CN111829054A - 一种利用新能源场站变压器油温的供暖装置及供暖方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种利用新能源场站变压器油温的供暖装置及供暖方法，包括变压器，变压器通过油管与热交换器连接并形成闭合回路；热交换器通过水管与水箱连接并形成闭合回路；水箱内设置有温度传感器a，热交换器内设置有温度传感器b，温度传感器a和温度传感器b均通过导线连接控制器。本发明一种利用新能源场站变压器油温的供暖装置，使用油管接通变压器，将变压器中余热引出并在热交换器中与液体水进行热量交换，一方面充分利用了变压器的余热，提供了能量的利用率；同时减少了热量的排放，避免造成热污染，结构简单；本发明的供暖方法，能够有效利用变压器预热，调整供暖温度，有很好的实用价值。

Description

一种利用新能源场站变压器油温的供暖装置及供暖方法
技术领域
本发明属于余热利用设备技术领域，具体涉及一种利用新能源场站变压器油温的供暖装置，本发明还涉及一种利用新能源场站变压器油温的供暖方法。
背景技术
变压器的主要包括铁心和线圈两部分，在运行均会因损耗而发热，使得变压器内部绝缘油温度不断升高。油浸变压器多为A级绝缘，其最高耐热温度允许105℃，变压器运行中绕组温度要比上层油的平均温度高出10～15℃，就是当运行中上层油温达到85～95℃时，绕组温度就已经达到105℃左右，如果长期在这样的极限温度下运行，绕组绝缘严重老化，并加速绝缘油的劣化，影响使用寿命，因此及时有效地对变压器进行散热，使变压器内部运行温度控制在允许的范围内，保障变压器安全运行具有十分重要的意义。
对于油浸变压器而言，由于铁损和铜损产生的热量，通过变压器的散热器以自冷、风冷或水冷的形式散发到空气中。据不完全统计，城市电网中35～220kV电压等级降压变压器以热量的形式散失掉的能量约占发电量的1.6％，这部分热量的散失是一种能量的浪费，同时也造成了空气的热污染。
新能源电站多位于偏远地区，冬季寒冷、需供暖期长，采用电壁挂炉采暖，增加了用电量，同时也造成电量浪费。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种利用新能源场站变压器油温的供暖装置，解决了现有变压器余热散热浪费的问题。
本发明的第二个目的是提供一种利用新能源场站变压器油温的供暖方法。
本发明所采用的第一个技术方案是，一种利用新能源场站变压器油温的供暖装置，包括变压器，变压器通过油管与热交换器连接并形成闭合回路；热交换器通过水管与水箱连接并形成闭合回路；
水箱内设置有温度传感器a，热交换器内设置有温度传感器b，温度传感器a和温度传感器b均通过导线连接控制器。
本发明的特征还在于，
油管上设置有油泵。
水管上设置有水泵。
油泵和水泵均通过导线连接控制器。
水箱上还设置有出水管和回水管。
控制器内采用型号为stm32f407的单片机；
温度传感器a和温度传感器b的型号均为PT100。
热交换器包括内部充满液体水的壳体，壳体内设置有呈连续“S”状排列的油管，油管的两端伸出壳体与变压器连接；壳体内壁设置有温度传感器b，壳体的表面还与水管接通。
本发明采用的第二个技术方案：一种利用新能源场站变压器油温的供暖方法，包括以下步骤：
启动油泵和水泵，此时变压器内油通过油管送至热交换器，在热交换器的壳体内，油管与液体水交换，随后液体水通过水管送至水箱，水箱将加热后的液体水通过出水管送至生活用水或者送暖管道等；
若温度传感器b反馈至控制器的温度较高时，此时，调大水泵流量，调小油泵流量，同时打开回水管和出水管，降低温度；若温度传感器b反馈至控制器的温度较低时，此时，调小水泵流量，调大油泵流量，同时关闭回水管和出水管，降低温度。
本发明的有益效果是：本发明一种利用新能源场站变压器油温的供暖装置，使用油管接通变压器，将变压器中余热引出并在热交换器中与液体水进行热量交换，一方面充分利用了变压器的余热，提供了能量的利用率；同时减少了热量的排放，避免造成热污染，结构简单；本发明的供暖方法，能够有效利用变压器预热，调整供暖温度，有很好的实用价值。
附图说明
图1是本发明一种利用新能源场站变压器油温的供暖装置的结构示意图；
图2是本发明一种利用新能源场站变压器油温的供暖装置中热交换器的结构示意图。
图中，1.变压器，2.控制器，3.水箱，4.热交换器，5.油泵，6.水泵，7-1.油管，7-2.水管，8.壳体，10.出水管，11.回水管，12.温度传感器a，13.温度传感器b。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种利用新能源场站变压器油温的供暖装置，如图1所示，包括变压器1，变压器1通过油管7-1与热交换器4连接并形成闭合回路；热交换器4通过水管7-2与水箱3连接并形成闭合回路；
水箱3内设置有温度传感器a12，热交换器4内设置有温度传感器b13，温度传感器a12和温度传感器b13均通过导线连接控制器2，分别进行不同位置的温度采集。
油管7-1上设置有油泵5，油泵5来控制油管7-1流量大小；水管7-2上设置有水泵6，水泵6来控制水管7-2流量大小；油泵5和水泵6均通过导线连接控制器2，控制器2内采用型号为stm32f407的单片机。
水箱3上还设置有出水管10和回水管11。水箱3内的水为在热交换器4中流出的热量的水，通过出水管10进行生活用水及室内采暖的使用，当温度传感器a12采集的温度较低时，通过关闭出水管10，加大油泵5和水泵6的流量调整温度。
温度传感器a12和温度传感器b13的型号均为PT100。
如图2所示，热交换器4包括内部充满液体水的壳体8，壳体4内设置有呈连续“S”状排列的油管7-1，油管7-1的两端伸出壳体8与变压器1连接，将变压器1内的油通过油管7-1导出；壳体8内壁设置有温度传感器b13，壳体8的表面还与水管7-2接通。
热交换器4中油管7-1的高温油与壳体内的液体低温水进行热量的交换，从而实现热量的转移。
本发明一种利用新能源场站变压器油温的供暖装置的工作原理为：
将换热媒质(油浸变压器为绝缘油)借助热交换器4换热，加热液体水，再用加热后的水供应站内生活热水、冬季采暖和夏季空调。将热交换器4串联在变压器散热***循环管路上，使流经热交换器4的水被变压器1的循环油加热，经换热后的热水将根据变电站的运行特点，分别用于冬季采暖、夏季空调和生活热水的供应。为了保证稳定供热，串联蓄热作用的水箱3，用于平衡变压器1负荷变化造成供热能力的波动。
本发明一种利用新能源场站变压器油温的供暖方法如下：
启动油泵5和水泵6，此时变压器1内油温上升，油通过油管7-1送至热交换器4，将热量传递至热交换器4，在热交换器4的壳体8内，油管7-1与液体水交换，高温油和低温水进行热量的传递，随后加热后的液体水通过水管7-2送至水箱3，水箱3将加热后的液体水通过出水管10送至生活用水或者送暖管道等；
若温度传感器b13反馈至控制器2的温度较高时，此时，调大水泵6流量，调小油泵5流量，同时打开回水管11和出水管10，降低温度；若温度传感器b13反馈至控制器2的温度较低时，此时，调小水泵6流量，调大油泵5流量，同时关闭回水管11和出水管10，降低温度。
实施例
以某地下220kV变电站安装的180MVA的有载调压油浸水冷变压器为例，单台变压器的油-水换热器承担的最大散热负荷为550kW，冷却水侧水泵流量98m3/h，冷却水进水温度52℃，出水温度57.4℃，冷却水管采用铜锞合金管道，公称直径200mm。由上可知，正常情况下，变压器运行所产生的余热足以满足该规模变电站冬季采暖热负荷的需要，为了不影响变压器的正常运行，同时尽可能提高换热出水温度以提高换热的利用效率，设定换热后出水温度为65℃，换热后用于生活热水和冬季采暖时，可直接将换热后的热水用于房间采暖和生活热水。
本发明一种利用新能源场站变压器油温的供暖装置，使用油管接通变压器，将变压器1中余热引出并在热交换器4中与液体水进行热量交换，一方面充分利用了变压器1的余热，提供了能量的利用率；同时减少了热量的排放，避免造成热污染，结构简单；本发明的供暖方法，能够有效利用变压器预热，调整供暖温度，有很好的实用价值。

