CN105161253B - 风冷型干式空心电抗器结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风冷型干式空心电抗器结构，包括设有散热通道的电抗器、与所述散热通道连通的通风管道、及与所述通风管道连通的供风装置，所述通风管道包括依次连通的水平段管道，圆弧段管道以及竖直段管道，所述竖直段管道远离所述圆弧段管道的端部形成第一气流通道及第二气流通道，所述第一气流通道和所述第二气流通道均与所述散热通道连通。通过所述第一气流通道和所述第二气流通道与所述电抗器连接，即实现与所述散热通道对接连通，同时通过对所述防护件和所述通风管道的结构的优化设计，实现进入所述散热通道内的风达到均匀的效果，从而提高整个所述散热通道的散热效率和散热均匀性，保护电抗器的安全以及延长其使用寿命。

Description

风冷型干式空心电抗器结构

技术领域

本发明涉及电抗器技术领域，尤其是设计一种风冷型干式空心电抗器结构。

背景技术

干式多包封空心电抗器由多个环氧玻璃纤维包覆的同轴筒式线圈并联而成，各包封线圈间由环氧引拔条隔离出竖直气道，电抗器内部包封线圈通流产生的绝大部分热量以及最内/最外包封线圈的部分热量经由环形散热气道以热对流的方式传至外部大气空间。采用风机对筒式多包封空心电抗器进行强制风冷，若各包封间气道风速不均匀，易导致部分包封局部点过热，从而超过温升限值，这将直接影响到电抗器在系统的安全运行。同时空心电抗器易受到环境因素的影响，特别是雨水的影响，当雨水淋到电抗器包封表面时，将显著的降低电抗器耐压水平，另外雨水由电抗器端面渗透到导线易导致匝间短路，将危及电抗器的正常运行。目前，专利201220373229.6公开了一种空心分裂电抗器，在电抗器的下端设有风机，其出风口罩位于电抗器线圈下端，然而该设计未考虑在强制风冷条件下，电抗器各包封间气道风速不均匀，易导致电抗器部分包封散热效果不佳，风机效率偏低。另外，专利201320643492.7公开了干式空心电抗器用防雨格栅，专利201320825965.5公开了一种干式电抗器防雨罩，通过在电抗器端部加装遮雨棚，该方法在一定程度上降低了雨水对电抗器的影响，然而该设计未考虑遮雨棚对电抗器各包封散热能力的影响，易导致电抗器气道风速不均，部分包封散热不佳，影响电抗器安全运行。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种风冷型干式空心电抗器结构，使电抗器的包封气道风速均匀，提高包封的散热效果，且其结构简单，制造成本低。

本发明的目的是这样实现的：

一种风冷型干式空心电抗器结构，包括设有散热通道的电抗器、与所述散热通道连通的通风管道、及与所述通风管道连通的供风装置，所述通风管道包括依次连通的水平段管道，圆弧段管道以及竖直段管道，所述竖直段管道远离所述圆弧段管道的端部形成第一气流通道及第二气流通道，所述第一气流通道和所述第二气流通道均与所述散热通道连通。

下面对进一步的技术方案进行说明：

进一步地，所述第一气流通道为第一分支管道，所述第二气流通道为第二分支管道，所述第一分支管道的中心线与所述第二分支管道的中心线之间的夹角的范围为35～45度。

进一步地，所述竖直段管道内设置有分流板，所述分流板与所述电抗器连接，所述分流板将所述竖直段管道分隔为所述第一气流通道和所述第二气流通道。

进一步地，所述圆弧段管道包括第一圆弧半径R1和第二圆弧半径R2，所述第一圆弧半径R1和所述第二圆弧半径R2的计算公式分别如下：

D₁：电抗器线圈内径；

D₂：电抗器线圈外径。

进一步地，所述水平段管道的直径设为D₃。且满足：D₃≈R₂-R₁。

进一步地，所述竖直段管道包括直筒型管段，所述直筒型管段的长度设为L1，且满足：L1≥0.5(D₂-D₁)。

进一步地，还包括固定于所述电抗器并位于其上方的防护件，所述防护件包括由上至下设置的第一弧面件、第二弧面件和支架，所述第一弧面件、所述第二弧面件均通过所述支架固定于所述电抗器，且所述第一弧面件、所述第二弧面件的形状相似。

