CN112382472B - 一种智能变压器呼吸器硅胶离线自动干燥装置控制策略 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种智能变压器呼吸器硅胶离线自动干燥装置控制策略，具体包括以下步骤：利用回归方程式法计算受潮硅胶的驱潮量与其他各变量的关系；根据受潮硅胶的重量，计算出不同工况下的回归方程式；根据回归方程式和装置的能耗方程，计算装置在不同工况下的最佳运行模式；根据不同型号的硅胶，重复上述步骤，计算最佳运行模式；当装置出现故障时，装置自动停止运行。以智能化手段解决传统的硅胶干燥方式带来的效率低下、资源浪费的问题。

Description

一种智能变压器呼吸器硅胶离线自动干燥装置控制策略

技术领域

本发明涉及换流站变压器呼吸器硅胶干燥控制领域技术领域，具体地，涉及一种智能变压器呼吸器硅胶离线自动干燥装置控制策略。

背景技术

换流站变压器是保证换流站及变电站稳定运行的重要电气设备之一，其呼吸器内的吸潮硅胶一般每季度需更换一次，如果对更换下的吸潮硅胶进行有效、智能的除潮，可实现硅胶的循环利用，降低生产成本。

目前，受潮硅胶干燥多数采用人工烘炒的方式，费时费力，多数厂站将受潮硅胶更换后未形成循环利用，浪费资源。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种智能变压器呼吸器硅胶离线自动干燥装置控制策略，以智能化手段解决传统的硅胶干燥方式带来的效率低下、资源浪费的问题。

本发明公开的一种智能变压器呼吸器硅胶离线自动干燥装置控制策略，具体包括以下步骤：

步骤1：利用回归方程式法计算受潮硅胶的驱潮量与其他各变量的关系；

步骤2：根据受潮硅胶的重量，计算出不同工况下的回归方程式；

步骤3：根据回归方程式和装置的能耗方程，计算装置在不同工况下的最佳运行模式；

步骤4：根据不同型号的硅胶，重复步骤1至步骤3，计算最佳运行模式；

步骤5：当装置出现故障时，装置自动停止运行。

根据本发明的一实施方式，步骤1具体包括以下步骤：

步骤1.1：在装置的圆筒形容器中安装高低可调节的带温度传感器的加热器；

步骤1.2：计算出装置运行时间Δt，容器中受潮硅胶的质量m的变化量Δm：

容器中的受潮硅胶的质量为m、加热器温度为T、加热时间t、容器内旋转风机转速v，装置完成参数设置开始运行后，T、v无法改变，m随着t的增大而减小，装置每分钟采集1次数据，若30分钟内m的变化量小于1g，装置停止，并将最后30分钟的数据舍去，最终得出Δt和Δm的值；

