CN103680826A

CN103680826A - 变压器用新型节能片式散热器

Info

Publication number: CN103680826A
Application number: CN201310544257.9A
Authority: CN
Inventors: 朱良骏; 史正生
Original assignee: Jiangsu Tengqi Electrical Equipment Tech Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Tengqi Electrical Equipment Tech Co Ltd
Priority date: 2013-11-07
Filing date: 2013-11-07
Publication date: 2014-03-26

Abstract

本发明公开了一种变压器用新型节能片式散热器，散热器表面布设有多个散热片外表油道，从散热片外表油道的表面两侧至中间变截面式形成一涡流发生器，所述涡流发生器的部分直径从两侧至中间由大至小设置，所述散热片外表油道的宽度范围为10mm~100mm。通过上述方式，本发明在散热片油道的宽度上作出了10mm~100mm的不同形状改变，使油分配量发生变化，易于散热，从两侧至中间变截面分布，直径由大至小，使得传热效果大大提高，整个散热器散热能力在自冷状态下提高了10%~30%，减少了大容量油浸电力变压器选用片式散热器组数，减少了变压器油，降低了变压器制造成本，减少了散热器占用变压器周围横向空间。

Description

变压器用新型节能片式散热器

技术领域

本发明涉及散热器领域，特别是涉及一种变压器用新型节能片式散热器。

背景技术

片式散热器是目前油浸式电力变压器、电抗器用的主流散热器，特别是在噪声控制要求高，以自冷（ONAN）为主的产品上应用广泛。但对于大容量的变压器选用片式散热器时，由于受其传热系数影响，数量较多的片式散热器，占用了变压器周围较大的横向空间，增加了变压器的制造成本。如大型油浸式电力变压器240MVA/220KV选用PC2800（2400）-26（2）/520（40组），通过汇流管均布变压器高压侧和低压侧两端，使片式散热器横向体积较大，故如何提高散热器自冷的效果，为大型电力变压器冷却装置选用提供更大空间，并降低成本，已成为高压或超高压大型油浸式电力变压器、电抗器发展急需解决的问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种变压器用新型节能片式散热器，能够在自然通风条件下提高散热能力，减少了变压器油，降低了变压器制造成本，减少了散热器占用变压器周围横向空间。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种变压器用新型节能片式散热器，散热器表面布设有多个散热片外表油道，在散热片外表油道的表面上从两侧至中间变截面式形成一涡流发生器，所述涡流发生器的部分直接从两侧至中间由大至小设置。

在本发明一个较佳实施例中，所述散热片外表油道的宽度范围为10mm~100mm。

在本发明一个较佳实施例中，所述涡轮发生器两侧为两个凸起结构，两个凸起结构之间形成一凹形迎风口。

在本发明一个较佳实施例中，各凸起间隔30mm~200mm排布在散热片外表油道的表面。

在本发明一个较佳实施例中，所述凸起规则或不规则的排布在散热片外表油道的表面。

在本发明一个较佳实施例中，所述散热片外表油道的的深度范围为8mm-15mm。

在本发明一个较佳实施例中，所述散热器两端均以中心线为起点向两侧边呈0~15°的角度倾斜。

在本发明一个较佳实施例中，所述散热器的两端设有用于连接进、回油管的月牙孔。

在本发明一个较佳实施例中，各所述散热片外表油道之间通过非油道间隔开。

本发明的有益效果是：本发明变压器用新型节能片式散热器在散热片油道的宽度上作出了10mm~100mm的不同形状改变，使油分配量发生变化，易于散热，从两侧至中间变截面分布，直径由大至小，使得传热效果大大提高，整个散热器散热能力在自冷状态下提高了10%~30%，减少了大容量油浸电力变压器选用片式散热器组数，或减少了单组片式散热器的片数，减少了变压器油，降低了变压器制造成本，减少了散热器占用变压器周围横向空间。

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单地介绍，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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明变压器用新型节能片式散热器一较佳实施例的结构示意图；

图2是图1所示的变压器用新型节能片式散热器的截面示意图；

附图中各部件的标记如下：1、散热片外表油道，2、非油道，3、凸起，4、月牙孔。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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。

本发明属于变压器的重要组件，其目的在于提供一种为110KV、220KV、330KV、及500KV大型油浸式电力变压器、电抗器配套用新型节能片式散热器。它对片式散热器油侧和气侧结构进行改进，实施强化传热。它可使片式散热器在自然通风（ONAN）条件下提高散热能力10-30%。

热量传递有三种基本方式：导热、对流和热辐射。片式散热器是以对流换热为主，热辐射次之的热交换器，空气和变压器油实施热交换。强化传热就是指当高温流体和低温流体在某一传热面两侧流动时，使单位时间内两流体间交换的散热量Q值增大。

片式散热器中油的散热过程分为三个环节：油与片散内腔的对流换热，片散内壁与外侧的导热，片散外侧与环境空气间的综合传热。其中导热环节热阻R很小，可以忽略。因此片式散热器强化传热只有两个途径，即强化油与片壁内侧的对流换热和强化片壁外侧与环境空气间的综合传热。变压器油是高粘性流体，其流动阻力小，在变压器中流动属于层流状态。