进一步地，所述防护件的直径设为D，且满足：1.2D₂≤D≤1.4D₂。

进一步地，所述第二弧面件开设有中心孔，所述中心孔的直径满足：D₄≈0.5(D₂+D₁)。

进一步地，所述电抗器远离所述通风管道的端面与所述第二弧面件之间的距离L2满足：0.1≤L2≤0.2。

本发明的有益效果在于：

上述风冷型干式空心电抗器结构包括相互连通的所述通风管道和所述供风装置，由所述供风装置提供持续不断的散热风源，通过所述第一分支管路和所述第二分支管路与所述电抗器连接，即实现与所述散热通道对接连通，同时通过对所述防护件和所述通风管道的结构的优化设计，实现进入所述散热通道内的风达到均匀的效果，从而提高整个所述散热通道的散热效率和散热均匀性，保护电抗器的安全以及延长其使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例所述的风冷型干式空心电抗器结构的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的通风管道的布置示意图；

图3为本发明实施例所述的电抗器的俯视图。

附图标记说明：

100、电抗器，120、散热通道，140、外包封，160、内包封，180、汇流排，190、撑条，200、防护件，220第一弧面件，240、第二弧面件，242、中心孔，260、支架，300、通风管道，320、水平段管道，340、圆弧段管道，360、竖直段管道，362、第一气流通道，364、第二气流通道，366、直筒型管段，400、供风装置。

具体实施方式

下面对本发明的实施例进行详细说明：

如图1所示，一种风冷型干式空心电抗器结构，包括设有散热通道120的电抗器100、与所述散热通道120连通的通风管道300、及与所述通风管道300连通的供风装置400，所述通风管道300包括依次连通的水平段管道320，圆弧段管道340以及竖直段管道360，所述竖直段管道360远离所述圆弧段管道340的端部形成第一气流通道362及第二气流通道364，所述第一气流通道362和所述第二气流通道364均与所述散热通道120连通。

上述风冷型干式空心电抗器结构包括相互连通的所述通风管道300和所述供风装置400，由所述供风装置400提供持续不断的散热风源，通过所述第一气流通道362和所述第二气流通道364与所述电抗器100连接，即实现与所述散热通道120对接连通，同时通过对所述防护件200和所述通风管道300的结构的优化设计，实现进入所述散热通道120内的风达到均匀的效果，从而提高整个所述散热通道120的散热效率和散热均匀性，保护电抗器的安全以及延长其使用寿命。其中，所述竖直段管道360远离所述圆弧段管道340的端部形成第一气流通道362及第二气流通道364，可以将所述通风管道300传输来的风均匀分配到所述散热通道120的各个部分，再配合所述防护件200优化的风导效果，可以达到良好的散热效果，在本优选的实施例中，所述第一气流通道362及所述第二气流通道364为在所述通风管道300的本体上通过工艺手段直接制造出来，为一体式结构，当然在其他实施方式中，也可以将独立的所述第一气流通道362及所述第二气流通道364安装到所述通风管道300上，请参照图1，所述竖直段管道360内设置有分流板500，所述分流板500与所述电抗器100连接，所述分流板500将所述竖直段管道360分隔为所述第一气流通道362和所述第二气流通道364，该结构可以降低所述通风管道的制造难度，上述实施方式也在本发明的保护范围内。另外，上述“第一、第二”并不是对数量和顺序的限制，仅用于区分的作用。

