CN115654770A - 一种利用变压器余热进行供热的温度调控*** - Google Patents

Abstract

一种利用变压器余热进行供热的温度调控***，涉及一种利用变压器余热进行供热的温度调控技术，为了解决现有变压器余热无法得到有效利用的问题。本发明的油循环泵与变压器油箱以及热交换器相连通；热交换器与变压器油箱相连通；在变压器油箱侧设有散热器；热交换器与压缩机以及冷凝器相连通；冷凝器通过节流阀与热交换器相连通；空气泵设置在变电站建筑物的室内；空气泵与冷凝器相连通；第一温度传感器、第二温度传感器以及第三温度传感器分别与控制器相连；控制器与控制散热器开启或者关闭；控制器的调节信号输出端与节流阀的调节信号输入端相连。有益效果为实现了对变压器余热的有效利用。

Description

一种利用变压器余热进行供热的温度调控***

技术领域

本发明涉及一种利用变压器余热进行供热的温度调控技术。

背景技术

随着人们生活水平以及生活质量的提高，环境污染与能源消耗问题越来越受到人们的关注，在变电站中，主控室以及保护室都有供热面积以及供热温度的要求，在此简称供热需求；为了满足该供热需求，现有的变电站建筑95％以上采用电暖气采暖；同时，在变电站中存在较多的变压器，在变压器正常工作情况下，变压器会产生大量的热，变压器产生的热量经由散热器的循环***传导至外部空气中，未得到任何利用；如果将变压器产生的热量直接传导至变电站建筑中，虽然能够节省一定的电能，但是变压器产生的热量是随着负载的变化而变化，即导致其传导至变电站建筑中的热量不可控，因此，这不但无法满足主控室以及保护室的供热需求，而且由于散热环境的改变无法保证变压器的正常可靠运行，从而影响变压器的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有变压器余热无法得到有效利用的问题，提出了一种利用变压器余热进行供热的温度调控***。

本发明所述的一种利用变压器余热进行供热的温度调控***包括控制器、热交换器、冷凝器、油循环泵、压缩机、节流阀、空气泵、第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器；

所述油循环泵的进油口与变压器油箱的出油口相连通；油循环泵的出油口与热交换器的进油口相连通；热交换器的出油口与变压器油箱的进油口相连通；同时在变压器油箱侧设有散热器；

所述热交换器的热泵工质出口与压缩机的热泵工质入口相连通；压缩机的热泵工质出口与冷凝器的热泵工质入口相连通；冷凝器的热泵工质出口通过节流阀与热交换器的热泵工质入口相连通；

所述空气泵的进气口设置在变电站建筑物的室内；空气泵的出气口与冷凝器的进气口相连通；冷凝器的出气口设置在变电站建筑物的室内；

所述第一温度传感器设置在变压器油箱的出油口处，并且第一温度传感器的第一温度信号输出端与控制器的第一温度信号输入端相连；控制器根据第一温度信号生成关闭信号，并且控制器的关闭信号输出端与散热器的关闭信号输入端相连；

所述第二温度传感器设置在变压器油箱的进油口处，并且第二温度传感器的第二温度信号输出端与控制器的第二温度信号输入端相连；控制器根据第二温度信号生成开启信号，并且控制器的开启信号输出端与散热器的开启信号输入端相连；

所述第三温度传感器设置在变电站建筑物的室内，并且第三温度传感器的第三温度信号输出端与控制器的第三温度信号输入端相连；控制器根据第三温度信号生成调节信号，并且控制器的调节信号输出端与节流阀的调节信号输入端相连。

进一步的，所述变压器油箱的出油口设置在变压器油箱的顶端，变压器油箱的进油口设置在变压器油箱的底端。

进一步的，所述控制器包括散热器关闭控制电路、散热器开启控制电路和节流阀控制电路；

所述散热器关闭控制电路包括第一阈值设定电路和第一温度比较电路；

第一阈值设定电路用于设定第一温度阈值，并且第一阈值设定电路的第一阈值电压输出端与第一温度比较电路的第一阈值电压输入端相连；第一温度传感器的第一温度信号输出端与第一温度比较电路的第一温度信号输入端相连；第一温度比较电路将输入的第一温度信号转换为第一采集电压，并利用该第一采集电压与输入的第一阈值电压进行比较，若第一采集电压小于第一阈值电压，则第一温度比较电路生成关闭信号，并且第一温度比较电路输出的关闭信号用于使得散热器关闭；