Claims (8)

1.一种利用新能源场站变压器油温的供暖装置，其特征在于，包括变压器(1)，所述变压器(1)通过油管(7-1)与热交换器(4)连接并形成闭合回路；所述热交换器(4)通过水管(7-2)与水箱(3)连接并形成闭合回路；
所述水箱(3)内设置有温度传感器a(12)，所述热交换器(4)内设置有温度传感器b(13)，所述温度传感器a(12)和温度传感器b(13)均通过导线连接控制器(2)。
2.根据权利要求1所述的一种利用新能源场站变压器油温的供暖装置，其特征在于，所述油管(7-1)上设置有油泵(5)。
3.根据权利要求2所述的一种利用新能源场站变压器油温的供暖装置，其特征在于，所述水管(7-2)上设置有水泵(6)。
4.根据权利要求2所述的一种利用新能源场站变压器油温的供暖装置，其特征在于，所述油泵(5)和水泵(6)均通过导线连接控制器(2)。
5.根据权利要求1所述的一种利用新能源场站变压器油温的供暖装置，其特征在于，所述水箱(3)上还设置有出水管(10)和回水管(11)。
6.根据权利要求1所述的一种利用新能源场站变压器油温的供暖装置，其特征在于，所述控制器(2)内采用型号为stm32f407的单片机；
所述温度传感器a(12)和温度传感器b(13)的型号均为PT100。
7.根据权利要求1所述的一种利用新能源场站变压器油温的供暖装置，其特征在于，所述热交换器(4)包括内部充满液体水的壳体(8)，所述壳体(4)内设置有呈连续“S”状排列的油管(7-1)，所述油管(7-1)的两端伸出壳体(8)与变压器(1)连接；
所述壳体(8)内壁设置有温度传感器b(13)，所述壳体(8)的表面还与水管(7-2)接通。
8.一种利用新能源场站变压器油温的供暖方法，其特征在于，使用如权利要求1-7任意所述的一种利用新能源场站变压器油温的供暖装置，包括以下步骤：
启动油泵(5)和水泵(6)，此时变压器(1)内油通过油管(7-1)送至热交换器(4)，在热交换器(4)的壳体(8)内，油管(7-1)与液体水交换，随后液体水通过水管(7-2)送至水箱(3)，水箱(3)将加热后的液体水通过出水管(10)送至生活用水或者送暖管道等；
若温度传感器b(13)反馈至控制器(2)的温度较高时，此时，调大水泵(6)流量，调小油泵(5)流量，同时打开回水管(11)和出水管(10)，降低温度；若温度传感器b(13)反馈至控制器(2)的温度较低时，此时，调小水泵(6)流量，调大油泵(5)流量，同时关闭回水管(11)和出水管(10)，降低温度。
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