CN105788807A - 一种调温式干式变压器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种调温式干式变压器装置,属于干式变压器领域。包括壳体、设于壳体内的干式变压器、设于壳体内的换热器、离地面2.5‑6m深的土中的地热装置;地热装置获取地热并将地热经换热器传递给干式变压器。同时能够良好的适应加热腔的形状,在不使用加热器的是时候能够凝固,有效的防止电加热器漏电,危害人身安全,同时还能够防止冷却管内的介质溢出的情况,有效的延长了换热器的使用寿命。本换热器通过的换热器的设计增大了吞吐量,提高换热器中的流量,兼顾了换热效率和进出效率,有利于换热器的小型化生产和使用。

Description

一种调温式干式变压器装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种调温式干式变压器装置,属于干式变压器领域。

背景技术

[0002]干式变压器广泛用于局部照明、高层建筑、机场,码头CNC机械设备等场所,简单的说干式变压器就是指铁芯和绕组不浸渍在绝缘油中的干式变压器。冷却方式分为自然空气冷却和强迫空气冷却,自然空冷时,干式变压器可在额定容量下长期连续运行。强迫风冷时,干式变压器输出容量可提高50%。适用于断续过负荷运行,或应急事故过负荷运行;由于过负荷时负载损耗和阻抗电压增幅较大,处于非经济运行状态,故不应使其处于长时间连续过负荷运行。安全,防火,无污染,可直接运行于负荷中心;采用国内先进技术,机械强度高,抗短路能力强,局部放电小,热稳定性好,可靠性高;

地面以下由于受阳关的照射度小,温度变化不明显,因此,充分利用经土地升温或者降温的空气对干式变压器进行温度控制,能够有效的防止干式变压器温度太低而降低干式变压器的寿命,还能防止干式变压器的温度太高影响干式变压器的正常使用。

发明内容

[0003]本发明的目的在于:针对上述存在的问题,提供一种调温式干式变压器装置,而且本装置的设计能够有效的利用装置的各个位置,其结构简单、使用和生产方便、能够有效提高是设备的生产效率,其加热器的设计能够换热器制冷,能够有效的防止设备的内的介质结冰,提高设备的抗寒性,加热腔内的导热介质能够有效的防止传递热量,同时能够良好的适应加热腔的形状,在不使用加热器的是时候能够凝固,有效的防止电加热器漏电,危害人身安全,同时还能够防止冷却管内的介质溢出的情况,有效的延长了换热器的使用寿命。本换热器通过的换热器的设计增大了吞吐量,提高换热器中的流量,兼顾了换热效率和进出效率,有利于换热器的小型化生产和使用。

[0004]本发明采用的技术方案如下:

本发明公开了一种调温式干式变压器装置,包括壳体、设于壳体内的干式变压器、设于壳体内的换热器、离地面2.5-6m深的土中的地热装置;地热装置获取地热并将地热经换热器传递给干式变压器。

[0005]更进一步,地热装置包括水箱、循环水栗、换热水栗、及地热管网,水箱通过循环水栗连接地热管网,地热管网吸收地热并通过管道连回水箱。

[0006]更进一步,换热器包括换热管、喷气头、鼓风机,换热管包括冷却腔和散热腔,鼓风机通过管道连接散热腔的一端,散热腔的另一端通过管道连接喷气头,该喷漆头与干式变压器相对;冷却腔的一端通过换热水栗连接水箱、另一端通过过滤器连接水箱。

[0007]更进一步,换热管还包括加热腔,冷却腔为十字形结构,加热腔设于在冷却腔十字形结构外部的一对角处,散热腔设于冷却腔十字形结构的另一对角处,散热腔的;所述加热腔内设有电加热器。

[0008]更进一步,电加热器包括电热丝、绝缘导热管,电热丝置于绝缘导热管内;所述加热腔的内侧壁与绝缘导热管之间设有熔点为25-75Γ的导热介质。

[0009]更进一步,所述冷却腔的内侧壁上设置有耐腐蚀的石墨层;石墨层的内侧设有月牙形的凸起,该凸起的开口朝向冷却腔的进口,在该月牙形的凸起上设置有用于形成局部激流的凹面。

