一種帶有智能光伏變頻熱泵功能的主變換熱裝置及使用方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)包括一種帶有智能光伏變頻熱泵功能的主變換熱裝置及使用方法，包括內(nèi)置有變壓器油的變壓器主體及設(shè)置于變壓器主體一側(cè)的換熱裝置，換熱裝置包括冷卻器、內(nèi)置有換熱介質(zhì)的蒸發(fā)器及變頻熱泵壓縮機(jī)，以及可使換熱裝置內(nèi)的換熱介質(zhì)逆向運(yùn)行的四通閥，換熱裝置所需的供電源與電源控制器電性連接，電源控制器與貯能器相連接，貯能器經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器與太陽能接收器相連接。本發(fā)明專利技術(shù)克服了傳統(tǒng)冷卻方式的缺陷，運(yùn)用智能光伏變頻制冷功能的主變換熱裝置，利用太陽能并通過光伏轉(zhuǎn)換提供給主變換熱裝置工作所需的電能，本發(fā)明專利技術(shù)克服了現(xiàn)有主變換熱方式不能在北方嚴(yán)寒季節(jié)對(duì)低負(fù)荷主變和熱備用、冷備用主變油進(jìn)行加熱，以防止油品在主變內(nèi)的流動(dòng)性差和保證油品電氣性能、絕緣強(qiáng)度和理化性質(zhì)不下降的缺陷。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種帶有智能光伏變頻熱泵功能的主變換熱裝置及使用方法
本專利技術(shù)涉及一種帶有智能光伏變頻熱泵功能的主變換熱裝置及使用方法。
技術(shù)介紹
主變?cè)谶\(yùn)行過程中，由于電和磁的作用，其線圈和鐵芯會(huì)發(fā)熱，如不及時(shí)將此熱量帶走，將導(dǎo)致主變燒毀甚至爆炸的嚴(yán)重事故，因此必須通過主變內(nèi)充滿的變壓器油流來冷卻線圈和鐵芯，而變壓器油流帶走的熱量又需通過散熱裝置來進(jìn)行熱交換，冷卻后的冷油流再進(jìn)入主變本體進(jìn)行冷卻。傳統(tǒng)主變冷卻方式主要為強(qiáng)制風(fēng)冷、自然風(fēng)冷及水冷三種，水冷雖然經(jīng)濟(jì)，效率也高，但如冷卻系統(tǒng)中若發(fā)生冷卻水向主變滲漏現(xiàn)象，哪怕是微小滲漏，也將導(dǎo)致嚴(yán)重后果；風(fēng)冷因空氣熱焓低，使得主變冷卻效率低，主變、散熱器設(shè)備制造體積龐大，用油量多、運(yùn)行成本高、維護(hù)量大等缺點(diǎn)。北方寒冷冬季運(yùn)行的主變，在處于低負(fù)荷或冷備用、熱備用狀態(tài)時(shí)，主變內(nèi)的變壓器油，由于溫度低，造成油品粘度大、不易流動(dòng)、絕緣強(qiáng)度下降，當(dāng)此時(shí)主變又快速升負(fù)荷時(shí)，往往來不及加熱油品使其流動(dòng)，此時(shí)會(huì)導(dǎo)致主變線圈燒毀的嚴(yán)重故障，因此需另外將主變油進(jìn)行加熱才能保證安全使用，或在變壓器油中加入抗凝添加劑，來增加油品的流動(dòng)性，但添加劑的化學(xué)組分會(huì)對(duì)變壓器油的電氣、絕緣性能和理化性質(zhì)產(chǎn)生不利影響，長(zhǎng)期使用威脅主變的安全運(yùn)行。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，即提供以帶有智能光伏變頻熱泵功能的主變換熱裝置及方法，能安全、可靠、高效、經(jīng)濟(jì)地帶走運(yùn)行中主變產(chǎn)生的熱能，而對(duì)在北方寒冷地區(qū)運(yùn)行的主變又能加熱，增加油品流動(dòng)性，有力保障電力系統(tǒng)主變的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。