根据传热学原理：

式中： Q为散热量（ W ）；

K为散热器的总传热系数（ W / m2、℃ ）；

F为散热器自冷式有效散热面积（ m2 ）；

△t为平均油温与环境空气温度之差（ ℃ ）；

α₁ 为油与散热器内壁对流换热系数（ W / m2、℃ ）；

α₂为散热器外壁与环境空气综合换热系数（ W / m2、℃ ）。

要增大传热系数K，可以提高集油管两侧的换热系数，尤其要提高集油管两侧中换热较差一侧的换热系数，以取得较好的强化传热效果。经多次试验研究，采取改变片形或优化设计结构，变压器用油浸自冷片式散热器油侧换热效果不明显，变压器温度场变化不大。

因此，本发明根据传热学和流体力学原理，提出在散热器气侧上进行了结构改进。

请参阅图1，本发明实施例包括：

实施例1：

一种变压器用新型节能片式散热器，散热器表面布设有多个散热片外表油道1，各所述散热片外表油道1之间通过非油道2间隔开。

所述散热片外表油道1的宽度为10mm，在散热片外表油道1的表面上从两侧至中间变截面式形成一涡流发生器，所述涡流发生器的部分直接从两侧至中间由大至小设置，在散热片外表油道1的宽度上做了不同形状改变，使油分配量发生变化，易于散热。

所述涡轮发生器两侧为凸起3结构，两个凸起3结构之间形成一凹形迎风口。凸起3结构是通过专用的设备在散热片外表油道1上压出来的，两个凸起3与迎风口形成一定角度，把层流变为湍流，气侧传热效果大大提高，整个散热器散热能力在自冷状态下提高了10%~30%。

各凸起3间隔30mm规则或不规则的排布在散热片外表油道1的表面。所述散热片外表油道1的的深度为8mm。当空气从下往上流过散热片时，空气被散热片外凸起3部分阻挡，形成绕流，破坏了气侧热边界层，热阻变小，传热系数K值增大，提高了气侧的换热能力，达到了增强传热效果。

所述散热器两端均以中心线为起点向两侧边呈零角度倾斜。

所述散热器的两端设有用于连接进、回油管的月牙孔4。本发明在散热片月牙孔4大小和下方非油道2的端头的长度从30mm-100mm上也作出了不同程度的改观。

实施例2：将所述散热片外表油道1的宽度改为50mm，各凸起3间隔距离改为115mm，所述散热片外表油道1的的深度改为12mm，散热器两端均以中心线为起点向两侧边呈8°的倾斜。其余均与实施例1描述相同。

实施例3：将所述散热片外表油道1的宽度改为100mm，各凸起3间隔距离改为300mm，所述散热片外表油道1的的深度改为15mm，散热器两端均以中心线为起点向两侧边呈15°角倾斜。其余均与实施例1描述相同。

将改进后的本发明与未改进的现有技术进行参数比较，具体如下：

1、变压器规格：SZ11-240000/220

2、选用片式散热器型号及冷却方式：PC2800(2400)-26(2)/520 (ONAN)

3、参数比较，如表1所示：

表1：

本参数比较按提高片式散热器自冷情况下15%分析，比较结果说明，由于强化传热效果，使K值提高，改进后片散经济技术指标明显提高，获得较大社会效益。

本发明变压器用新型节能片式散热器在散热片油道的宽度上作出了10mm~100mm的不同形状改变，使油分配量发生变化，易于散热，从两侧至中间变截面分布，直径由大至小，使得传热效果大大提高，整个散热器散热能力在自冷状态下提高了10%~30%，减少了大容量油浸电力变压器选用片式散热器组数，或减少了单组片式散热器的片数，减少了变压器油，降低了变压器制造成本，减少了散热器占用变压器周围横向空间。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种变压器用新型节能片式散热器，其特征在于，散热器表面布设有多个散热片外表油道，在散热片外表油道的表面上从两侧至中间变截面式形成一涡流发生器，所述涡流发生器的部分直径从两侧至中间由大至小设置。

2.根据权利要求1所述的变压器用新型节能片式散热器，其特征在于，所述散热片外表油道的宽度范围为10mm~100mm。

3.根据权利要求1所述的变压器用新型节能片式散热器，其特征在于，所述涡轮发生器两侧为凸起结构，两个凸起结构之间形成一凹形迎风口。

4.根据权利要求3所述的变压器用新型节能片式散热器，其特征在于，各凸起间隔30mm~200mm排布在散热片外表油道的表面。

5.根据权利要求4所述的变压器用新型节能片式散热器，其特征在于，所述凸起规则或不规则的排布在散热片外表油道的表面。

6.根据权利要求1所述的变压器用新型节能片式散热器，其特征在于，所述散热片外表油道的的深度范围为8mm-15mm。

7.根据权利要求1所述的变压器用新型节能片式散热器，其特征在于，所述散热器两端均以中心线为起点向两侧边呈0~15°的角度倾斜。

8.根据权利要求1所述的变压器用新型节能片式散热器，其特征在于，所述散热器的两端设有用于连接进、回油管的月牙孔。

9.根据权利要求1所述的变压器用新型节能片式散热器，其特征在于，各所述散热片外表油道之间通过非油道间隔开。