步骤1.3：改变风机转速v，依次采集Δt和Δm的值：

保持放入容器中的未经除潮的受潮硅胶的质量m、加热器温度T不变，以每档20r/min的档位调节旋转风机转速v，并依次采集Δt和Δm的值；

步骤1.4：改变加热器温度T，依次采集Δt和Δm的值：

保持放入容器中的未经除潮的受潮硅胶的质量m、旋转风机转速v不变，以每档20℃的档位调节加热器温度T，并依次采集Δt和Δm的值；

步骤1.5：根据步骤1.2至1.4所得的数据，计算出回归方程式：Δm＝f(T，v，Δt)。

根据本发明的一实施方式，步骤1.1中，加热器在容器底部的投影位于底部的圆心，在容器底部外部布置重力传感器，装置运行时，将加热器置于容器中受潮硅胶的重心处。

根据本发明的一实施方式，步骤1.2中，加热器温度T的最低温度100℃、最高温度240℃，旋转风机转速v的最低转速200r/min、最高转速400r/min。

根据本发明的一实施方式，步骤2具体包括以下步骤：

步骤2.1：改变装置的运行工况，即改变放入容器中的未经除潮的受潮硅胶的质量m；

步骤2.2：实施步骤1，计算出不同工况下的回归方程式。

根据本发明的一实施方式，步骤2.1中，m的最低质量为2kg，最高质量为5kg，改变时每档质量为0.25kg。

根据本发明的一实施方式，步骤3具体包括以下步骤：

步骤3.1：根据硅胶的吸潮效率η，规定Δm的可接受范围，取Δm≥0.8m·η；

步骤3.2：根据不同工况下的回归方程式Δm＝f(T，v，Δt)和装置的能耗方程E＝g(T，v，Δt)，得出在不同工况的可接受范围内，使E最小的最佳运行模式；

步骤3.3：得出不同工况的最佳运行模式后，装置在实际运行时，将根据硅胶的实际质量与步骤2中的档位相近程度，自动选择。

根据本发明的一实施方式，步骤4具体包括以下步骤：

步骤4.1：装置可记忆多种硅胶，不同硅胶可设置不同编号；

步骤4.2：根据不同型号的硅胶，重复步骤1至步骤3，计算最佳运行模式；

步骤4.3：装置在实际运行时，根据硅胶的具体型号，选择对应的硅胶编号。

根据本发明的一实施方式，步骤5中，装置自动停止运行的情况主要有：

当旋转风机转速v突变时，装置自动停止运行：通过转速传感器的输出电流I₁来判断风机是否卡涩，检测400ms内的电流平均值I_1ave作为判断电流，传感器每10ms输出一个电流值，计算方程：I_1ave＝0.025∑I₁；

当加热器温度突T变时，装置自动停止运行：通过温度传感器的输出电流I₂来判断加热器是否故障，检测400ms内的电流平均值I_2ave作为判断电流，传感器每10ms输出一个电流值，计算方程：I_2ave＝0.025∑I₂。

本发明的有益效果在于：

1.本发明提供了一种智能变压器呼吸器硅胶离线自动干燥装置控制策略，解决了传统硅胶干燥技术利用人工烘炒的方式，解决了费时、费力、费资源的问题，提高了硅胶的干燥效率。

2.本发明提供了一种智能变压器呼吸器硅胶离线自动干燥装置控制策略，解决了不同型号的硅胶的干燥模式不同，不便于人工计算的问题，提高了工作效率。

具体实施方式

在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明一种智能变压器呼吸器硅胶离线自动干燥装置控制策略，具体包括以下步骤：

步骤1：利用回归方程式法计算受潮硅胶的驱潮量与其他各变量的关系；

步骤1.1：在装置的圆筒形容器中安装高低可调节的带温度传感器的加热器，加热器在容器底部的投影位于底部的圆心，在容器底部外部布置重力传感器，装置运行时，将加热器置于容器中受潮硅胶的重心处；

步骤1.2：计算出装置运行时间Δt，容器中受潮硅胶的质量m的变化量Δm：

容器中的受潮硅胶的质量为m、加热器温度为T、加热时间t、容器内旋转风机转速v，装置完成参数设置开始运行后，T、v无法改变，m随着t的增大而减小，装置每分钟采集1次数据，若30分钟内m的变化量小于1g，装置停止，并将最后30分钟的数据舍去，最终得出Δt和Δm的值；

