CN102779620A - 一种变压器风冷散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种变压器风冷散热装置，包括：机柜、风机、通风格栅以及变压器；所述通风格栅设置于机柜门上，用于提供空气进出机柜的通道；所述变压器放置于机柜内，变压器具有绕组；风机设置于机柜上，用于使空气在通风格栅、变压器以及风机之间流动；所述装置还包括：第一隔板、第二隔板以及第三隔板；所述第一隔板设置于变压器绕组上部，所述第一隔板一侧与机柜内壁紧密贴合；所述第二隔板设置于变压器绕组中部，所述第二隔板一侧与机柜内壁紧密贴合；所述第三隔板设置于变压器绕组下部；一部分通过格栅进入机柜的空气在未与变压器接触前进入第三隔板与第二隔板之间。通过设置三层隔板，改善各层隔板间温度级联，并且不用增加风机。

Description

一种变压器风冷散热装置

技术领域

本发明涉及风冷散热技术领域，特别涉及一种变压器风冷散热装置。

背景技术

风冷是冷却方式的一种，风冷技术采用空气作为媒介冷却热源。在风冷散热装置内，空气从进入风冷散热装置到出风冷散热装置流经的路径称为风道。热源位于风道内，进入风冷散热装置的冷空气在风道内与热源接触并进行热交换，冷空气通过与热源的热交换吸收热源热量形成热空气，最终热空气出风冷散热装置。风冷散热装置应用广泛，以下将给出以干式整流变压器为热源的一个应用举例。

干式整流变压器是一种中高压变频器的隔离电源，其广泛应用于中高压变频器。由于中高压变频器的功率等级较高并受制于自身效率，因此在工作的过程中会产生大量的热量。目前干式整流变压器的散热一般通过自然散热或强迫风冷散热。由于干式整流变压器散热不佳会直接关系到干式整流变压器能否正常工作，因此提升干式整流变压器散热效率对于提高干式整流变压器可靠性，减小变压器体积，降低干式整流变压器成本有着重要意义。

干式整流变压器以及机柜如图1所示，干式整流变压器100安装于机柜200内，干式整流变压器100包括：铁芯101、高压绕组102、低压绕组103。在机柜200顶部安装有风机201，机柜底部有通风口202。风机201的抽风作用使冷空气从通风口202进入机柜，热空气从风机201出机柜；空气从通风口202到风机201所流经的路径，如图1所示的箭头方向，即为风道，机柜200则为风冷装置。

采用如图1所示两层隔板方案，虽然可以将部分进入机柜200的冷空气引导至上层绕组，但由于气流具有沿阻力最小且最短的路径流动，因此冷空气并不能掠过较大面积的上层绕组，因而该技术对于上层绕组散热的改善相当有限。因此，图1所示方案散热效率较低。

为提高冷却效率，目前普遍采用的方案是在干式整流变压器100各相绕组前后两侧安装横流风机，并在干式整流变压器100的中部安装一到两个隔板，让气流通过干式整流变压器100的绕组，从而提高散热效果。但由于横流风机可靠性较低，风机成本也较高，该方案并不理想。

如何提高冷却效率，并且减少风机使用成为一个研究的方向。

发明内容

本发明实施例提供了一种风冷散热装置，用于在不增加风机的前提下提升散热效率。

本发明实施例一方面提供了一种变压器风冷散热装置，包括：机柜、风机、通风格栅以及变压器；

所述通风格栅设置于机柜门上，用于提供空气进出机柜的通道；所述变压器放置于机柜内，变压器具有绕组；风机设置于机柜上，用于使空气在通风格栅、变压器以及风机之间流动；所述装置还包括：

