CN105513763B - 变压器冷却线圈结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了变压器冷却线圈结构，冷却线圈结构还包括导电冷却循环结构，导电冷却循环结构包括连接管、导线段、综合管、外冷却管、四通阀和制冷设备，外冷却管在低压线圈外侧围匝，外冷却管的内侧管壁上开设有外管卡槽，外管卡槽卡在低压线圈上，将低压线圈与外冷却管相固定，连接管、导线段、综合管、外冷却管分别接入四通阀中实现相互连接，导线段一端与低压接头连接，另一端在四通阀中与综合管连接，连接管连接制冷设备，低压线圈为中空线圈，其内部设置有线圈中空腔，低压线圈、综合管和连接管共同组成一闭合管路，在制冷设备的作用下，该闭合管路中循环流动有冷却绝缘气体。本发明具有冷却效果好、具有双重散热功能、结构简单的优点。

Description

变压器冷却线圈结构
技术领域
本发明属于试验变压器技术领域，涉及干式变压器的冷却装置，具体为变压器冷却线圈结构。
背景技术
试验变压器，指为交流耐压试验 提供高电压的变压器。其特点是输出电压高、容量较小、变压器短路阻抗 很大、变比很大。
由于试验变压器需要在试验现场使用，就需要设计紧凑结构，在满足试验容量的前提下尽量减小体积，便于运输和现场安装。对于试验变压器这种在长时间工作时线圈发热量大，线圈容易烧毁，造成试验变压器损坏。
为了保证试验变压器在运行时产生的热量不影响变压器的正常工作，就需在变压器上增加冷却系统。水冷却方式是目前市场上变压器较为通用的冷却方式之一，即在变压器上配置水冷却装置，该种方式一般都是用通过铁芯上环绕的初级或者次级空心线管外的水循环实现，水冷却装置放在线圈的外部，这种局部冷却的方式只能冷却表面的温度，不能冷却内部的温度，冷却装置与线圈之间的热交换面积较小，无法实现良好的散热冷却效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述技术现状，而提供一种冷却效果好、具有双重散热功能、结构简单的变压器冷却线圈结构。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
变压器冷却线圈结构，包括试验变压器壳体，试验变压器壳体内填充绝缘气体，试验变压器壳体内设置有铁芯、高压线圈和低压线圈，高压线圈和低压线圈在铁芯上同轴设置，高压线圈位于低压线圈外部，其中：冷却线圈结构还包括导电冷却循环结构，导电冷却循环结构包括连接管、导线段、综合管、外冷却管、四通阀和制冷设备，外冷却管在低压线圈外侧围匝，外冷却管的内侧管壁上开设有外管卡槽，外管卡槽卡在低压线圈上，将低压线圈与外冷却管相固定，连接管、导线段、综合管、外冷却管分别接入四通阀中实现相互连接，导线段一端与低压接头连接，另一端在四通阀中与综合管连接，连接管连接制冷设备，低压线圈为中空线圈，其内部设置有线圈中空腔，低压线圈、综合管和连接管共同组成一闭合管路，在制冷设备的作用下，该闭合管路中循环流动有冷却绝缘气体，导线段和综合管均为导体，外冷却管和连接管均为绝缘体。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
上述的冷却绝缘气体为空气。
上述的试验变压器壳体内填充绝缘气体为六氟化硫。
上述的低压线圈采用扁铜线。
上述的高压线圈和低压线圈之间设置有绝缘层，当外冷却管相邻匝之间紧密贴合时，外冷却管替代绝缘层。
上述的试验变压器壳体内设置有支架，铁芯通过支架固定在试验变压器壳体中。
上述的四通阀位于试验变压器壳体中。
上述的综合管和导线段的材质为铜。
上述的外管卡槽的截面稍小于低压线圈横截面，当低压线圈嵌入外管卡槽中时，低压线圈与外冷却管过盈配合。