本專利技術(shù)的具體實(shí)施方案是：一種帶有智能光伏變頻熱泵功能的主變換熱裝置，包括一內(nèi)置有變壓器油的變壓器主體及設(shè)置于變壓器主體一側(cè)的換熱裝置，所述換熱裝置包括冷卻器、內(nèi)置有換熱介質(zhì)的蒸發(fā)器及變頻熱泵壓縮機(jī)，所述變壓器主體下部的側(cè)壁設(shè)有主變出油閥，變壓器主體上部的側(cè)壁設(shè)有主變進(jìn)油閥，所述主變出油閥經(jīng)管路與蒸發(fā)器底部側(cè)壁的進(jìn)油口相連接，所述蒸發(fā)器頂部側(cè)壁的出油口經(jīng)管路與主變進(jìn)油閥相連接，其特征在于，所述換熱裝置所需的供電源與電源控制器電性連接，所述電源控制器與貯能器相連接，所述貯能器經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器與太陽能接收器相連接，所述蒸發(fā)器上端經(jīng)四通閥與變頻熱泵壓縮機(jī)相連通，所述蒸發(fā)器下端經(jīng)管路與冷卻器相連接，所述冷卻器的出口端經(jīng)四通閥與變頻熱泵壓縮機(jī)相連通，所述四通閥可使換熱裝置內(nèi)的換熱介質(zhì)逆向運(yùn)行。進(jìn)一步的，所述太陽能接收器包括多片可翻轉(zhuǎn)的太陽能電池板，所述每片太陽能電池板下端套于轉(zhuǎn)軸上并貯能器相連接，所述貯能器內(nèi)設(shè)有比較器，所述比較器根據(jù)各個(gè)太陽能電池板收集能量大小控制轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)各個(gè)太陽能電池板達(dá)到最大能量采集量，所述光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)通過接收太陽能，并進(jìn)行光伏轉(zhuǎn)換和電源控制，以提供充足合格的電能供給換熱系統(tǒng)工作，所述換熱系統(tǒng)電性連接于備用電源，外接備用電源是當(dāng)長(zhǎng)期雨天光照不足時(shí)自動(dòng)切換使用，光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)電性連接于換熱系統(tǒng)。進(jìn)一步的，所述主變出油閥出口端設(shè)有變頻油泵及變頻油泵出油閥。進(jìn)一步的，所述蒸發(fā)器下端的管路上設(shè)有節(jié)流閥。進(jìn)一步的，所述變壓器主體內(nèi)設(shè)有油溫在線測(cè)溫器，所述油溫在線測(cè)溫器經(jīng)控制模塊與變頻油泵和變頻熱泵壓縮機(jī)相連接，所述控制模塊根據(jù)油溫在線測(cè)溫器的油溫值，自動(dòng)控制變頻油泵和變頻熱泵壓縮機(jī)的工作。進(jìn)一步的，所述冷卻器是風(fēng)冷卻器或水冷卻器。本專利技術(shù)第二實(shí)施方案為：一種帶有智能光伏變頻熱泵功能的主變換熱裝置的使用方法，包括如上述的一種帶有智能光伏變頻熱泵功能的主變換熱裝置，具體使用方法步驟如下：(1)開啟太陽能接收器及變壓器主體下部出油閥和上部的進(jìn)油閥；開啟控制模塊，控制模塊根據(jù)油溫在線測(cè)溫器測(cè)量的油溫，自動(dòng)控制換熱裝置的運(yùn)行；(2)當(dāng)油溫高于設(shè)定值時(shí)，開啟蒸發(fā)器、變頻熱泵壓縮機(jī)、冷卻器及變頻油泵，主變本體內(nèi)的油流開始循環(huán)流動(dòng)，變壓器油經(jīng)變頻油泵打入蒸發(fā)器內(nèi)油流程，油流在蒸發(fā)器內(nèi)被冷卻后流出蒸發(fā)器，又回到主變本體內(nèi)進(jìn)行冷卻；蒸發(fā)器內(nèi)的換熱介質(zhì)吸收油流熱量后蒸發(fā)成氣體，經(jīng)四通閥被吸入變頻熱泵壓縮機(jī)中壓縮，經(jīng)變頻熱泵壓縮機(jī)壓縮后的高溫、高壓換熱介質(zhì)氣體至冷卻器，在冷卻器中被冷卻成高溫液體，此高溫?fù)Q熱介質(zhì)液體經(jīng)節(jié)流閥減壓節(jié)流蒸發(fā)成低溫氣體和低溫液體的混合物，再回流至蒸發(fā)器對(duì)蒸發(fā)器內(nèi)的油流進(jìn)行冷卻，形成又一輪的冷卻油流循環(huán)過程；當(dāng)油溫低于設(shè)定值時(shí)，開啟蒸發(fā)器、變頻熱泵壓縮機(jī)、冷卻器及變頻油泵，開始加熱變壓器油，由于四通閥切換成加熱通道模式，從冷卻器來的換熱介質(zhì)氣體，經(jīng)四通閥被吸入變頻熱泵壓縮機(jī)中，被壓縮成高溫高壓氣體，此高溫高壓換熱介質(zhì)氣體出壓縮機(jī)后，至蒸發(fā)器對(duì)走油流程的變壓器油進(jìn)行加熱，而自身從高溫高壓氣體被冷卻成液體的換熱介質(zhì)，出蒸發(fā)器后，經(jīng)節(jié)流閥至冷卻器中節(jié)流減壓蒸發(fā)，在冷卻器中的換熱介質(zhì)液體大量吸收冷卻器周圍空氣的熱量后，蒸發(fā)成氣體，出蒸發(fā)器的換熱介質(zhì)氣體又經(jīng)過四通閥被變頻熱泵壓縮機(jī)壓縮，如此循環(huán)反復(fù)；(3)開啟控制模塊，控制模塊根據(jù)油溫在線監(jiān)測(cè)溫裝置測(cè)量的油溫，進(jìn)行智能分析運(yùn)算，自動(dòng)控制變頻油泵的頻率降低或升高，從而增大或減少油流循環(huán)量。