[0010]更进一步,所述喷风头对准干式变压器的绕组,该喷风头的最大出风量为4 m3/min ;喷风头与绕组之间的距离为0.3-0.5m。

[0011]由于上述结构,通过地热装置将地底的热量吸收,然后将地热装置吸收的热量经过水循环系统带到地表,然后将热量经过空气和水的热量交换,将热量带出并用于对干式变压器加热,这种装置能够有效的改善干式变压器的使用温度,均衡夜间和白天干式变压器壳体内的温度,保证干式变压器工作温度恒定。本装置的换热器,能够有效的提高换热效率,而且本装置的设计能够有效的利用装置的各个位置,其结构简单、使用和生产方便、能够有效提高是设备的生产效率,其加热器的设计能够换热器制冷,能够有效的防止设备的内的介质结冰,提高设备的抗寒性,加热腔内的导热介质能够有效的防止传递热量,同时能够良好的适应加热腔的形状,在不使用加热器的是时候能够凝固,有效的防止电加热器漏电,危害人身安全,同时还能够防止冷却管内的介质溢出的情况,有效的延长了换热器的使用寿命。本换热器通过的换热器的设计增大了吞吐量,提高换热器中的流量,兼顾了换热效率和进出效率,有利于换热器的小型化生产和使用。

[0012]

更进一步,其智能控制系统包括:

干式变压器单元,包括壳体、设于壳体内的干式变压器,该干式变压器底部设有固定座,固定座固定在地面上;

地热单元,包括地热装置,该地热装置,包括水箱、循环水栗、换热水栗、及地热管网,水箱通过循环水栗连接地热管网,地热管网吸收地热并通过管道连回水箱;

换热单元,包括换热器,该换热器包括若干并列的方形换热管、喷气头、鼓风机,换热管包括散热腔、加热腔、十字形的冷却腔,加热腔位于冷却腔外部的一对角处、散热腔设于却腔外部的另一对角处;过管道连接散热腔的一端,散热腔的另一端通过管道连接喷气头,该喷漆头与干式变压器的绕组相对;冷却腔的一端通过换热水栗连接水箱、另一端通过过滤器连接水箱;在加热腔内设置有电加热器;电加热器包括电热丝、绝缘导热管,电热丝置于绝缘导热管内;所述加热腔的内侧壁与绝缘导热管之间设有熔点为25-75Γ的导热介质;检测控制单元,包括分别设置在冷却腔出口处及散热腔的出口处的温度传感器,分别设置在冷却腔入口处和散热腔的入口处的电磁阀;

处理单元,包括M⑶和分别连接MCU的键盘、显示器、通讯器、存储器;处理单元分别与地热单元、换热单元、检测控制单元相连,并控制各单元动作。

[0013]由于上述系统,通过M⑶控制各个单元相互配合,在各个单元之间相互配合达到更高的换热效率,从分利用地底温度昼夜均很的优势,保证干式变压器不因昼夜温差而造成材料疲劳度增加,影响干式变压器的使用寿命,能够保证设备的有效使用和,其地热装置能够有效的吸取地底的热量,并利用水循环将地底的热量带动至地表,然后由地表的换热器将热量吸收然后对干式变压器进行升温,有效的保证干式变压器的工作温度,提高干式变压器的使用寿命,防止昼夜温差对干式变压器材料的印象,提高干式变压器的安全性。

[0014]

更进一步,其智能控制方法:

步骤1:循环水栗以0.3m Vmin的速度抽取水箱中的水,水流经地热管网并吸收地热,并将吸收地热后的水输送回水箱中;

步骤2: MCU检测壳体内和水箱内的温度,壳体和水箱内的温度差不小于4 0C时,换热水栗以0.2m Vmin的速度抽取水箱中的水,并使水在水箱与冷却腔之间循环;