第一隔板、第二隔板以及第三隔板；所述第一隔板设置于变压器绕组上部，所述第一隔板一侧与机柜内壁紧密贴合；

所述第二隔板设置于变压器绕组中部，所述第二隔板一侧与机柜内壁紧密贴合；

所述第三隔板设置于变压器绕组下部；一部分通过格栅进入机柜的空气在未与变压器接触前进入第三隔板与第二隔板之间。

结合一方面的实施方式，在第一种可能的实施方式中，所述第一隔板、第二隔板和第三隔板中间设置有开孔，开孔直径比变压器低压绕组外径大10～30mm。

结合一方面的实施方式，在第二种可能的实施方式中，机柜的通风格栅的上边沿位于第二隔板和第三隔板之间。

结合一方面的实施方式，在第三种可能的实施方式中，所述通风格栅的上边沿位于第三隔板下方，且所述第三隔板一侧与机柜内壁间具有间隙。

结合一方面的实施方式，在第四种可能的实施方式中，所述第三隔板上设置有开孔，且第三隔板一侧与机柜内壁紧密贴合。

结合第四种可能的实施方式，在第五中可能的实施方式中，所述通风格栅的上边沿位于第三隔板下方。

结合第四种或者第五种可能的实施方式，在第六种可能的实施方式中，还包括：在所述第一隔板与格栅底部之间还设置有一个或一个以上的隔板，并且各隔板中部设置有开孔且开孔直径比变压器低压绕组外径大。

结合第六种可能的实施方式中，在第七种可能的实施方式中，除第一隔板外的其他隔板上均设置有开孔，并且隔板越高开孔的截面越小。

结合第三种可能的实施方式中，在第八种可能的实施方式中，在所述第三隔板与格栅底部之间还设置有一个或一个以上的隔板。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：通过设置三层隔板，利用隔板将进入风冷散热装置的冷空气分别引入至隔板间的风道，改善各层隔板间温度级联，可以有效提升散热效率，并且变压器底部不用增加风机。从而在不增加变压器底部风机的前提下提高了散热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术干式整流变压器以及机柜结构示意图；

图2为本发明实施例风冷散热装置结构示意图；

图3为本发明实施例另一风冷散热装置结构示意图；

图4为本发明实施例另一风冷散热装置结构示意图；

图5为本发明实施例另一风冷散热装置结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种变压器风冷散热装置，如图2所示，包括：

机柜300、风机301、通风格栅302、变压器400；

所述通风格栅302设置于机柜门上，用于提供空气进出机柜300的通道；所述变压器400放置于机柜300内，变压器400具有绕组；风机301设置于机柜300上，用于使空气在通风格栅302、变压器400以及风机301之间流动；上述装置还包括：

第一隔板501、第二隔板502以及第三隔板503；上述第一隔板501设置于变压器400上部，上述第一隔板一侧与机柜300内壁紧密贴合；

上述第二隔板502位于变压器400绕组中部，一侧与机柜300内壁紧密贴合；

上述第三隔板503位于变压器400绕组下部，一部分通过格栅302进入机柜300的空气在未与变压器400接触前进入第三隔板503与第二隔板502之间。

以上实施例，通过设置三层隔板，利用隔板将进入风冷散热装置的冷空气分别引入至隔板间的风道，改善各层隔板间温度级联，可以有效提升散热效率，并且变压器底部不用增加风机。从而在不增加变压器底部风机的前提下提高了散热效率。

优选地，风机301设置于机柜300顶部，通风格栅302设置于机柜300的前后门上。

更具体地，上述变压器400具有位于内层的高压绕组以及位于外层的低压绕组，低压绕组分为上中下三层，那么第一隔板501、第二隔板502以及第三隔板503；上述第一隔板501设置于变压器400上层低压绕组上部，一侧与机柜300内壁紧密贴合；上述第二隔板502位于变压器400上层低压绕组和中层低压绕组之间，并且与机柜300内壁紧密贴合；上述第三隔板503位于变压器400中层低压绕组和下层低压绕组之间。

优选地，所述第一隔板501、第二隔板502和第三隔板503中间设置有开孔，开孔直径比变压器400低压绕组外径大10～30mm。需要说明的是，变压器种类很多，并不仅限于圆柱体，还可以是例如：菱柱体、球体等任意形状，本发明实施例对此不予限定。

上述实施例中上述第三隔板503位于变压器400中层低压绕组和下层低压绕组之间，一部分通过格栅302进入机柜300的空气在未与变压器400接触前进入第三隔板503与第二隔板502之间；实现方式种类很多，以下给出其中的三个举例，并且在后续实施例中将以干式整流变压器的散热为例进行举例说明，在后续举例说明中还将给出空气流动方向说明。

举例一，如图3所示：

可选地上述一部分通过格栅302进入机柜300的空气在未与变压器400接触前进入第三隔板503与第二隔板502之间包括：

机柜400的通风格栅302的上边沿位于第二隔板502和第三隔板503之间；

那么一部分通过格栅302进入机柜300的空气在未与变压器400接触前进入第三隔板503与第二隔板502之间包括：从第三隔板503与格栅302顶部之间进入的空气到达第三隔板503与第二隔板502之间。