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下有益效果：由于本專利技術(shù)使用的智能光伏變頻熱泵功能的主變換熱裝置，利用太陽能并通過光伏轉(zhuǎn)換提供給變頻熱泵換熱系統(tǒng)和油流換熱循環(huán)系統(tǒng)工作所需的電能，因此除了極少數(shù)時(shí)間使用備用電源外，耗能極低，使主變冷卻效率得到很大提高，大幅降低主變銅、鐵損，極大改善主變運(yùn)行狀況，與傳統(tǒng)主變冷卻方式相比，具有安全可靠、冷卻效率高、設(shè)備體積小、用油量少、耗能低、整體運(yùn)行經(jīng)濟(jì)等巨大優(yōu)勢(shì)，是主變冷卻方式的革命性創(chuàng)新。本技術(shù)也能在北方嚴(yán)寒季節(jié)時(shí)對(duì)低負(fù)荷、熱備用、冷備用的主變內(nèi)變壓器油進(jìn)行加熱，防止油流因低溫而減低流動(dòng)性、降低電氣絕緣性能和理化性質(zhì)，以保障主變安全運(yùn)行。本專利技術(shù)還克服了現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中以水冷方式的變?cè)谶\(yùn)行中如冷卻系統(tǒng)發(fā)生向主變本體滲漏，哪怕是微小的滲漏，在主變內(nèi)高電壓環(huán)境下都將產(chǎn)生嚴(yán)重故障，甚至主變爆炸的嚴(yán)重后果；也克服了現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中以強(qiáng)制風(fēng)冷或自然風(fēng)冷的主變，由于空氣熱焓低，使得主變冷卻效率低，設(shè)備制造體積大，用油量多、運(yùn)行成本高、維護(hù)工作量大等諸多缺點(diǎn)；還克服了現(xiàn)有主變換熱方式不能再北方嚴(yán)寒季節(jié)對(duì)低負(fù)荷主變和熱備用、冷備用主變油進(jìn)行加熱，以防止油品在主變內(nèi)的流動(dòng)性差和保證油品電氣性能、絕緣強(qiáng)度和理化性質(zhì)不下降，與現(xiàn)廣泛使用傳統(tǒng)主變熱交換裝置相比，本專利技術(shù)有著巨大優(yōu)勢(shì)。附圖說明圖1是本專利技術(shù)實(shí)施例的光伏轉(zhuǎn)換供電系統(tǒng)原理示意圖（K1電源開關(guān)為常開狀態(tài)、K2電源開關(guān)為常閉狀態(tài)，K1、K2互為閉鎖）。圖2是本專利技術(shù)實(shí)施例的控制模塊工作原理示意圖。圖3是本專利技術(shù)實(shí)施例的變壓器油換熱循環(huán)示意圖。圖4是本專利技術(shù)實(shí)施例的換熱介質(zhì)制冷流程工作示意圖。圖5是本專利技術(shù)實(shí)施例的換熱介質(zhì)制熱流程工作示意圖。圖6是本專利技術(shù)實(shí)施例的變壓器油冷卻主變流程工作示意圖。圖7是本專利技術(shù)實(shí)施例的變壓器油加熱主變流程工作示意圖。圖8是本專利技術(shù)實(shí)施例的四通閥冷卻變壓器油時(shí)工作原理示意圖（四通閥中的2-1、2-2閥門開啟，2-3、2-4閥門關(guān)閉）。圖9是本專利技術(shù)實(shí)施例的四通閥加熱變壓器油時(shí)工作原理示意圖（四通閥中的2-3、2-4閥門開啟，2-1、2-2閥門關(guān)閉）。圖10是本專利技術(shù)實(shí)施例的太陽能接收器工作結(jié)構(gòu)示意圖。