耐低溫的變壓器低頻加熱裝置的制作方法

本發明屬于高壓設備領域，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：

特高壓換流變壓器結構復雜、設計制造難度大，其安裝工藝要求也更高。目前，國內外可用于變壓器安裝現場的絕緣干燥方法有真空熱油循環法、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行短路加熱，20世紀80年代后期，ABB等公司開始使用低頻電流對變壓器進行真空干燥，并研究了低頻加熱溫度對不同厚度絕緣層的干燥效果，認為在熱油循環的同時進行低頻加熱效果更好。

“十三五”期間國家電網公司將要建設覆蓋東北三省及蒙東地區的特高壓交流環網，這些地區屬于大陸性季風型氣候，北緯47°以北地區年平均氣溫大多在0℃以下，我國最北端的漠河地區年平均氣溫僅為-4.2℃，極端氣溫曾達到-52.3℃，這使得特高壓工程建設過程中將不可避免的面臨寒冷低溫的氣候條件。在低溫環境下，當新變壓器投運時或舊變壓器大修后重新投運時，變壓器內油紙絕緣結構及組部件就會面臨低溫狀況的考驗，特高壓變壓器低溫投運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的特殊要求，以及滿足特殊要求所需要的應對措施，對應用于高寒、極寒等低溫地區的電力變壓器的設計、制造、運維及故障診斷具有重要意義。

目前國內有部分單位和研究機構對變壓器低頻加熱裝置進行研究工作，現有技術公開了變壓器絕緣烘燥低頻加熱電源的基本構成，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，才能適用于現場惡劣的氣候環境。

技術實現要素：

為克服現有技術存在的缺陷，本發明提供一種耐低溫的變壓器低頻加熱裝置。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

設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出控制信號，所述加熱元件與冷卻元件根據控制信號對低頻加熱裝置本體進行加熱或冷卻。

在上述技術方案中，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交流電壓轉換為直流電壓。

在上述技術方案中，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，其將直流電壓轉換為低頻交流電壓。

在上述技術方案中，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。

在上述技術方案中，所述冷卻元件由多個風扇構成，所述風扇分別布置于整流模塊、濾波電容、逆變模塊兩側的外殼上。

實施本發明耐低溫的變壓器低頻加熱裝置，具有以下有益效果：

1、本發明與現有技術的區別在于，通過結合測溫單元、加熱元件、冷卻元件及控制元件對低頻加熱裝置本體進行可控加熱和冷卻；

2、本發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構，可分別對整流模塊、濾波電容、逆變模塊的溫度進行靈活調整；

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

4、本發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。

5、本發明可以用于高寒甚至極寒的環境下的變壓器啟動及投運。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：

圖1為本發明耐低溫的變壓器低頻加熱裝置的結構示意圖。

具體實施方式

為了對本發明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖詳細說明本發明的具體實施方式。

如圖1所示，本發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出控制信號，加熱元件與冷卻元件根據控制信號對低頻加熱裝置本體進行加熱或冷卻。

作為本發明實施例的優選方案，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交流電壓轉換為直流電壓。

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

作為本發明實施例的優選方案，測溫單元由接觸式測溫元件和熱電偶溫度傳感器組成，其結構簡單且響應快，實現的功能主要有：1)測量被加熱對象即變壓器溫升，同時相應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。

作為本發明實施例的優選方案，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。這樣可實現快速對相應模塊加熱，以實現低頻加熱裝置本體在低溫環境下正常運行。

作為本發明實施例的優選方案，冷卻元件由多個風扇構成，風扇分別布置于整流模塊、濾波電容、逆變模塊兩側的外殼上。這樣可實現快速對相應模塊的冷卻，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，損壞相應模塊。

本發明的工作原理如下：

在低溫(0℃以下)環境下，控制元件向測溫單元發出測溫信號，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先設定的可保證低頻加熱裝置本體正常的溫度(如10℃)進行對比計算，若檢測到工作環境溫度低于設定正常工作溫度，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行加熱；在高溫環境(40℃以上)下，若檢測到工作環境溫度高于設定正常工作溫度(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行降溫冷卻；當溫度達到預先設定的溫度時，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，實現將交流電壓轉換為直流電壓。直流電壓輸送到逆變模塊，逆變模塊將所得信號轉換為試驗需要的低頻交流信號，將該信號接入特高壓變壓器，即可實現對變壓器的低頻加熱。

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