可选地，上述通风格栅302的上边沿位于第三隔板下方，之外还可以：上述第三隔板503一侧与机柜400内壁间具有间隙。

举例二，如图4所示：

可选地，上述上述一部分通过格栅302进入机柜300的空气在未与变压器400接触前进入第三隔板503与第二隔板502之间包括：

上述第三隔板503一侧与机柜400内壁间具有间隙；

那么一部分通过格栅302进入机柜300的空气在未与变压器400接触前进入第三隔板503与第二隔板502之间包括：一部分进入格栅302的空气通过上述间隙进入第三隔板503与第二隔板502之间。

举例三，如图5所示：

可选地，上述上述一部分通过格栅302进入机柜300的空气在未与变压器400接触前进入第三隔板503与第二隔板502之间包括：

所述第三隔板503上设置有开孔，且第三隔板503一侧与机柜400内壁紧密贴合。

那么一部分通过格栅302进入机柜300的空气在未与变压器400接触前进入第三隔板503与第二隔板502之间包括：一部分进入格栅302的空气通过上述开孔进入第三隔板503与第二隔板502之间。

优选地，所述通风格栅302的上边沿位于第三隔板503下方。需要说明的是，如果通风格栅302的上边沿位于第三隔板503与第二隔板502之间也并不影响本发明实施例的实现。

可选地，上述变压器400为圆柱体包括：上述变压器400为圆柱体的干式整流变压器。圆柱体的变压器还可以有很多，干式整流变压器作为对圆柱体变压器的举例不应理解为对本发明实施例的限定。

需要说明的是隔板的个数还可以进一步增加，进一步地，在上述第一隔板501与格栅302底部之间还设置有一个或一个以上的隔板，并且各隔板中部设置有开孔且且开孔直径比变压器400低压绕组外径大。

进一步地，除第一隔板501外的其他隔板上均设置有开孔，并且隔板越高开孔的截面越小。

以下实施例将以干式整流变压器的风冷散热为例进行举例说明：

如图2上述，干式整流变压器包含的变压器400为立式变压器，立式变压器的绕组分为上中下三层，立式变压器内有铁芯，低压绕组位于铁芯外侧；风机为离心风机；具有空腔的则为机柜。

对应举例一，如图3所示：

第一隔板501安装于上层绕组上部，外边缘延伸至机柜内壁与机柜内壁紧密连接没有空隙，第一隔板501中间对应绕组处设有开孔，开孔直径大于低压绕组的外径。

第二隔板502安装于上层绕组与中层绕组之间，其外边缘延伸至机柜内壁与机柜紧密连接没有空隙，第二隔板502中间对应绕组处设有开孔，开孔直径大于低压绕组的外径。

第三隔板503安装于中层绕组与下层绕组之间，其外边缘延伸至机柜内壁与机柜紧密连接没有空隙，第三隔板503中间对应绕组处设有开孔，开孔直径大于低压绕组绕组外径。

机柜通风格栅302上边缘位于第二隔板502和第三隔板503之间，下边缘位于第三隔板503的下方。

本实施例中，第一隔板501与第二隔板502构成上层低压绕组风道，第二隔板502与第三隔板503构成中层低压绕组风道，第三隔板503下部为下层低压绕组风道。从第二隔板502与第三隔板503间的通风格栅302进入的冷空气可流入上层低压绕组风道，改善上层低压绕组散热；从第三隔板503下部机柜通风格栅302进入的部分冷空气可流入中层低压绕组风道，改善中层低压绕组散热。从而在不增加风机的前提下提高了散热效率。

对应举例二，如图4所示：

第一隔板501安装于上层绕组上部，外边缘延伸至机柜内壁与机柜内壁紧密连接没有空隙，第一隔板501中间对应绕组处设有开孔，开孔直径大于低压绕组的外径。

第二隔板502安装于上层绕组与中层绕组之间，其外边缘延伸至机柜内壁与机柜紧密连接没有空隙，第二隔板502中间对应绕组处设有开孔，开孔直径大于低压绕组的外径。

第三隔板503安装于中层绕组与下层绕组之间，其外边缘与机柜内壁有一定间隙，这个间隙能让进入机柜的部分冷空气能直接进入上层绕组，间隙越大进入上层绕组的冷空气越多。第三隔板503中间对应绕组处设有开孔，开孔直径大于低压绕组绕组外径。