步骤3:冷却腔出口处与水箱内的温度差大于10°C时,M⑶通过控制冷却腔入口处的电磁阀调节该冷却腔内的流量小于0.05m 3/min;冷却腔出口处与水箱内的温度差为6-10°C时,M⑶控制冷却腔内的流量为0.08m 3/min;冷却腔出口处与水箱内的温度差为小于6°C时,MCU控制冷却腔内的流量为0.12m 3/min ;

步骤4:MCU控制鼓风机启动,气流经散热腔并吸收冷却腔中的热量,然后经喷风头喷出;

步骤5:散热腔出口处与壳体内的温度差大于5°C时,M⑶控制喷风头以0.6 m 3/min的速度喷出气流;散热腔出口处与壳体内的温度差为2-5 °C时,MCU控制喷风头以Im 3/min的速度喷出气流,电加热器输出总功率为300W;散热腔出口处与壳体内的温度差为小于2°C时,MCU控制喷风头以1.5m 3/min的速度喷出气流,电加热器输出总功率大于600W;

步骤6:当壳体内温度小于3°C时且水箱内的水温小于5°C时,M⑶控制电加热器进行加热,其电加热器输出总功率为不大于650W;当壳体内温度小于(TC时且水箱内的水温小于I°C时,电加热器输出总功率大于800W。

[0015]由于采用了上述方法,通过设定MCU的设定值,分别针对不同的温度情况对换热器和地热装置进行控制,保证换热器和地热装置能够有效的使用,提高设备的智能性和使用寿命,针对地底热量的不同阶段,地热装置能够根据热量的不同,进行分别控制,能够保证设备的正常使用,地热装置能够有效吸收地底的热量或者冷能,高温环境时对干式变压器设备降温,在低温环境时对干式变压器设备升温,保证干式变压器的工作温度均衡。对换热器的换热管进行温度控制和流量控制,提高换热的效率,避免了资源的浪费,避免设备局部温差过大而降低设备的使用寿命,能够保证设备的有效利用,对该控制器进行智能控制,能够有效的提高该换热设备的换热效率。

[0016]

综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:

1、本装置结构简单、使用和安装方便,能够充分利用地热对干式变压器的温度进行控制,降低昼夜温差对干式变压器寿命的影响。

[0017] 2、本装置不仅能够吸收地底的热能,还能够吸收地底的冷能,能够有效的均衡干式变压器的使用温度,保证干式变压器的正常使用,提高干式变压器使用范围并提高干式变压器的变压范围。

[0018] 3、该地热装置,结构简单有效,能够有效的吸收地底的热冷或者冷能,有效的降低设备的安装和使用难度,其使用范围广,能够有效的吸收地底的热量以用于设备的降温或升温。

[0019] 4、、将换热器的结构进行改进,能够有效的提高换热效率,而且本装置的设计能够有效的利用装置的各个位置,能够有效的防止换热器空腔的浪费,能够提高进出换热器的流量 10-20%。

附图说明

[0020]图1是本发明中调温式干式变压器装置结构图;

图2是本发明中换热器结构图;

图中标记:1_散热管,2-冷却管,3-冷却腔,4-散热腔,5-加热腔,6-换热器,7-壳体,8-干式变压器,9-地热装置。

具体实施方式

[0021 ]下面结合附图,对本发明作详细的说明。

[0022]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

[0023] 具体实施例1:

如图1和2所示,本发明的本发明公开了一种调温式干式变压器装置,包括壳体7、设于壳体7内的干式变压器8、设于壳体7内的换热器6、离地面2.5-6m深的土中的地热装置9;地热装置9获取地热并将地热经换热器6传递给干式变压器8。地热装置9包括水箱、循环水栗、换热水栗、及地热管网,水箱通过循环水栗连接地热管网,地热管网吸收地热并通过管道连回水箱。换热器6包括换热管、喷气头、鼓风机,换热管包括冷却腔3和散热腔4,鼓风机通过管道连接散热腔4的一端,散热腔4的另一端通过管道连接喷气头,该喷漆头与干式变压器8相对;冷却腔3的一端通过换热水栗连接水箱、另一端通过过滤器连接水箱。换热管还包括加热腔5,冷却腔3为十字形结构,加热腔5设于在冷却腔3十字形结构外部的一对角处,散热腔4设于冷却腔3十字形结构的另一对角处,散热腔4的;加热腔5内设有电加热器。电加热器包括电热丝、绝缘导热管,电热丝置于绝缘导热管内;加热腔5的内侧壁与绝缘导热管之间设有熔点为25-75°C的导热介质。冷却腔3的内侧壁上设置有耐腐蚀的石墨层;石墨层的内侧设有月牙形的凸起,该凸起的开口朝向冷却腔3的进口,在该月牙形的凸起上设置有用于形成局部激流的凹面。喷风头对准干式变压器8的绕组,该喷风头的最大出风量为4 m3/min ;喷风头与绕组之间的距离为0.3-0.5m。

[0024]由于上述结构,通过地热装置9将地底的热量吸收,然后将地热装置9吸收的热量经过水循环系统带到地表,然后将热量经过空气和水的热量交换,将热量带出并用于对干式变压器8加热,这种装置能够有效的改善干式变压器8的使用温度,均衡夜间和白天干式变压器8壳体7内的温度,保证干式变压器8工作温度恒定。本装置的换热器6,能够有效的提高换热效率,而且本装置的设计能够有效的利用装置的各个位置,其结构简单、使用和生产方便、能够有效提高是设备的生产效率,其加热器的设计能够换热器6制冷,能够有效的防止设备的内的介质结冰,提高设备的抗寒性,加热腔5内的导热介质能够有效的防止传递热量,同时能够良好的适应加热腔5的形状,在不使用加热器的是时候能够凝固,有效的防止电加热器漏电,危害人身安全,同时还能够防止冷却管内的介质溢出的情况,有效的延长了换热器6的使用寿命。本换热器6通过的换热器6的设计增大了吞吐量,提高换热器6中的流量,兼顾了换热效率和进出效率,有利于换热器6的小型化生产和使用。

[0025]

具体实施例2:

根据具体实施例1的调温式干式变压器装置,其智能控制系统包括:

干式变压器8单元,包括壳体7、设于壳体7内的干式变压器8,该干式变压器8底部设有固定座,固定座固定在地面上;

地热单元,包括地热装置9,该地热装置9,包括水箱、循环水栗、换热水栗、及地热管网,水箱通过循环水栗连接地热管网,地热管网吸收地热并通过管道连回水箱;

换热单元,包括换热器6,该换热器6包括若干并列的方形换热管、喷气头、鼓风机,换热管包括散热腔4、加热腔5、十字形的冷却腔3,加热腔5位于冷却腔3外部的一对角处、散热腔4设于却腔外部的另一对角处;过管道连接散热腔4的一端,散热腔4的另一端通过管道连接喷气头,该喷漆头与干式变压器8的绕组相对;冷却腔3的一端通过换热水栗连接水箱、另一端通过过滤器连接水箱;在加热腔5内设置有电加热器;电加热器包括电热丝、绝缘导热管,电热丝置于绝缘导热管内;所述加热腔5的内侧壁与绝缘导热管之间设有熔点为25-75°C的导热介质;

检测控制单元,包括分别设置在冷却腔3出口处及散热腔4的出口处的温度传感器,分别设置在冷却腔3入口处和散热腔4的入口处的电磁阀;

处理单元,包括M⑶和分别连接MCU的键盘、显示器、通讯器、存储器;处理单元分别与地热单元、换热单元、检测控制单元相连,并控制各单元动作。

[0026]由于上述系统,通过M⑶控制各个单元相互配合,在各个单元之间相互配合达到更高的换热效率,从分利用地底温度昼夜均很的优势,保证干式变压器8不因昼夜温差而造成材料疲劳度增加,影响干式变压器8的使用寿命,能够保证设备的有效使用和,其地热装置9能够有效的吸取地底的热量,并利用水循环将地底的热量带动至地表,然后由地表的换热器6将热量吸收然后对干式变压器8进行升温,有效的保证干式变压器8的工作温度,提高干式变压器8的使用寿命,防止昼夜温差对干式变压器8材料的印象,提高干式变压器8的安全性。