所述散热器开启控制电路包括第二阈值设定电路和第二温度比较电路；

第二阈值设定电路用于设定第二温度阈值，并且第二阈值设定电路的第二阈值电压输出端与第二温度比较电路的第二阈值电压输入端相连；第二温度传感器的第二温度信号输出端与第二温度比较电路的第二温度信号输入端相连；第二温度比较电路将输入的第二温度信号转换为第二采集电压，并利用该第二采集电压与输入的第二阈值电压进行比较，若第二采集电压大于第二阈值电压，则第二温度比较电路生成开启信号，并且第二温度比较电路输出的开启信号用于使得散热器开启；

所述节流阀控制电路包括第三阈值设定电路、第四阈值设定电路、第三温度比较电路和第四温度比较电路；

第三阈值设定电路用于设定第三温度阈值；第四阈值设定电路用于设定第四温度阈值；并且第三阈值设定电路的第三阈值电压输出端与第三温度比较电路的第三阈值电压输入端相连；第四阈值设定电路的第四阈值电压输出端与第四温度比较电路的第四阈值电压输入端相连；第三温度传感器的第三温度信号输出端同时与第三温度比较电路以及第四温度比较电路的第三温度信号输入端相连；第三温度比较电路将输入的第三温度信号转换为第三采集电压，并利用该第三采集电压与输入的第三阈值电压进行比较，若第三采集电压小于第三阈值电压，则第三温度比较电路生成正向旋转信号；并且第三温度比较电路的正向旋转信号使得节流阀正向旋转；第四温度比较电路将输入的第三温度信号转换为第三采集电压，并利用该第三采集电压与输入的第四阈值电压进行比较，若第三采集电压大于第四阈值电压，则四温度比较电路生成反向旋转信号；并且第四温度比较电路的反向旋转信号使得节流阀反向旋转。

进一步的，所述第一阈值设定电路包括滑动变阻器R1和电阻R2；

所述第一温度传感器包括电阻R3和电阻R4；

所述第一温度比较电路与第三温度比较电路的电路结构相同；并且第一温度比较电路包括第一比较器T1、电容C1、电阻R5和电阻R6；

滑动变阻器R1的固定端与电源VSS的正极输出端相连，滑动变阻器R1的移动端同时与电阻R2的一端、电阻R5的一端以及第一比较器T1的同相输入端相连；电阻R2的另一端接地；

电阻R3的一端接地，电阻R3的另一端同时与电阻R4的一端、电容C1的一端以及第一比较器T1的反相输入端相连；电阻R4的另一端接3.3V电源的正极输出端；电容C1的一端接地；

电阻R5的另一端与二极管D1的阳极相连；

第一比较器T1的正极接线端同时与电源VCC的正极输出端以及电阻R6的一端相连；第一比较器T1的负极接线端接地；第一比较器T1的正极接线端的输出端同时与电阻R6的另一端以及二极管D1的阴极相连，同时该公共端为第一温度比较电路的关闭信号输出端。

进一步的，所述第二温度比较电路与第四温度比较电路的电路结构相同；并且第二温度比较电路包括第一比较器T2、电容C2、电阻R7和电阻R8；

电阻R7的一端与第二比较器T2的反相输入端相连，并且该公共端为第二温度比较电路的第二阈值电压输入端；

电容C2的一端与第二比较器T2的同相输入端相连，并且该公共端为第二温度比较电路的第二温度信号输入端；电容C2的另一端接地；

电阻R7的另一端与二极管D2的阳极相连；

第二比较器T2的正极接线端同时与电源VCC的正极输出端以及电阻R8的一端相连；第二比较器T2的负极接线端接地；第二比较器T2的正极接线端的输出端同时与电阻R8的另一端以及二极管D2的阴极相连，同时该公共端为第二温度比较电路3-4的开启信号输出端。