如图3所示，本发明对象为风冷型干式空心电抗器结构，其具体结构为：所述电抗器100包括外包封140，内包封160，多个撑条190以及两个汇流排180，所述内包封160与所述外包封140同轴设置并通过所述撑条190连接，且所述内包封160与所述外包封140之间形成所述散热通道120，两个所述汇流排180分别固定于所述内包封160和所述外包封140上。其中，所述外包封140和所述内包封160同轴设置，并通过所述撑条190环向固定，所述外包封140和所述内包封160之间形成的圆筒形空间即为所述的散热通道120，当冷却风送入所述散热通道120内时，会与包封表面进行热交换，吸收产生的热量后并排出，从而达到散热降温的效果、另外，所述汇流排180分别于所述内包封160和外包封140连接，用于收集产生的感应电流并及时排出。上述的两层包封结构仅为一种优选的实施方式，并不是对本发明的限制，在其他实施例中，也可以采用多层包封的电抗器结构，也在本发明的保护范围内。

请参照图1，图2，所述第一气流通道362为第一分支管道，所述第二气流通道364为第二分支管道，所述第一分支管道的中心线与所述第二分支管道的中心线之间的夹角的范围为35～45度。将所述第一气流通道362和所述第二气流通道364设计呈锐角布置，且角度范围优选为35～45度，可以满足不同规格电抗器的尺寸安装需要，同时，也可以节省制造管道的用料、降低制造难度，提高整体结构的稳固性。

上述风冷型干式空心电抗器结构还包括固定于所述电抗器100并位于其上方的防护件200，所述防护件200包括由上至下设置的第一弧面件220、第二弧面件240和支架260，所述第一弧面件220、所述第二弧面件240均通过所述支架260固定于所述电抗器100，且所述第一弧面件220、所述第二弧面件240的面积相同。在所述电抗器100上方安装所述防护件200，可以对所述电抗器100起到保护作用，在本优选的实施例中，巧妙的将所述防护件200设计成包括所述第一弧面件220、所述第二弧面件240两层防护结构，可以充分起到防止太阳照射、雨水淋湿等造成的损害，从而保证电抗器的耐压水平，防止雨水淋湿导线导致匝间短路，确保电抗器运行正常。其中，所述第一弧面件220及所述第二弧面件240为带有厚度的板件，直接架设固定在所述支架260上，也可以是采用帆布等柔性材质做成的雨棚，具有强度高，结实耐用且质量轻的优点，能够实现上述防护效果的各种变换实施例都在本发明的保护范围内。

为了配合所述通风管道实现良好的均匀送风效果，所述第二弧面件240开设有中心孔242，所述中心孔242的直径满足：D₄≈0.5(D₂+D₁)。通过模拟软件的仿真分析和优化计算，在所述第二弧面件240上开设所述中心孔242，并使其尺寸满足D₄≈0.5(D₂+D₁)，可以保证从所述散热通道排出的风有回流效果，实现所述散热通道内更好的气流分配作用，同时，由所述中心孔242通过并沿所述第一弧面件220下方两侧排出，能够实现更好的气体排出效果，同时排出的气体会产生气体屏障，可以防止雨水、风沙等从斜方向进入所述电抗器100，以保证其安全性。

所述防护件200的直径设为D，且满足：1.2D₂≤D≤1.4D₂。以保证所述防护件200的尺寸可以适应各种电抗器的尺寸，以实现完全遮盖的效果，从而提高所述防护件200的保护效能。

如图2所示，所述圆弧段管道包括第一圆弧半径R₁和第二圆弧半径R₂，所述第一圆弧半径R₁和所述第二圆弧半径R₂的计算公式分别如下：

D₁：电抗器线圈内径；

D₂：电抗器线圈外径。

所述第一圆弧半径R₁和第二圆弧半径R₂按上述公式计算，可以实现满足整体结构尺寸要求的同时，对由所述供风装置400排出的气流起到缓冲作用。

所述水平段管道的直径设为D₃，且满足：D₃≈R₂-R₁。所述水平段管道的直径D₃满足：D₃≈R₂-R₁，可以在保证充足供风量的前提下最大程度地降低所述水平段管段的尺寸，以节约用料，降低成本。

