[发明专利]一种以SF6为换热介质的热泵式主变换热装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以SF₆为换热介质的热泵式主变换热装置及方法。

背景技术

主变在运行过程中，由于电和磁的作用，其线圈和铁芯会发热，如不能及时将此热量带走，将导致主变烧毁甚至爆炸的严重事故，因此必须通过主变内充满的变压器油流来冷却线圈和铁芯，而变压器油流带走的热量又需通过散热装置来进行热交换，冷却后的冷油流再进入主变本体进行冷却。传统主变冷却方式主要为强制风冷、自然风冷及水冷三种，水冷虽然经济，效率也高，但如冷却系统中若发生冷却水向主变渗漏现象，哪怕是微小渗漏，也将导致严重后果；风冷因空气热焓低，使得主变冷却效率低，主变、散热器设备制造体积庞大，用油量多、运行成本高、维护量大等缺点。

北方寒冷冬季运行的主变，在处于低负荷或冷备用、热备用状态时，主变内的变压器油由于温度低而造成油品粘度大、不易流动、绝缘强度下降，当此时主变又快速升负荷时，往往来不及加热油品使其流动，此时会导致主变线圈烧毁的严重故障，因此需另外将主变油进行加热才能保证安全使用，或在变压器油中加入抗凝添加剂来增加油品的流动性，但添加剂的化学组分会对变压器油的电气、绝缘性能和理化性质产生不利影响，长期使用威胁主变的安全运行。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，即提供一种以SF₆为换热介质的热泵式主变换热装置及方法，既能安全、可靠、高效、经济地带走运行中主变产生的热能，又能对在北方寒冷地区运行的主变进行加热以增加油品流动性，有力保障电力系统主变的安全、经济运行。

为了实现上述目的，本发明的技术方案一是：一种以SF₆为换热介质的热泵式主变换热装置，包括SF₆热泵压缩机、冷却器以及蒸发器，所述冷却器的一端口通过双向节流阀与蒸发器的SF₆介质流路一端口相连接，所述蒸发器的SF₆介质流路另一端口和冷却器的另一端口通过四通阀与SF₆热泵压缩机的两端口相连接，所述蒸发器的变压器油流路两端口分别与主变本体上部的进油口和下部的出油口相连接，所述主变本体的进油口安装有主变进油阀，所述主变本体的出油口安装有主变出油阀，所述主变本体内的变压器油通过油泵从出油口输送至进油口，所述变压器油通过蒸发器的变压器油流路侧壁与SF₆介质流路中的SF₆换热介质进行间接热交换。 

进一步的，所述双向节流阀为电磁节流阀，所述电磁节流阀电性连接于控制模块。

进一步的，所述蒸发器的变压器油流路出口与主变本体的进油口之间的连接管路上安装有油温在线检测装置，所述油温在线检测装置电性连接于控制模块。

为了实现上述目的，本发明的技术方案二是：一种以SF₆为换热介质的热泵式主变换热方法，采用如上所述的以SF₆为换热介质的热泵式主变换热装置，并按以下步骤进行：（1）开启主变出油阀、主变进油阀和油泵，将主变本体内的变压器油从出油口打入蒸发器的变压器油流路中；（2）开启SF₆热泵压缩机和冷却器，蒸发器变压器油流路中的变压器油通过侧壁与蒸发器SF₆介质流路中循环的SF₆换热介质进行间接热交换；（3）换热后的变压器油从进油口回流至主变本体中，以此反复循环。

进一步的，在步骤（2）中，当进行冷却变压器油时，先开启四通阀的冷却相应阀门，再开启SF₆热泵压缩机，SF₆热泵压缩机将从蒸发器SF₆介质流路出来的低压SF₆气体压缩成高压高温SF₆气体，高压高温SF₆气体进入冷却器内冷却成高温SF₆液体，高温SF₆液体经双向节流阀节流减压降温后在蒸发器SF₆介质流路中大量吸收变压器油流路内变压器油的热量而蒸发成低压SF₆气体，低压SF₆气体又经四通阀至SF₆热泵压缩机中压缩，进行下一轮的冷却循环。