进一步的，所述第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器的型号均为PT100。

本发明的有益效果为：通过温度传感器采集变压器油箱进出口的温度，实现对散热器的精确控制；同时在压缩机产出机械能的配合下，将变压器产生的余热利用热交换器以及冷凝器转移至变电站建筑物的室内，不但保证变压器的安全、高效的运行，还满足了主控室以及保护室的供热需求，实现了对变压器余热的有效利用。

附图说明

图1为具体实施方式一所述的一种利用变压器余热进行供热的温度调控***的结构框图；

图2为具体实施方式三中散热器关闭控制电路的结构框图；

图3为具体实施方式三中散热器开启控制电路的结构框图；

图4为具体实施方式三中节流阀控制电路的结构框图；

图5为具体实施方式四中第一温度比较电路的电路图；

图6为具体实施方式五中第二温度比较电路的电路图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种利用变压器余热进行供热的温度调控***包括控制器3、热交换器4、冷凝器5、油循环泵6、压缩机7、节流阀8、空气泵9、第一温度传感器10、第二温度传感器11和第三温度传感器12；

所述油循环泵6的进油口与变压器1油箱的出油口相连通；油循环泵6的出油口与热交换器4的进油口相连通；热交换器4的出油口与变压器1油箱的进油口相连通；同时在变压器1油箱侧设有散热器2；

所述热交换器4的热泵工质出口与压缩机7的热泵工质入口相连通；压缩机7的热泵工质出口与冷凝器5的热泵工质入口相连通；冷凝器5的热泵工质出口通过节流阀8与热交换器4的热泵工质入口相连通；

所述空气泵9的进气口设置在变电站建筑物13的室内；空气泵9的出气口与冷凝器5的进气口相连通；冷凝器5的出气口设置在变电站建筑物13的室内；

所述第一温度传感器10设置在变压器1油箱的出油口处，并且第一温度传感器10的第一温度信号输出端与控制器3的第一温度信号输入端相连；控制器3根据第一温度信号生成关闭信号，并且控制器3的关闭信号输出端与散热器2的关闭信号输入端相连；

所述第二温度传感器11设置在变压器1油箱的进油口处，并且第二温度传感器11的第二温度信号输出端与控制器3的第二温度信号输入端相连；控制器3根据第二温度信号生成开启信号，并且控制器3的开启信号输出端与散热器2的开启信号输入端相连；

所述第三温度传感器12设置在变电站建筑物13的室内，并且第三温度传感器12的第三温度信号输出端与控制器3的第三温度信号输入端相连；控制器3根据第三温度信号生成调节信号，并且控制器3的调节信号输出端与节流阀8的调节信号输入端相连。

具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种利用变压器余热进行供热的温度调控***进一步限定，在本实施方式中，所述变压器1油箱的出油口设置在变压器1油箱的顶端，变压器1油箱的进油口设置在变压器1油箱的底端。

具体实施方式三：结合图2至图4说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的一种利用变压器余热进行供热的温度调控***进一步限定，在本实施方式中，所述控制器3包括散热器关闭控制电路、散热器开启控制电路和节流阀控制电路；

所述散热器关闭控制电路包括第一阈值设定电路3-1和第一温度比较电路3-2；

第一阈值设定电路3-1用于设定第一温度阈值，并且第一阈值设定电路3-1的第一阈值电压输出端与第一温度比较电路3-2的第一阈值电压输入端相连；第一温度传感器10的第一温度信号输出端与第一温度比较电路3-2的第一温度信号输入端相连；第一温度比较电路3-2将输入的第一温度信号转换为第一采集电压，并利用该第一采集电压与输入的第一阈值电压进行比较，若第一采集电压小于第一阈值电压，则第一温度比较电路3-2生成关闭信号，并且第一温度比较电路3-2输出的关闭信号用于使得散热器2关闭；