与现有技术相比，本发明采用了两种不同的散热手段对线圈内部进行降温，一种是直接在低压线圈中开设中空腔，冷却气体直接充入低压线圈中，对低压线圈从内部降温，另一种是将冷却管设置在低压线圈和高压线圈之间，对低压线圈从外部降温。解决了位于变压器内侧的低压线圈散热困难的问题。当外冷却管相邻匝之间紧密贴合时，外冷却管能直接作为高、低压线圈之间的绝缘层使用，简化了变压器结构，且不影响变压器的绝缘性能。由于低压线圈带电，不能将其引出连接空压机，因此，本发明设计了四通阀，各个管路在此连接，其中导线段和综合管是导电结构，其负责连接低压线圈的电路结构，连接管为绝缘结构，其用于连接外部的制冷设备，低压线圈、连接管和综合管形成一个完整的闭合管路，闭合管路中循环流动低温空气，对低压线圈进行降温。为了防止漏电，本发明在连接管设置有两处电流感应装置，一处电流感应装置的探针插在连接管中，另一处的探针插在外冷却管中，两处电流感应装置有一处测到电流，则发出报警，并在电流大过预定的阈值时断开导线段与低压接头的连接。
附图说明
图1是本发明试验变压器壳体的结构示意图；
图2是变压器线圈绕组的示意图；
图3是低压线圈和综合管连接的示意图；
图4是四通阀的结构示意图；
图5是低压线圈与外冷却管固定的示意图。
其中的附图标记为：试验变压器壳体1、铁芯2、高压线圈3、低压线圈4、线圈中空腔41、导电冷却循环结构5、连接管51、导线段52、综合管53、外冷却管54、外管卡槽54a、四通阀55、制冷设备56、绝缘层6、支架7。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
本发明的变压器冷却线圈结构，包括试验变压器壳体1，试验变压器壳体1内填充绝缘气体，试验变压器壳体1内设置有铁芯2、高压线圈3和低压线圈4，高压线圈3和低压线圈4在铁芯2上同轴设置，高压线圈3位于低压线圈4外部，其中：冷却线圈结构还包括导电冷却循环结构5，导电冷却循环结构5包括连接管51、导线段52、综合管53、外冷却管54、四通阀55和制冷设备56，外冷却管54在低压线圈4外侧围匝，外冷却管54的内侧管壁上开设有外管卡槽54a，外管卡槽54a卡在低压线圈4上，将低压线圈4与外冷却管54相固定，连接管51、导线段52、综合管53、外冷却管54分别接入四通阀55中实现相互连接，导线段52一端与低压接头连接，另一端在四通阀55中与综合管53连接，连接管51连接制冷设备56，低压线圈4为中空线圈，其内部设置有线圈中空腔41，低压线圈4、综合管53和连接管51共同组成一闭合管路，在制冷设备56的作用下，该闭合管路中循环流动有冷却绝缘气体，导线段52和综合管53均为导体，外冷却管54和连接管51均为绝缘体。
实施例中，冷却绝缘气体为空气。
实施例中，试验变压器壳体1内填充绝缘气体为六氟化硫。氟化硫具有良好的电气绝缘性能及优异的灭弧性能。其耐电强度为同一压力下氮气的2.5倍，击穿电压是空气的2.5倍，灭弧能力是空气的100倍，是一种优于空气和油之间的新一代超高压绝缘介质材料。
实施例中，低压线圈4采用扁铜线。
实施例中，高压线圈3和低压线圈4之间设置有绝缘层6，当外冷却管54相邻匝之间紧密贴合时，外冷却管54替代绝缘层6。
实施例中，试验变压器壳体1内设置有支架7，铁芯2通过支架固定在试验变压器壳体1中。
实施例中，四通阀55位于试验变压器壳体1中。
实施例中，综合管53和导线段52的材质为铜。
实施例中，外管卡槽54a的截面稍小于低压线圈4横截面，当低压线圈4嵌入外管卡槽54a中时，低压线圈4与外冷却管54过盈配合。
