CN106257604B - 电力变压器的冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力变压器的冷却装置并且，更具体地说，涉及设有热管与散热器以提高冷却性能并且通过去除冷却风扇来减弱噪音的电力变压器的冷却装置。根据本发明的一个方面，电力变压器的冷却装置包括：上框架与下框架；芯部，其安装在所述上框架与所述下框架之间；线圈，其缠绕在所述芯部的支腿部分周围；多个径向间隔件，其由板形成并且插入在线圈部分之间以水平地分割所述线圈；热管，其由多个径向间隔件支撑并且安装在芯部与线圈内部与外部；散热器，其联接到热管的上部并且暴露到线圈的上部；以及分馏柱，其布置在散热器与热管之间，此分馏柱的一端设有一个导管并且连接到散热器，并且分馏柱的另一端设有多个导管并且连接到热管。

Description

电力变压器的冷却装置

技术领域

本发明涉及电力变压器的冷却装置，并且，更具体地说，涉及设有热管与散热器以提高冷却性能并且通过去除冷却风扇减弱噪音的电力变压器的冷却装置。

背景技术

通常来说，电力变压器构造在电力系统中，并且在通过升压/降压将从发电厂供给的电力传送到用户侧中发挥重要作用。特别地，为减少能量损失，广泛地使用超高压变压器。

电力变压器包括称作机柜的机箱、套管、以及包括保存器在内的多个附属部件。此外在电力变压器中设有用于形成磁回路的芯部与缠绕在芯部周围的线圈。

上述电力变压器的实例是液压(油)电力变压器。液压电力变压器设有由间隔件限定的冷却导管以绝缘与冷却线圈，并且流动通过冷却导管的油(绝缘油)被引入到液压电力变压器中。

图1是示出根据现有技术的液压电力变压器的支撑结构的立体图。示出的液压电力变压器为三相电力变压器，其包括串联布置在芯部1上的三个线圈2。根据现有技术的电力变压器支撑结构包括平行地安装在地面上的一对床框架3、布置在床框架3上与床框架3垂直的下框架4、沿着下框架4的布置方向布置在线圈2上的上框架5以及插入在上框架4、下框架5与线圈2之间的间隔件6。

当将电流施加到电力变压器以增加或减小电压时，由于发生在芯部1或线圈2中的损失而产生热量。产生的热量传送到循环通过电力变压器的绝缘油。当在绝缘油中的温度增加时，电力变压器的内部压力也增加。由此，这种过热与功率的增加可能导致电力变压器的爆炸以及绝缘油的变差，这对绝缘造成损坏。

为解决这些问题，在电力变压器的外部安装散热器(未示出)与冷却风扇(未示出)使得在电力变压器中产生并且传送到绝缘油的热量通过散热器消散。即，循环通过线圈内部的冷却导管的绝缘油发送到散热器以使热量排放到外部，并且通过散热器冷却的绝缘油重新进入冷却导管以吸收由线圈产生的热量。

然而，由于诸如散热器与冷却风扇的冷却装置设置到电力变压器的外部，因此占据的空间显著增加并且在冷却风扇的操作过程中发生大的噪音。

发明内容

本发明的方面是提供电力变压器的冷却装置，其在不造成冷却性能变差的情况下使噪音减弱。

根据本发明的一个方面，电力变压器的冷却装置包括：上框架与下框架；芯部，其安装在所述上框架与所述下框架之间；线圈，其缠绕在所述芯部的支腿部分周围；多个径向间隔件，其由板形成并且插入在线圈部分之间以水平地分割所述线圈；热管，其由多个径向间隔件支撑并且安装在芯部与线圈内部与外部；散热器，其联接到热管的上部并且暴露到线圈的上部；以及分馏柱，其布置在散热器与热管之间，此分馏柱的一端设有一个导管并且连接到散热器，并且分馏柱的另一端设有多个导管并且连接到热管。

这里，径向间隔件中的每个都可以设有多个通孔，并且热管插入到通孔中。

此外，多个通孔可以以狭缝的形状形成，其中热管可以包括平行插入通孔中的多个热管。

通孔可以彼此间隔，其中热管可以包括通过通孔并且彼此间隔安装的多个热管。

冷却装置还可以包括多个轴向间隔件，它们布置到所述线圈的构造了沿径向方向的部分的线圈段之间。

可以将热管插入到形成在轴向间隔件中的轴向孔中。

此散热器可以固定到上框架。

此散热器可以包括多个散热器，多个散热器周向地布置。

附图说明

图1是示出根据现有技术的液压电力变压器的立体图。

图2是示出根据本发明的实施方式的电力变压器的立体图。

图3是示出根据本发明的实施方式的电力变压器的侧向横截面视图。

图4是沿着图3中的线A-A所取的局部横截面视图。

图5和图6是示出应用到本发明的实施方式的径向间隔件的平面图。

具体实施方式

此后，将参照附图详细地描述本发明的实施方式。应该理解的是，本发明不限于下面的实施方式，并且仅出于描述性目的提供了此实施方式。本发明的范围应该仅通过所附权利要求和其等效物限定。