加热器温度T的最低温度100℃、最高温度240℃，旋转风机转速v的最低转速200r/min、最高转速400r/min；

步骤1.3：改变风机转速v，依次采集Δt和Δm的值：

保持放入容器中的未经除潮的受潮硅胶的质量m、加热器温度T不变，以每档20r/min的档位调节旋转风机转速v，并依次采集Δt和Δm的值；

步骤1.4：改变加热器温度T，依次采集Δt和Δm的值：

保持放入容器中的未经除潮的受潮硅胶的质量m、旋转风机转速v不变，以每档20℃的档位调节加热器温度T，并依次采集Δt和Δm的值；

步骤1.5：根据步骤1.2至1.4所得的数据，计算出回归方程式：Δm＝f(T，v，Δt)；

步骤2：根据受潮硅胶的重量，计算出不同工况下的回归方程式；

步骤2.1：改变装置的运行工况，即改变放入容器中的未经除潮的受潮硅胶的质量m，其中m的最低质量为2kg，最高质量为5kg，改变时每档质量为0.25kg；

步骤2.2：实施步骤1，计算出不同工况下的回归方程式；

步骤3：根据回归方程式和装置的能耗方程，计算装置在不同工况下的最佳运行模式；

步骤3.1：根据硅胶的吸潮效率η，规定Δm的可接受范围，取Δm≥0.8m·η；

步骤3.2：根据不同工况下的回归方程式Δm＝f(T，v，Δt)和装置的能耗方程E＝g(T，v，Δt)，得出在不同工况的可接受范围内，使E最小的最佳运行模式；

步骤3.3：得出不同工况的最佳运行模式后，装置在实际运行时，将根据硅胶的实际质量与步骤2中的档位相近程度，自动选择；

步骤4：根据不同型号的硅胶，重复步骤1至步骤3，计算最佳运行模式；

步骤4.1：装置可记忆多种硅胶，不同硅胶可设置不同编号；

步骤4.2：根据不同型号的硅胶，重复步骤1至步骤3，计算最佳运行模式；

步骤4.3：装置在实际运行时，根据硅胶的具体型号，选择对应的硅胶编号；

步骤5：当装置出现故障时，装置自动停止运行；

装置自动停止运行的情况主要有：

当旋转风机转速v突变时，装置自动停止运行：通过转速传感器的输出电流I₁来判断风机是否卡涩，检测400ms内的电流平均值I_1ave作为判断电流，传感器每10ms输出一个电流值，计算方程：I_1ave＝0.025∑I₁；

当加热器温度突T变时，装置自动停止运行：通过温度传感器的输出电流I₂来判断加热器是否故障，检测400ms内的电流平均值I_2ave作为判断电流，传感器每10ms输出一个电流值，计算方程：I_2ave＝0.025∑I₂。

本发明提供一种智能变压器呼吸器硅胶离线自动干燥装置控制策略，利用回归方程式法计算受潮硅胶的驱潮量与其他各变量的关系，回归方程是根据已有的数据样本，通过回归分析所得到的反映一个因变量对一组自变量的回归关系的方程式，随着样本的增多，方程式所反映的回归关系越准确。

本发明提供一种智能变压器呼吸器硅胶离线自动干燥装置控制策略，在装置的圆筒形容器中安装高低可调节的带温度传感器的加热器，加热器在容器底部的投影位于底部的圆心，在容器底部外部布置重力传感器，在旋转风机上布置转速传感器，通过采集、分析数据样本，得到反映硅胶质量变化量与加热器温度、旋转风机转速、加热时间关系的回归方程式。装置实际运行中，通过输入硅胶编号，自动判断硅胶质量，得出在保证干燥效果的前提下，最节能的加热器温度、旋转风机转速、加热时间。

实施例一：

在加热器温度分别设置为100℃、120℃、140℃、160℃、180℃、200℃、220℃、240℃的条件下，分别将旋转风机转速设置为200r/min、220r/min、240r/min、260r/min、280r/min、300r/min、320r/min、340r/min、360r/min、380r/min、400r/min，共有88种装置运行参数设置模式。

分别在这88种模式下，取吸潮效率20％，Δm≥800g的型号1硅胶5kg进行干燥，并采集数据，得到5kg型号1的硅胶干燥结果的回归方程式：Δm＝-3e-10Δt⁶+2e-7Δt⁵-7e-5Δt⁴+0.0118Δt³-1.0392Δt²+48.583Δt-3e-15(T+v)