所述散热器开启控制电路包括第二阈值设定电路3-3和第二温度比较电路3-4；

第二阈值设定电路3-3用于设定第二温度阈值，并且第二阈值设定电路3-3的第二阈值电压输出端与第二温度比较电路3-4的第二阈值电压输入端相连；第二温度传感器11的第二温度信号输出端与第二温度比较电路3-4的第二温度信号输入端相连；第二温度比较电路3-4将输入的第二温度信号转换为第二采集电压，并利用该第二采集电压与输入的第二阈值电压进行比较，若第二采集电压大于第二阈值电压，则第二温度比较电路3-4生成开启信号，并且第二温度比较电路3-4输出的开启信号用于使得散热器2开启；

所述节流阀控制电路包括第三阈值设定电路3-5、第四阈值设定电路3-6、第三温度比较电路3-7和第四温度比较电路3-8；

第三阈值设定电路3-5用于设定第三温度阈值；第四阈值设定电路3-6用于设定第四温度阈值；并且第三阈值设定电路3-5的第三阈值电压输出端与第三温度比较电路3-7的第三阈值电压输入端相连；第四阈值设定电路3-6的第四阈值电压输出端与第四温度比较电路3-8的第四阈值电压输入端相连；第三温度传感器12的第三温度信号输出端同时与第三温度比较电路3-7以及第四温度比较电路3-8的第三温度信号输入端相连；第三温度比较电路3-7将输入的第三温度信号转换为第三采集电压，并利用该第三采集电压与输入的第三阈值电压进行比较，若第三采集电压小于第三阈值电压，则第三温度比较电路3-7生成正向旋转信号；并且第三温度比较电路3-7的正向旋转信号使得节流阀正向旋转；第四温度比较电路3-8将输入的第三温度信号转换为第三采集电压，并利用该第三采集电压与输入的第四阈值电压进行比较，若第三采集电压大于第四阈值电压，则四温度比较电路3-8生成反向旋转信号；并且第四温度比较电路3-8的反向旋转信号使得节流阀反向旋转。

具体实施方式四：结合图5说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的一种利用变压器余热进行供热的温度调控***进一步限定，在本实施方式中，所述第一阈值设定电路3-1包括滑动变阻器R1和电阻R2；

所述第一温度传感器10包括电阻R3和电阻R4；

所述第一温度比较电路3-2与第三温度比较电路3-7的电路结构相同；并且第一温度比较电路3-2包括第一比较器T1、电容C1、电阻R5和电阻R6；

滑动变阻器R1的固定端与电源VSS的正极输出端相连，滑动变阻器R1的移动端同时与电阻R2的一端、电阻R5的一端以及第一比较器T1的同相输入端相连；电阻R2的另一端接地；

电阻R3的一端接地，电阻R3的另一端同时与电阻R4的一端、电容C1的一端以及第一比较器T1的反相输入端相连；电阻R4的另一端接3.3V电源的正极输出端；电容C1的一端接地；

电阻R5的另一端与二极管D1的阳极相连；

第一比较器T1的正极接线端同时与电源VCC的正极输出端以及电阻R6的一端相连；第一比较器T1的负极接线端接地；第一比较器T1的正极接线端的输出端同时与电阻R6的另一端以及二极管D1的阴极相连，同时该公共端为第一温度比较电路3-2的关闭信号输出端。

在本实施方式中，电阻R6为上拉电阻；电容C1为滤波电容。

具体实施方式五：结合图6说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的一种利用变压器余热进行供热的温度调控***进一步限定，在本实施方式中，所述第二温度比较电路3-4与第四温度比较电路3-8的电路结构相同；并且第二温度比较电路3-4包括第一比较器T2、电容C2、电阻R7和电阻R8；

电阻R7的一端与第二比较器T2的反相输入端相连，并且该公共端为第二温度比较电路3-4的第二阈值电压输入端；

电容C2的一端与第二比较器T2的同相输入端相连，并且该公共端为第二温度比较电路3-4的第二温度信号输入端；电容C2的另一端接地；

电阻R7的另一端与二极管D2的阳极相连；

第二比较器T2的正极接线端同时与电源VCC的正极输出端以及电阻R8的一端相连；第二比较器T2的负极接线端接地；第二比较器T2的正极接线端的输出端同时与电阻R8的另一端以及二极管D2的阴极相连，同时该公共端为第二温度比较电路3-4的开启信号输出端。