本发明直接在低压线圈4中开设中空腔，冷却气体直接充入低压线圈4中进行降温，安装试验变压器时将低压线圈4嵌入外冷却管54的外管卡槽54a中，使线圈与外冷却管54成为一体，然后一起在铁芯2上绕制低压绕组，绕好低压绕组后，再在低压绕组外铺设绝缘层6，然后在绝缘层6上以铁芯2为轴绕制高压绕组，变压器线圈绕组后，安装连接管51、导线段52和综合管53，然后将各个管路与四通阀55连接，保证各个管路连接紧密，尤其是导线段52和综合管53必须良好接触。安装好后，在试验变压器壳体1中充入绝缘气体，当试验变压器运作时，制冷设备56对循环冷却气降温，并使气体循环流动，气体流经外冷却管54或低压线圈4的线圈中空腔41，对低压绕组持续降温。
本发明在连接管设置有两处电流感应装置，一处电流感应装置的探针插在连接管51中，另一处的探针插在外冷却管54中，两处电流感应装置有一处测到电流，则发出报警，并在电流大过预定的阈值时断开导线段52与低压接头的连接。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.变压器冷却线圈结构，包括试验变压器壳体(1)，所述的试验变压器壳体(1)内填充绝缘气体，所述的试验变压器壳体(1)内设置有铁芯(2)、高压线圈(3)和低压线圈(4)，所述的高压线圈(3)和低压线圈(4)在铁芯(2)上同轴设置，所述的高压线圈(3)位于低压线圈(4)外部，其特征是：冷却线圈结构还包括导电冷却循环结构(5)，所述的导电冷却循环结构(5)包括连接管(51)、导线段(52)、综合管(53)、外冷却管(54)、四通阀(55)和制冷设备(56)，所述的外冷却管(54)在低压线圈(4)外侧围匝，所述的外冷却管(54)的内侧管壁上开设有外管卡槽(54a)，所述的外管卡槽(54a)卡在低压线圈(4)上，将低压线圈(4)与外冷却管(54)相固定，所述的连接管(51)、导线段(52)、综合管(53)、外冷却管(54)分别接入四通阀(55)中实现相互连接，所述的导线段(52)一端与低压接头连接，另一端在四通阀(55)中与综合管(53)连接，所述的连接管(51)连接制冷设备(56)，所述的低压线圈(4)为中空线圈，其内部设置有线圈中空腔(41)，所述的低压线圈(4)、综合管(53)和连接管(51)共同组成一闭合管路，在制冷设备(56)的作用下，该闭合管路中循环流动有冷却绝缘气体，所述的导线段(52)和综合管(53)均为导体，所述的外冷却管(54)和连接管(51)均为绝缘体，所述的外管卡槽(54a)的截面稍小于低压线圈(4)横截面，当低压线圈(4)嵌入外管卡槽(54a)中时，低压线圈(4)与外冷却管(54)过盈配合。
2.根据权利要求1所述的变压器冷却线圈结构，其特征是：冷却绝缘气体为空气。
3.根据权利要求2所述的变压器冷却线圈结构，其特征是：所述的试验变压器壳体(1)内填充绝缘气体为六氟化硫。
4.根据权利要求3所述的变压器冷却线圈结构，其特征是：所述的低压线圈(4)采用扁铜线。
5.根据权利要求4所述的变压器冷却线圈结构，其特征是：所述的试验变压器壳体(1)内设置有支架(7)，所述的铁芯(2)通过支架固定在试验变压器壳体(1)中。
6.根据权利要求5所述的变压器冷却线圈结构，其特征是：所述的四通阀(55)位于试验变压器壳体(1)中。
7.根据权利要求6所述的变压器冷却线圈结构，其特征是：所述的综合管(53)和导线段(52)的材质为铜。
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Denomination of invention: Transformer cooling coil structure

Effective date of registration: 20220412

Granted publication date: 20171020

Pledgee: Yangzhou Branch of Bank of Jiangsu Co.,Ltd.

Pledgor: JIANGSU SHENGHUA ELECTRIC Co.,Ltd.

Registration number: Y2022980004132