⁶+8e-12(T+v)⁵-1e-8(T+v)⁴+6e-6(T+v)³-0.0022(T+v)²+0.3943(T+v)-108.951。

装置的能耗方程：E＝(750+1.2T+1.16v)·Δt。

可得：在满足Δm≥800g的情况下，Δt取62min，T取240℃，v取400r/min时，Δm＝811.45g，此时E最小，为1.55kW·h。

此为装置在干燥5kg型号1的硅胶工况下的最佳运行模式。

实施例二：

在加热器温度分别设置为100℃、120℃、140℃、160℃、180℃、200℃、220℃、240℃的条件下，分别将旋转风机转速设置为200r/min、220r/min、240r/min、260r/min、280r/min、300r/min、320r/min、340r/min、360r/min、380r/min、400r/min，共有88种装置运行参数设置模式。

分别在这88种模式下，取吸潮效率20％，Δm≥320g的型号1的硅胶2kg进行干燥，并采集数据，得到2kg型号1的硅胶干燥结果的回归方程式：Δm＝2e-9Δt⁶–7e-7Δt⁵+0.0001Δt⁴-0.0067Δt³+0.0225Δt²+12.27Δt-3e-15(T+v)⁶+1e-11(T+v)⁵–1e-8(T+v)⁴+7e-6(T+v)³-0.0025(T+v)²+0.4434(T+v)-27.381。

装置的能耗方程：E＝(750+1.2T+1.16v)·Δt

可得：在满足Δm≥320g的情况下，Δt取62min，T取200℃，v取340r/min时，Δm＝320.15g，此时E最小，为1.43kW·h。

此为装置在干燥2kg型号1的硅胶工况下的最佳运行模式。

实施例三：

在加热器温度分别设置为100℃、120℃、140℃、160℃、180℃、200℃、220℃、240℃的条件下，分别将旋转风机转速设置为200r/min、220r/min、240r/min、260r/min、280r/min、300r/min、320r/min、340r/min、360r/min、380r/min、400r/min，共有88种装置运行参数设置模式。

分别在这88种模式下，取吸潮效率25％，Δm≥600g的型号2的硅胶3kg进行干燥，并采集数据，得到3kg型号2的硅胶干燥结果的回归方程式：Δm＝1e-8Δt⁶–5e-6Δt⁵+0.0007Δt⁴-0.0481Δt³+1.2113Δt²+6.6183Δt-3e-15(T+v)⁶+9e-12(T+v)⁵–1e-8(T+v)⁴+7e-6(T+v)³-0.0023(T+v)²+0.4134(T+v)+43.768。

装置的能耗方程：E＝(750+1.2T+1.16v)·Δt

可得：在满足Δm≥600g的情况下，Δt取42min，T取200℃，v取320r/min时，Δm＝603.47g，此时E最小，为0.95kW·h。

此为装置在干燥3kg型号2的硅胶工况下的最佳运行模式。

上所述仅为本发明的实施方式而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种智能变压器呼吸器硅胶离线自动干燥装置控制策略，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1：利用回归方程式法计算受潮硅胶的驱潮量与其他各变量的关系，其中，受潮硅胶的驱潮量为干燥前的硅胶质量与干燥后的硅胶质量的差；

步骤2：根据受潮硅胶的重量，计算出不同工况下的回归方程式；

步骤3：根据回归方程式和装置的能耗方程，计算装置在不同工况下的最佳运行模式；

步骤4：根据不同型号的硅胶，重复步骤1至步骤3，计算最佳运行模式，其中，不同型号的硅胶是根据硅胶的具体型号进行编号后，编号所对应的硅胶型号；

步骤5：当装置出现故障时，装置自动停止运行。

2.根据权利要求1所述的一种智能变压器呼吸器硅胶离线自动干燥装置控制策略，其特征在于，所述步骤1具体包括以下步骤：

步骤1.1：在装置的圆筒形容器中安装高低可调节的带温度传感器的加热器；

步骤1.2：计算出装置运行时间Δt，容器中受潮硅胶的质量m的变化量Δm，变化量Δm即受潮硅胶的驱潮量：

容器中的受潮硅胶的质量为m、加热器温度为T、加热时间t、容器内旋转风机转速v，装置完成参数设置开始运行后，T、v无法改变，m随着t的增大而减小，装置每分钟采集1次数据，若30分钟内m的变化量小于1g，装置停止，并将最后30分钟的数据舍去，最终得出Δt和Δm的值；