圖中：1-變頻熱泵壓縮機(jī)，2-四本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種帶有智能光伏變頻熱泵功能的主變換熱裝置，包括一內(nèi)置有變壓器油的變壓器主體及設(shè)置于變壓器主體一側(cè)的換熱裝置，所述換熱裝置包括冷卻器、內(nèi)置有換熱介質(zhì)的蒸發(fā)器及變頻熱泵壓縮機(jī)，所述變壓器主體下部的側(cè)壁設(shè)有主變出油閥，變壓器主體上部的側(cè)壁設(shè)有主變進(jìn)油閥，所述主變出油閥經(jīng)管路與蒸發(fā)器底部側(cè)壁的進(jìn)油口相連接，所述蒸發(fā)器頂部側(cè)壁的出油口經(jīng)管路與主變進(jìn)油閥相連接，其特征在于，所述換熱裝置所需的供電源與電源控制器電性連接，所述電源控制器與貯能器相連接，所述貯能器經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器與太陽能接收器相連接，所述蒸發(fā)器上端經(jīng)四通閥與變頻熱泵壓縮機(jī)相連通，所述蒸發(fā)器下端經(jīng)管路與冷卻器相連接，所述冷卻器的出口端經(jīng)四通閥與變頻熱泵壓縮機(jī)相連通，所述四通閥可使換熱裝置內(nèi)的換熱介質(zhì)逆向運(yùn)行。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種帶有智能光伏變頻熱泵功能的主變換熱裝置的使用方法，其特征在于：包括一種帶有智能光伏變頻熱泵功能的主變換熱裝置，所述帶有智能光伏變頻熱泵功能的主變換熱裝置包括一內(nèi)置有變壓器油的變壓器主體及設(shè)置于變壓器主體一側(cè)的換熱裝置，所述換熱裝置包括冷卻器、內(nèi)置有換熱介質(zhì)的蒸發(fā)器及變頻熱泵壓縮機(jī)，所述變壓器主體下部的側(cè)壁設(shè)有主變出油閥，變壓器主體上部的側(cè)壁設(shè)有主變進(jìn)油閥，所述主變出油閥經(jīng)管路與蒸發(fā)器底部側(cè)壁的進(jìn)油口相連接，所述蒸發(fā)器頂部側(cè)壁的出油口經(jīng)管路與主變進(jìn)油閥相連接，所述換熱裝置所需的供電源與電源控制器電性連接，所述電源控制器與貯能器相連接，所述貯能器經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器與太陽能接收器相連接，所述蒸發(fā)器上端經(jīng)四通閥與變頻熱泵壓縮機(jī)相連通，所述蒸發(fā)器下端經(jīng)管路與冷卻器相連接，所述冷卻器的出口端經(jīng)四通閥與變頻熱泵壓縮機(jī)相連通，所述四通閥可使換熱裝置內(nèi)的換熱介質(zhì)逆向運(yùn)行，所述太陽能接收器包括多片可翻轉(zhuǎn)的太陽能電池板，所述每片太陽能電池板下端套于轉(zhuǎn)軸上并與貯能器相連接，所述貯能器內(nèi)設(shè)有比較器，所述比較器根據(jù)各個(gè)太陽能電池板收集能量大小控制轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)各個(gè)太陽能電池板達(dá)到最大能量采集量，光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)通過接收太陽能，并進(jìn)行光伏轉(zhuǎn)換和電源控制，以提供充足合格的電能供給換熱裝置工作，所述換熱裝置還連接有外接備用電源，光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)電性連接于換熱裝置；所述主變出油閥出口端設(shè)有變頻油泵及變頻油泵出油閥；所述蒸發(fā)器下端的管路上設(shè)有節(jié)流閥；所述變壓器主體內(nèi)設(shè)有油溫在線測(cè)溫器，所述油溫在線測(cè)溫器經(jīng)控制模塊與變頻油泵和變頻熱泵壓縮機(jī)相連接，所述控制模塊根據(jù)油溫在線測(cè)溫器的油溫值，自動(dòng)控制變頻油泵和變頻熱泵...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：林曉銘，陳玉樹，宋仕江，張孔林，陸鴻，黃種桑，周瑋，施廣宇，鄭東升，鄭良根，連鴻松，林榮輝，連文杰，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：國(guó)家電網(wǎng)公司，國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司，國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司南平供電公司，國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司邵武市供電公司，林曉銘，林舒妍，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京;11