[0027]

具体实施例3:

根据具体实施例2的调温式干式变压器装置的智能控制系统,其智能控制方法:

步骤1:循环水栗以0.3m Vmin的速度抽取水箱中的水,水流经地热管网并吸收地热,并将吸收地热后的水输送回水箱中;

步骤2: MCU检测壳体7内和水箱内的温度,壳体7和水箱内的温度差不小于4 0C时,换热水栗以0.2m Vmin的速度抽取水箱中的水,并使水在水箱与冷却腔3之间循环;

步骤3:冷却腔3出口处与水箱内的温度差大于10°C时,M⑶通过控制冷却腔3入口处的电磁阀调节该冷却腔3内的流量小于0.05m 3/min;冷却腔3出口处与水箱内的温度差为6_10°C时,M⑶控制冷却腔3内的流量为0.08m 3/min;冷却腔3出口处与水箱内的温度差为小于60C时,MCU控制冷却腔3内的流量为0.12m 3/min ;

步骤4: MCU控制鼓风机启动,气流经散热腔4并吸收冷却腔3中的热量,然后经喷风头喷出; 步骤5:散热腔4出口处与壳体7内的温度差大于5°C时,M⑶控制喷风头以0.6 m Vmir^速度喷出气流;散热腔4出口处与壳体7内的温度差为2-5 °C时,MCT控制喷风头以Im 3/min的速度喷出气流,电加热器输出总功率为300W;散热腔4出口处与壳体7内的温度差为小于2 °C时,MCU控制喷风头以1.5m 3/min的速度喷出气流,电加热器输出总功率大于600W;

步骤6:当壳体7内温度小于3°C时且水箱内的水温小于5°C时,MCU控制电加热器进行加热,其电加热器输出总功率为不大于650W;当壳体7内温度小于(TC时且水箱内的水温小于I°C时,电加热器输出总功率大于800W。

[0028]由于采用了上述方法,通过设定MCU的设定值,分别针对不同的温度情况对换热器6和地热装置9进行控制,保证换热器6和地热装置9能够有效的使用,提高设备的智能性和使用寿命,针对地底热量的不同阶段,地热装置9能够根据热量的不同,进行分别控制,能够保证设备的正常使用,地热装置9能够有效吸收地底的热量或者冷能,高温环境时对干式变压器8设备降温,在低温环境时对干式变压器8设备升温,保证干式变压器8的工作温度均衡。对换热器6的换热管进行温度控制和流量控制,提高换热的效率,避免了资源的浪费,避免设备局部温差过大而降低设备的使用寿命,能够保证设备的有效利用,对该控制器进行智能控制,能够有效的提高该换热设备的换热效率。