步骤1.3：改变风机转速v，依次采集Δt和Δm的值：

保持放入容器中的未经除潮的受潮硅胶的质量m、加热器温度T不变，以每档20r/min的档位调节旋转风机转速v，并依次采集Δt和Δm的值；

步骤1.4：改变加热器温度T，依次采集Δt和Δm的值：

保持放入容器中的未经除潮的受潮硅胶的质量m、旋转风机转速v不变，以每档20℃的档位调节加热器温度T，并依次采集Δt和Δm的值；

步骤1.5：根据步骤1.2至1.4所得的数据，计算出回归方程式：Δm＝f(T，v，Δt)。

3.根据权利要求2所述的一种智能变压器呼吸器硅胶离线自动干燥装置控制策略，其特征在于，所述步骤1.1中，加热器在容器底部的投影位于底部的圆心，在容器底部外部布置重力传感器，装置运行时，将加热器置于容器中受潮硅胶的重心处。

4.根据权利要求2所述的一种智能变压器呼吸器硅胶离线自动干燥装置控制策略，其特征在于，所述步骤1.2中，加热器温度T的最低温度100℃、最高温度240℃，旋转风机转速v的最低转速200r/min、最高转速400r/min。

5.根据权利要求1所述的一种智能变压器呼吸器硅胶离线自动干燥装置控制策略，其特征在于，所述步骤2具体包括以下步骤：

步骤2.1：改变装置的运行工况，即改变放入容器中的未经除潮的受潮硅胶的质量m；

步骤2.2：实施步骤1，计算出不同工况下的回归方程式。

6.根据权利要求5所述的一种智能变压器呼吸器硅胶离线自动干燥装置控制策略，其特征在于，所述步骤2.1中，m的最低质量为2kg，最高质量为5kg，改变时每档质量为0.25kg。

7.根据权利要求1所述的一种智能变压器呼吸器硅胶离线自动干燥装置控制策略，其特征在于，所述步骤3具体包括以下步骤：

步骤3.1：根据硅胶的吸潮效率η，规定Δm的可接受范围，取Δm≥0.8m·η；

步骤3.2：根据不同工况下的回归方程式Δm＝f(T，v，Δt)和装置的能耗方程E＝g(T，v，Δt)，得出在不同工况的可接受范围内，使E最小的最佳运行模式；

步骤3.3：得出不同工况的最佳运行模式后，装置在实际运行时，将根据硅胶的实际质量与步骤2中的档位相近程度，自动选择。

8.根据权利要求1所述的一种智能变压器呼吸器硅胶离线自动干燥装置控制策略，其特征在于，所述步骤4具体包括以下步骤：

步骤4.1：装置可记忆多种硅胶，不同硅胶可设置不同编号；

步骤4.2：根据不同型号的硅胶，重复步骤1至步骤3，计算最佳运行模式；

步骤4.3：装置在实际运行时，根据硅胶的具体型号，选择对应的硅胶编号。

9.根据权利要求1所述的一种智能变压器呼吸器硅胶离线自动干燥装置控制策略，其特征在于，所述步骤5中，装置自动停止运行的情况主要有：

当旋转风机转速v突变时，装置自动停止运行：通过转速传感器的输出电流I₁来判断风机是否卡涩，检测400ms内的电流平均值I_1ave作为判断电流，传感器每10ms输出一个电流值，计算方程：I_1ave＝0.025∑I₁；

当加热器温度突T变时，装置自动停止运行：通过温度传感器的输出电流I₂来判断加热器是否故障，检测400ms内的电流平均值I_2ave作为判断电流，传感器每10ms输出一个电流值，计算方程：I_2ave＝0.025∑I₂。