图2是示出根据本发明的实施方式的电力变压器的立体图；以及图3是示出根据本发明的实施方式的电力变压器的侧向横截面视图。图4是沿着图3中的线A-A所取的局部横截面视图。图5和图6是示出应用到本发明的实施方式的径向间隔件的平面图。

在下文中，将参照附图详细地描述根据本发明的实施方式的电力变压器的冷却装置。

根据本发明的实施方式，电力变压器的冷却装置包括上框架10、下框架15、安装在上框架10与下框架15之间的芯部20、缠绕在支腿部分22周围的线圈30和40、由板形成并且插入在线圈部分41、42......之间以水平地分割线圈30和40的多个径向间隔件55、由径向间隔件55支撑并且在安装在芯部20与线圈30、40内部与外部的热管60、联接到热管60的上部并且暴露到线圈30和40的上部的散热器65。

下框架15安装在基部框架16的中央使得下框架15垂直于基部框架16布置。下框架15可以尽可能长以适应全部的三相线圈。

下框架15可以由型钢制成。

例如，下框架15可以包括一对正方形支架状通道。正方形支架状通道可以对称地安装在基部框架16上。

上框架10安装在线圈30和40的上部使得上框架10沿着与下框架15相同的方向布置。

上框架10可以包括一对正方形支架状通道。

芯部20安装在上框架10与下框架15之间。

芯部20可以包括上芯部21、下芯部23以及形成在上芯部21与下芯部23之间的支腿部分22，其中上芯部21与下芯部23沿着水平方向布置。

这里，可以根据相的数量使用多个支腿部分20。例如，对于三相电路来说，可以使用三个支腿部分22。

芯部20可以定位在基部框架16上使得上芯部21通过上框架10固定地支撑并且下芯部23通过下框架15固定地支撑。

芯部20可以由诸如根据冷滚轧工艺制造的晶粒取向硅钢片的材料形成。芯部20可以被具有卓越的热与机械特性的绝缘带围绕，并且可以将防腐蚀涂层施加到芯部20的表面以保护芯部20。

线圈30和40安装为围绕芯部20。

线圈30和40可以包括低压线圈30与高压线圈40。线圈30和40可以安装在上框架10与下框架15之间，并且通过间隔件11彼此隔开。

低压线圈30安装为围绕支腿部分20。

可以通过片导体或线导体的绕组形成低压线圈30。可以利用例如预浸渍绝缘片材将绝缘特征设置在低压线圈30周围。

高压线圈40安装在低压线圈30外部以围绕低压线圈30，同时与低压线圈30隔开。

即，高压线圈40形成为具有大于低压线圈30的外径的内径。

在此情形中，可以在高压线圈40与低压线圈30之间设有冷却导管39。优选地，利用具有高导电性的导体制造高压线圈40与低压线圈30。

具体地说，低压线圈30或高压线圈40包括线圈段与线圈部分。

这里，线圈段指的是沿着径向方向布置的多个壁，并且线圈部分指的是沿着竖直方向布置的多个层。

在下文中，将作为实例描述高压线圈40。参照图3和图4，可以通过以壁的形式布置的多个线圈或铜板的绕组或叠层形成线圈段40a、40b和40c。这里，尽管示出为提供了三个线圈段40a、40b和40c，这仅仅是描述性的。可以使用任意数量的线圈段。

由于从低压线圈30或高压线圈40产生大量热量，因此提供冷却导管38和39以消散热量。冷却导管38和39设置在低压线圈或高压线圈40中并且在线圈段40a、40b和40c之间。为形成冷却导管38和39，安装间隔件。

轴向间隔件50、50a和50b设置在低压线圈30或高压线圈40内部与外部并且在相应线圈段40a、40b与40c之间。线圈段40a、40b和40c通过轴向间隔件50彼此隔开，并且冷却导管38形成在相邻线圈段40a、40b和40c之间。

这里，安装在线圈30和40内部与外部的轴向间隔件50a和50b具有梯形横截面并且由此不可分离地联接到将在后面描述的径向间隔件55，以支撑线圈30和40。

线圈段40a、40b和40c构造多个部分，以沿着径向方向形成壁的多层。

在线圈段40a、40b和40c的外边缘处的轴向间隔件50b可以具有与在线圈段的内边缘处的轴向间隔件50a相同的形状并且安装为使得在轴向间隔件50b与轴向间隔件50a之间形成平面对称。

线圈30和40可以分成线圈部分41、42……，这形成沿着竖直方向布置的层。

参照图3，线圈部分41、42通过径向间隔件55彼此竖直地隔开以形成层。具有梯形形状的凹槽部分56形成在径向间隔件55的两侧上。在内边缘处的轴向间隔件50a与在外边缘处的轴向间隔件50b相应地固定地适配到凹槽部分56中。线圈部分41、42......通过径向间隔件55彼此间隔并且在相应线圈部分41、42......之间限定空间以通过径向间隔件55形成层。