具体实施方式六：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种利用变压器余热进行供热的温度调控***进一步限定，在本实施方式中，所述第一温度传感器10、第二温度传感器11和第三温度传感器12的型号均为PT100。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种利用变压器余热进行供热的温度调控***，其特征在于，该调控***包括控制器(3)、热交换器(4)、冷凝器(5)、油循环泵(6)、压缩机(7)、节流阀(8)、空气泵(9)、第一温度传感器(10)、第二温度传感器(11)和第三温度传感器(12)；

所述油循环泵(6)的进油口与变压器(1)油箱的出油口相连通；油循环泵(6)的出油口与热交换器(4)的进油口相连通；热交换器(4)的出油口与变压器(1)油箱的进油口相连通；同时在变压器(1)油箱侧设有散热器(2)；

所述热交换器(4)的热泵工质出口与压缩机(7)的热泵工质入口相连通；压缩机(7)的热泵工质出口与冷凝器(5)的热泵工质入口相连通；冷凝器(5)的热泵工质出口通过节流阀(8)与热交换器(4)的热泵工质入口相连通；

所述空气泵(9)的进气口设置在变电站建筑物(13)的室内；空气泵(9)的出气口与冷凝器(5)的进气口相连通；冷凝器(5)的出气口设置在变电站建筑物(13)的室内；

所述第一温度传感器(10)设置在变压器(1)油箱的出油口处，并且第一温度传感器(10)的第一温度信号输出端与控制器(3)的第一温度信号输入端相连；控制器(3)根据第一温度信号生成关闭信号，并且控制器(3)的关闭信号输出端与散热器(2)的关闭信号输入端相连；

所述第二温度传感器(11)设置在变压器(1)油箱的进油口处，并且第二温度传感器(11)的第二温度信号输出端与控制器(3)的第二温度信号输入端相连；控制器(3)根据第二温度信号生成开启信号，并且控制器(3)的开启信号输出端与散热器(2)的开启信号输入端相连；

所述第三温度传感器(12)设置在变电站建筑物(13)的室内，并且第三温度传感器(12)的第三温度信号输出端与控制器(3)的第三温度信号输入端相连；控制器(3)根据第三温度信号生成调节信号，并且控制器(3)的调节信号输出端与节流阀(8)的调节信号输入端相连。

2.根据权利要求1所述的一种利用变压器余热进行供热的温度调控***，其特征在于，所述变压器(1)油箱的出油口设置在变压器(1)油箱的顶端，变压器(1)油箱的进油口设置在变压器(1)油箱的底端。

3.根据权利要求1所述的一种利用变压器余热进行供热的温度调控***，其特征在于，所述控制器(3)包括散热器关闭控制电路、散热器开启控制电路和节流阀控制电路；

所述散热器关闭控制电路包括第一阈值设定电路(3-1)和第一温度比较电路(3-2)；

第一阈值设定电路(3-1)用于设定第一温度阈值，并且第一阈值设定电路(3-1)的第一阈值电压输出端与第一温度比较电路(3-2)的第一阈值电压输入端相连；第一温度传感器(10)的第一温度信号输出端与第一温度比较电路(3-2)的第一温度信号输入端相连；第一温度比较电路(3-2)将输入的第一温度信号转换为第一采集电压，并利用该第一采集电压与输入的第一阈值电压进行比较，若第一采集电压小于第一阈值电压，则第一温度比较电路(3-2)生成关闭信号，并且第一温度比较电路(3-2)输出的关闭信号用于使得散热器(2)关闭；

所述散热器开启控制电路包括第二阈值设定电路(3-3)和第二温度比较电路(3-4)；

第二阈值设定电路(3-3)用于设定第二温度阈值，并且第二阈值设定电路(3-3)的第二阈值电压输出端与第二温度比较电路(3-4)的第二阈值电压输入端相连；第二温度传感器(11)的第二温度信号输出端与第二温度比较电路(3-4)的第二温度信号输入端相连；第二温度比较电路(3-4)将输入的第二温度信号转换为第二采集电压，并利用该第二采集电压与输入的第二阈值电压进行比较，若第二采集电压大于第二阈值电压，则第二温度比较电路(3-4)生成开启信号，并且第二温度比较电路(3-4)输出的开启信号用于使得散热器(2)开启；