机柜通风格栅302上边缘位于第三隔板503下方。

与前一实施例的区别在于入风口的实现方式，具体为：前一实施例中通风格栅302的冷空气直接入中下两层绕组所在的风道；本实施例中通风格栅302的冷空气先进入下层绕组所在的风道，然后部分冷空气经第三隔板503与机柜内壁之间的间隙进入中层绕组所在风道。

本实施例中，第一隔板501与第二隔板502构成上层低压绕组风道，第二隔板502与第三隔板503构成中层低压绕组风道，第三隔板503下部为下层低压绕组风道。从第二隔板502与机柜之间的间隙进入的冷空气可流入上层低压绕组风道，改善上层低压绕组散热，从第三隔板503下部机柜通风格栅302进入的部分冷空气可流入中层低压绕组风道，改善中层低压绕组散热。从而在不增加风机的前提下提高了散热效率。

对应举例三，如图5所示：

第一隔板501安装于上层绕组上部，外边缘延伸至机柜内壁与机柜内壁紧密连接没有空隙，第一隔板501中间对应绕组处设有开孔，开孔直径大于低压绕组的外径。

第二隔板502安装于上层绕组与中层绕组之间，其外边缘延伸至机柜内壁与机柜紧密连接没有空隙，第二隔板502中间对应绕组处设有开孔，开孔直径大于低压绕组的外径。

第三隔板503安装于中层绕组与下层绕组之间，其外边缘延伸至机柜内壁与机柜紧密连接没有空隙，第三隔板503中间对应绕组处设有开孔，开孔直径大于低压绕组绕组外径。第三隔板503上位于立式变压器绕组与机柜内壁之间的部分的中间位置设有开孔。

机柜通风格栅302上边缘位于第三隔板503下方。

本实施例中，第一隔板501与第二隔板502构成上层低压绕组风道，第二隔板502与第三隔板503构成中层低压绕组风道，第三隔板503下部为下层低压绕组风道。从第三隔板503中间开孔进入的冷空气可流入上层低压绕组风道，改善上层低压绕组散热，从第三隔板503下部机柜通风格栅302进入的部分冷空气可流入中层低压绕组风道，改善中层低压绕组散热。从而在不增加风机的前提下提高了散热效率。

以上仅为本发明较佳的具体实施方式，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实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种变压器风冷散热装置，包括：机柜、风机、通风格栅以及变压器；

所述通风格栅设置于机柜门上，用于提供空气进出机柜的通道；所述变压器放置于机柜内，变压器具有绕组；风机设置于机柜上，用于使空气在通风格栅、变压器以及风机之间流动；其特征在于，所述装置还包括：

第一隔板、第二隔板以及第三隔板；所述第一隔板设置于变压器绕组上部，所述第一隔板一侧与机柜内壁紧密贴合；

所述第二隔板设置于变压器绕组中部，所述第二隔板一侧与机柜内壁紧密贴合；

所述第三隔板设置于变压器绕组下部；一部分通过格栅进入机柜的空气在未与变压器接触前进入第三隔板与第二隔板之间。

2.根据权利要求1所述变压器风冷散热装置，其特征在于，所述第一隔板、第二隔板和第三隔板中间设置有开孔，开孔直径比变压器低压绕组外径大10～30mm。

3.根据权利要求1所述变压器风冷散热装置，其特征在于，机柜的通风格栅的上边沿位于第二隔板和第三隔板之间。

4.根据权利要求1所述变压器风冷散热装置，其特征在于，

所述通风格栅的上边沿位于第三隔板下方，且所述第三隔板一侧与机柜内壁间具有间隙。

5.根据权利要求1所述变压器风冷散热装置，其特征在于，所述第三隔板上设置有开孔，且第三隔板一侧与机柜内壁紧密贴合。

6.根据权利要求5所述变压器风冷散热装置，其特征在于，所述通风格栅的上边沿位于第三隔板下方。

7.根据权利要求5或6所述变压器风冷散热装置，其特征在于，还包括：在所述第一隔板与格栅底部之间还设置有一个或一个以上的隔板，并且各隔板中部设置有开孔且开孔直径比变压器低压绕组外径大。

8.根据权利要求7所述变压器风冷散热装置，其特征在于，除第一隔板外的其他隔板上均设置有开孔，并且隔板越高开孔的截面越小。

9.根据权利要求4所述风冷散热装置，其特征在于，在所述第三隔板与格栅底部之间还设置有一个或一个以上的隔板。

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