径向间隔件55可以由长方形板形成。

凹槽部分56可以沿着径向间隔件55的纵向方向形成在径向间隔件55的两侧上使得在内边缘处的轴向间隔件50a与在外边缘处的轴向间隔件50b可以固定地与之联接。

如图5中所示，热管60可以插入其中的通孔57形成在径向间隔件55的中心处。这里，通孔57可以以狭缝的形状形成。

热管60插入到径向间隔件55的通孔57中。

热管60安装在径向间隔件中并且被径向间隔件55支撑。

可以将多个热管60插入到通孔57中。

在此情形中，在此情形中，热管60可以平行布置，以形成管束。当将多个热管60以管束的形式安装时，可以改善热消散性能。

图6示出了径向间隔件55的另一个实施方式。在此实施方式中，在径向间隔件55中设有多个彼此隔开的多个圆形通孔58。由于通孔58彼此隔开，因此热管60可以彼此隔开地布置。由此，可以提高热消散性能。

尽管未示出，可以在轴向间隔件50a与50b中在内边缘与外边缘处形成轴向孔(未示出)，并且可以将热管60插入到轴向孔中。由于热管60在内边缘与外边缘处安装在轴向间隔件50a和50b中，可以进一步提高冷却性能。

用于冷却的绝缘油被致使流动通过冷却导管38和39。当绝缘油向上流动时，其可以贯穿形成冷却导管38和39的全部地方。

当加热含有诸如水或酒精的液体(操作流体)的减压管的一侧时，此液体蒸发并且移动到相对侧。蒸发的流体消散了相对侧处的热量并且改变到液态。然后，根据毛细现象流体返回到管子的加热部分。由于反复地实施此程序，热量从加热部分传送到管子的热消散部分。热管60以此原理为基础。作为用于热管的操作的芯部部分的芯子(wick)是使处于液相的操作流体从冷凝器返回到蒸发器的内部毛细结构。芯子具有网格或凹槽的形状。根据液体的表面张力芯子引起毛细现象。

热管60的热吸收部分定位在线圈30和40内部，并且热管60的热消散部分在线圈30和40的上部处暴露。即，从线圈30和40产生的热量移动到热管60的上部并且然后消散。热管60可以由具有高热传导性的诸如铜的材料形成。

散热器65联接到热管60的上部。散热器65可以由具有高热传导性并且不那么昂贵的诸如铝的材料形成。

散热器65可以固定地安装在上框架10上。由此，可以稳定地安装散热器65，并且由此还消散来自上框架10的热量。

这里，可以提供多个散热器65并且周向地布置(参见图2)。散热器65可以连接到热管60。散热器65可以布置为与径向间隔件55的位置对准，或者设置在覆盖全部径向间隔件55的位置处。

可以在散热器65与热管60之间插入分馏柱61，其中分馏柱61的一端可以设有一个导管并且连接到散热器65，并且分馏柱的另一端可以设有多个导管并且连接到热管60。由此，可以构造多个热管60与一个散热器65。因此，考虑到散热器65的安装区域有限，可以设计多种构造。

尽管上面已经描述了应用到高压线圈40的冷却装置的实施方式，此描述也可适用于低压线圈30。

尽管出于说明的目的公开了本发明的优选实施方式，但是本领域中的技术人员应该理解的是在不偏离如在所附权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下，能够进行多种修改、增加与替换。

Claims (4)

1.一种电力变压器的冷却装置，所述冷却装置包括：

上框架与下框架；

芯部，其安装在所述上框架与所述下框架之间；

线圈，其缠绕在所述芯部的支腿部分周围；

多个径向间隔件，其由板形成并且插入在线圈部分之间以水平地分割所述线圈；

热管，其通过所述多个径向间隔件支撑并且安装在所述线圈的内部；

散热器，其联接到所述热管的上部并且暴露到所述线圈的上部；以及

分馏柱，其布置在所述散热器与所述热管之间，所述分馏柱的一端设有一个导管并且连接至所述散热器，并且所述分馏柱的另一端设有多个导管并且连接至所述热管，

其中，所述径向间隔件中的每个都设有多个通孔，并且所述热管插入到所述通孔中，

其中，所述多个通孔中的每个通孔以狭缝的形状形成，

其中所述热管包括平行地插入到所述多个通孔中的每个通孔的多个热管。

2.根据权利要求1所述的冷却装置，还包括：

多个轴向间隔件，布置到所述线圈的构造了沿径向方向的部分的线圈段之间。

3.根据权利要求1所述的冷却装置，其中，所述散热器固定至所述上框架。

4.根据权利要求1所述的冷却装置，其中，所述散热器包括多个散热器，所述多个散热器周向地设置。