所述节流阀控制电路包括第三阈值设定电路(3-5)、第四阈值设定电路(3-6)、第三温度比较电路(3-7)和第四温度比较电路(3-8)；

第三阈值设定电路(3-5)用于设定第三温度阈值；第四阈值设定电路(3-6)用于设定第四温度阈值；并且第三阈值设定电路(3-5)的第三阈值电压输出端与第三温度比较电路(3-7)的第三阈值电压输入端相连；第四阈值设定电路(3-6)的第四阈值电压输出端与第四温度比较电路(3-8)的第四阈值电压输入端相连；第三温度传感器(12)的第三温度信号输出端同时与第三温度比较电路(3-7)以及第四温度比较电路(3-8)的第三温度信号输入端相连；第三温度比较电路(3-7)将输入的第三温度信号转换为第三采集电压，并利用该第三采集电压与输入的第三阈值电压进行比较，若第三采集电压小于第三阈值电压，则第三温度比较电路(3-7)生成正向旋转信号；并且第三温度比较电路(3-7)的正向旋转信号使得节流阀正向旋转；第四温度比较电路(3-8)将输入的第三温度信号转换为第三采集电压，并利用该第三采集电压与输入的第四阈值电压进行比较，若第三采集电压大于第四阈值电压，则四温度比较电路(3-8)生成反向旋转信号；并且第四温度比较电路(3-8)的反向旋转信号使得节流阀反向旋转。

4.根据权利要求3所述的一种利用变压器余热进行供热的温度调控***，其特征在于，所述第一阈值设定电路(3-1)包括滑动变阻器R1和电阻R2；

所述第一温度传感器(10)包括电阻R3和电阻R4；

所述第一温度比较电路(3-2)与第三温度比较电路(3-7)的电路结构相同；并且第一温度比较电路(3-2)包括第一比较器T1、电容C1、电阻R5和电阻R6；

滑动变阻器R1的固定端与电源VSS的正极输出端相连，滑动变阻器R1的移动端同时与电阻R2的一端、电阻R5的一端以及第一比较器T1的同相输入端相连；电阻R2的另一端接地；

电阻R3的一端接地，电阻R3的另一端同时与电阻R4的一端、电容C1的一端以及第一比较器T1的反相输入端相连；电阻R4的另一端接3.3V电源的正极输出端；电容C1的一端接地；

电阻R5的另一端与二极管D1的阳极相连；

第一比较器T1的正极接线端同时与电源VCC的正极输出端以及电阻R6的一端相连；第一比较器T1的负极接线端接地；第一比较器T1的正极接线端的输出端同时与电阻R6的另一端以及二极管D1的阴极相连，同时该公共端为第一温度比较电路(3-2)的关闭信号输出端。

5.根据权利要求3所述的一种利用变压器余热进行供热的温度调控***，其特征在于，所述第二温度比较电路(3-4)与第四温度比较电路(3-8)的电路结构相同；并且第二温度比较电路(3-4)包括第一比较器T2、电容C2、电阻R7和电阻R8；

电阻R7的一端与第二比较器T2的反相输入端相连，并且该公共端为第二温度比较电路(3-4)的第二阈值电压输入端；

电容C2的一端与第二比较器T2的同相输入端相连，并且该公共端为第二温度比较电路(3-4)的第二温度信号输入端；电容C2的另一端接地；

电阻R7的另一端与二极管D2的阳极相连；

第二比较器T2的正极接线端同时与电源VCC的正极输出端以及电阻R8的一端相连；第二比较器T2的负极接线端接地；第二比较器T2的正极接线端的输出端同时与电阻R8的另一端以及二极管D2的阴极相连，同时该公共端为第二温度比较电路(3-4)的开启信号输出端。

6.根据权利要求1所述的一种利用变压器余热进行供热的温度调控***，其特征在于，所述第一温度传感器(10)、第二温度传感器(11)和第三温度传感器(12)的型号均为PT100。

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