器上层油温的温度逐渐升高至较高温度时(达到第一油温阈值)，或突然升温速度较快时(达到一温升速度阈值)，均会触发使第一电磁阀导通，则会有低温水喷淋至风叶上，实现快速降温。
附图说明
16.图1本发明实施例一提供的一种用于变压器冷却的智能风冷喷淋系统的工作示意图；
17.图2实施例一中风机的俯视图；
18.图3实施例一中供水管与第一喷头的示意图；
19.图4实施例一提供的该喷淋系统的控制原理图；
20.图5实施例三提供的该喷淋系统的控制原理图。
21.其中：1.风筒，10.风机，2.控制器，20.电控开关，21.第一温度传感器，22.第二温度传感器，3.水箱，30.水位传感器，4.增压泵，5.供水管，6.第一喷头，60.第一电磁阀，7.第二喷头，70.第二电磁阀，8.变压器，80.散热片。图1中箭头方向表示气流流动方向。
具体实施方式
22.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
23.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
24.本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。另外，本发明中“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
25.实施例一：如图1至图4所示，本实施例提供的一种用于变压器冷却的智能风冷喷淋系统，包括风机10，风机10设有用于向变压器散热片80吹风的风叶，具体的，变压器8通过安装底座固定安装在地面上，且变压器8底部距离地面留有用于安装风筒1的空间，风筒1与地面之间具有一定的间距以保证空气流入风筒1，将风机10设于风筒1内部，风机10转动时，空气自底部流入风筒1，并吹向位于风筒1上方的散热片80，进而使变压器8冷却降温。在现有技术中风冷装置的基础上，本实施例提供的该喷淋系统还包括控制器2以及依次连接的水箱3、增压泵4、供水管5和第一喷头6，第一喷头6内设有第一电磁阀60，第一喷头6朝向风叶设置，第一电磁阀60和风机10均与控制器2连接，具体到本实施例中，供水管5的一端伸入至风筒1内，第一喷头6安装在伸入风筒1内的供水管5上，第一喷头6朝向风叶所在侧。控制器2还连接有第一温度传感器21，第一温度传感器21用于测量变压器上层油温的实时温度值，控制器2内预设有第一油温阈值，控制器2在实时温度值达到第一油温阈值时控制第一电磁阀60导通；控制器2内设有计算单元，计算单元用于根据实时温度值计算变压器上层油温的升温速度，控制器2内还预设有第一温升速度阈值，控制器2在升温速度达到第一温升速度阈值时也控制第一电磁阀60导通。
26.通过在现有风冷式冷却装置的基础上设置水箱3、增压泵4、供水管5、第一喷头6和控制器2，并在第一喷头6内设置第一电磁阀60，当实时温度值达到第一油温阈值时，控制器2控制第一电磁阀60导通；控制器2内设置计算单元，根据实时温度值计算变压器上层油温的升温速度，在升温速度达到第一温升速度阈值时，控制器2也控制第一电磁阀60导通。也即控制器2通过两种不同的逻辑可以分别控制第一电磁阀60导通，这样增压泵4将水箱3内的水通过第一喷头6喷射至风叶上，可有效降低流动气流的温度值，也即吹向变压器散热片80的气流的温度更低，进而可有效的提升冷却效率，使变压器上层油温快速冷却。当变压器上层油温的温度逐渐升高至较高温度时(达到第一油温阈值)，或突然升温速度较快时(达到一温升速度阈值)，均会触发使第一电磁阀60导通，则会有低温水喷淋至风叶上，实现快速降温。还需要说明的是，该喷淋系统还具有便于在现有风冷装置设备基础上进行改装的
有益效果，可有效降低成本、也便于安装。
27.本实施例中的计算单元每隔时间t获取一次实时温度值，当实时温度值增加时，计算单元取相邻两次实时温度值之差，将该差值与时间t相除即可得到变压器上层油温的升温速度，本实施例中将时间t设为5分钟，也即每隔5分钟计算单元计算一次变压器上层油温的升温速度。