[0029]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种调温式干式变压器装置,其特征在于,包括壳体、设于壳体内的干式变压器、设于壳体内的换热器、离地面2.5-6m深的土中的地热装置;地热装置获取地热并将地热经换热器传递给干式变压器。
2.根据权利要求1所述的调温式干式变压器装置,其特征在于,地热装置包括水箱、循环水栗、换热水栗、及地热管网,水箱通过循环水栗连接地热管网,地热管网吸收地热并通过管道连回水箱。
3.根据权利要求2所述的调温式干式变压器装置,其特征在于,换热器包括换热管、喷气头、鼓风机,换热管包括冷却腔和散热腔,鼓风机通过管道连接散热腔的一端,散热腔的另一端通过管道连接喷气头,该喷漆头与干式变压器相对;冷却腔的一端通过换热水栗连接水箱、另一端通过过滤器连接水箱。
4.根据权利要求3所述的调温式干式变压器装置,其特征在于,换热管还包括加热腔,冷却腔为十字形结构,加热腔设于在冷却腔十字形结构外部的一对角处,散热腔设于冷却腔十字形结构的另一对角处,散热腔的;所述加热腔内设有电加热器。
5.根据权利要求4所述的调温式干式变压器装置,其特征在于,电加热器包括电热丝、绝缘导热管,电热丝置于绝缘导热管内;所述加热腔的内侧壁与绝缘导热管之间设有熔点为25-75 °C的导热介质。
6.根据权利要求5所述的调温式干式变压器装置,其特征在于,所述冷却腔的内侧壁上设置有耐腐蚀的石墨层;石墨层的内侧设有月牙形的凸起,该凸起的开口朝向冷却腔的进口,在该月牙形的凸起上设置有用于形成局部激流的凹面。
7.根据权利要求6所述的调温式干式变压器装置,其特征在于,所述喷风头对准干式变压器的绕组,该喷风头的最大出风量为4 m3/min;喷风头与绕组之间的距离为0.3-0.5m。
8.根据权利要求1-7任一项所述的调温式干式变压器装置,其特征在于,其智能控制系统包括: 干式变压器单元,包括壳体、设于壳体内的干式变压器,该干式变压器底部设有固定座,固定座固定在地面上; 地热单元,包括地热装置,该地热装置,包括水箱、循环水栗、换热水栗、及地热管网,水箱通过循环水栗连接地热管网,地热管网吸收地热并通过管道连回水箱; 换热单元,包括换热器,该换热器包括若干并列的方形换热管、喷气头、鼓风机,换热管包括散热腔、加热腔、十字形的冷却腔,加热腔位于冷却腔外部的一对角处、散热腔设于却腔外部的另一对角处;过管道连接散热腔的一端,散热腔的另一端通过管道连接喷气头,该喷漆头与干式变压器的绕组相对;冷却腔的一端通过换热水栗连接水箱、另一端通过过滤器连接水箱;在加热腔内设置有电加热器;电加热器包括电热丝、绝缘导热管,电热丝置于绝缘导热管内;所述加热腔的内侧壁与绝缘导热管之间设有熔点为25-75Γ的导热介质; 检测控制单元,包括分别设置在冷却腔出口处及散热腔的出口处的温度传感器,分别设置在冷却腔入口处和散热腔的入口处的电磁阀; 处理单元,包括M⑶和分别连接M⑶的键盘、显示器、通讯器、存储器;处理单元分别与地热单元、换热单元、检测控制单元相连,并控制各单元动作。
9.根据权利要求8所述的调温式干式变压器装置,其特征在于,其智能控制方法: 步骤1:循环水栗以0.3m Vmin的速度抽取水箱中的水,水流经地热管网并吸收地热,并将吸收地热后的水输送回水箱中; 步骤2:MCU检测壳体内和水箱内的温度,壳体和水箱内的温度差不小于4°C时,换热水栗以0.2m Vmin的速度抽取水箱中的水,并使水在水箱与冷却腔之间循环; 步骤3:冷却腔出口处与水箱内的温度差大于10 °C时,M⑶通过控制冷却腔入口处的电磁阀调节该冷却腔内的流量小于0.05m 3/min;冷却腔出口处与水箱内的温度差为6-10°C时,M⑶控制冷却腔内的流量为0.08m 3/min;冷却腔出口处与水箱内的温度差为小于6°C时,MCU控制冷却腔内的流量为0.12m 3/min ; 步骤4:MCU控制鼓风机启动,气流经散热腔并吸收冷却腔中的热量,然后经喷风头喷出; 步骤5:散热腔出口处与壳体内的温度差大于5°C时,iCU控制喷风头以0.6 m 3/min的速度喷出气流;散热腔出口处与壳体内的温度差为2-5 °C时,MCU控制喷风头以Im 3/min的速度喷出气流,电加热器输出总功率为300W;散热腔出口处与壳体内的温度差为小于2°C时,MCU控制喷风头以1.5m 3/min的速度喷出气流,电加热器输出总功率大于600W; 步骤6:当壳体内温度小于3°C时且水箱内的水温小于5°C时,M⑶控制电加热器进行加热,其电加热器输出总功率为不大于650W;当壳体内温度小于(TC时且水箱内的水温小于I°C时,电加热器输出总功率大于800W。
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