所述竖直段管道包括直筒型管段，所述直筒型管段的长度设为L1，且满足：L1≥0.5(D₂-D₁)。其中，在本优选的实施方式中，所述竖直段管道包括直筒型管段以及设置于所述直筒型管段上的所述第一气流通道362与所述第二气流通道364，设置所述直筒型管段并保证其长度L1满足：L1≥0.5(D₂-D₁)的范围，可以保证所述直筒型管段具有足够长度用于设置所述第一气流通道362与所述第二气流通道364，避免直接设置在所述圆弧段管道340上，减小了制造难度。当然，上述实施方式并不是对发明的限制，也可以采用将所述第一气流通道362与所述第二气流通道364直接设置在所述圆弧段管道340上，也在本发明的保护范围内。

所述电抗器100远离所述通风管道300的端面与所述第二弧面件240之间的距离L2满足：0.1≤L2≤0.2。将所述所述电抗器100与所述第二弧面件240之间的距离L2设计成满足：0.1≤L2≤0.2的范围内，不仅可以保证间距足够小，从而避免倾斜下落的雨水落入所述电抗器100内，造成损害，同时，又可以考虑到所述汇流排高度的影响，避免间距过小，造成所述第二弧面件240与所述电抗器100接触，对正常工作造成影响。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种风冷型干式空心电抗器结构，其特征在于，包括设有散热通道的电抗器、与所述散热通道连通的通风管道、及与所述通风管道连通的供风装置，所述通风管道包括依次连通的水平段管道，圆弧段管道以及竖直段管道，所述竖直段管道远离所述圆弧段管道的端部形成第一气流通道及第二气流通道，所述第一气流通道和所述第二气流通道均与所述散热通道连通；所述竖直段管道内设置有分流板，所述分流板与所述电抗器连接，所述分流板将所述竖直段管道分隔为所述第一气流通道和所述第二气流通道；所述电抗器包括外包封、内包封和多个撑条，所述内包封与所述外包封同轴设置并通过所述撑条连接，且所述内包封与所述外包封之间形成所述散热通道。

2.根据权利要求1所述的风冷型干式空心电抗器结构，其特征在于，所述第一气流通道为第一分支管道，所述第二气流通道为第二分支管道，所述第一分支管道的中心线与所述第二分支管道的中心线之间的夹角的范围为35～45度。

3.根据权利要求1所述的风冷型干式空心电抗器结构，其特征在于，所述圆弧段管道包括第一圆弧半径R1和第二圆弧半径R2，所述第一圆弧半径R1和所述第二圆弧半径R2的计算公式分别如下：

<mrow> <msub> <mi>R</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>&amp;ap;</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>D</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>D</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> <mn>2</mn> </mfrac> <mo>;</mo> <msub> <mi>R</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>&amp;ap;</mo> <mfrac> <mrow> <mn>3</mn> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>D</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>D</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mn>2</mn> </mfrac> </mrow>

D₁：电抗器线圈内径；

D₂：电抗器线圈外径。

4.根据权利要求3所述的风冷型干式空心电抗器结构，其特征在于，所述水平段管道的直径设为D3，且满足：D₃≈R₂-R₁。

5.根据权利要求4所述的风冷型干式空心电抗器结构，其特征在于，所述竖直段管道包括直筒型管段，所述直筒型管段的长度设为L1，且满足：L1≥0.5(D₂-D₁)。

6.根据权利要求1所述的风冷型干式空心电抗器结构，其特征在于，还包括固定于所述电抗器并位于其上方的防护件，所述防护件包括由上至下设置的第一弧面件、第二弧面件和支架，所述第一弧面件、所述第二弧面件均通过所述支架固定于所述电抗器，且所述第一弧面件、所述第二弧面件的形状相似。

7.根据权利要求6所述的风冷型干式空心电抗器结构，其特征在于，所述防护件的直径设为D，且满足：1.2D₂≤D≤1.4D₂。

8.根据权利要求7所述的风冷型干式空心电抗器结构，其特征在于，所述第二弧面件开设有中心孔，所述中心孔的直径满足：D₄≈0.5(D₂+D₁)。