28.结合图4所示，本实施例中控制器2对风机10及第一电磁阀60的控制原理说明如下：该喷淋系统还包括供电电源，供电电源与风机10及第一电磁阀60均通过电控开关20连接，电控开关20由控制器2控制开闭，这样控制器2通过电控开关20就可以控制风机10的启停以及第一电磁阀60的闭合与导通。
29.本实施例中的第一喷头6为雾化喷头，这样水箱3内的水将以雾化水珠的形式从第一喷头6内喷出，增加了水珠在空气中的有效占用空间，可更快地使流动气流降温，进而进一步提升变压器散热片80的冷却速度。
30.进一步的，本实施例中的控制器2还连接有第二温度传感器22，第二温度传感器22用于测量变压器8周边的环境温度值，控制器2还预设有环境温度阈值，控制器2在环境温度值达到环境温度阈值时控制第一电磁阀60导通。在夏季高温天气时，由于环境温度升高，容易造成变压器上层油温会快速升温，导致升温速度大于冷却速度的情况发生，通过设置第二温度传感器22，当监测到环境温度达到环境温度阈值时，就预先启动喷淋，这样可有效的将变压器上层油温冷却，避免油温超标发生。可以理解的是，第二油升速度阈值大于第一油升速度阈值，第一油温阈值大于环境温度阈值，具体的，第一油温阈值为55℃，环境温度阈值为35℃，也即当第二温度传感器22监测到变压器8周围环境温度达到35℃时，就认为该环境温度容易导致变压器上层油温在接下来的时间内容易快速升温，控制器2就会控制第一电磁阀60导通以进行喷淋，提升冷却效率；当第一温度传感器21测量变压器上层油温的实时温度达到55℃时，就认为该上层油温温度已经容易对变压器油产生不利影响，控制器2就会控制第一电磁阀60导通以进行喷淋，加快进行散热。
31.水箱3内需要保持足够的水以便在需要时进行喷淋降温，因此为保证该喷淋系统的正常工作，水箱3内设有监测水箱3水位的水位传感器30，水位传感器30与控制器2连接，控制器2还预设有水位阈值，控制器2在水箱3水位低于水位阈值时发出预警，这样可在水箱3缺水前发出预警，提醒工作人员及时补水，保证不影响该风冷喷淋系统的正常工作。
32.实施例二：本实施例也提供的一种用于变压器冷却的智能风冷喷淋系统，本实施例与上述实施例的区别在于，本实施例中控制器2还预设有第二油温阈值，控制器2在实时温度值低于第二油温阈值并且环境温度值低于环境温度阈值时控制风机10停止。基于上述区别技术特征，本实施例提供的喷淋系统可在变压器上层油温温度不高且周边环境温度不高时可暂时停止风机10工作，也即变为散热片80自散热，减少能耗，同时有利于风机10自身的散热，延长风机10使用寿命。
33.可以理解的是，第一油温阈值、第二油温阈值及环境温度阈值依次降低，具体的，本实施例中的第二油温阈值为45℃，也即当第一温度传感器21监测到变压器上层油温低于45℃，并且第二温度传感器22监测到变压器8周边环境温度低于35℃时，就认为该状态下变压器上层油温处于良好状态，控制器2可控制风机10停止工作，延长风机10使用寿命。
34.实施例三：本实施例也提供的一种用于变压器冷却的智能风冷喷淋系统，如图5所
示，本实施例与上述实施例一或实施例二的区别在于，本实施例中该喷淋系统还包括第二喷头7，第二喷头7也朝向风叶设置，第二喷头7内设有第二电磁阀70，第二喷头7与控制器2连接，控制器2内预设有第二油升速度阈值，控制器2在升温速度达到第二温升速度阈值时控制第二电磁阀70导通。
35.基于上述区别技术特征，对于不同的升温速度，控制不同数量的喷头对风叶进行喷淋，可使变压器油的温度变化保持平缓，也即变压器上层油温升温速度较快时，控制第一电磁阀60开启进行喷淋，变压器上层油温升温速度进一步加快时，增加控制第二电磁阀70开启进行喷淋。可以理解的是，第二喷头7及第二电磁阀70与第一喷头6及第一电磁阀60安装位置及控制原理一致，分别为两组喷淋结构，起到用于控制喷淋效率的有益效果。
36.以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。