CN106847473B - 一种油浸式变压器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种油浸式变压器，包括油箱，油箱内充满耐高温绝缘油，油箱内装设变压器芯体，变压器芯体浸没于耐高温绝缘油内，油箱上方设有箱盖，箱盖与油箱密封连接，箱盖上设有若干低压套管、若干高压套管及分接开关，低压套管、高压套管及分接开关与变压器芯体连接，其特征在于，变压器芯体内设有冷却油道，箱盖四周嵌设有耐磨密封件，油箱上方四周端平面设有压条，箱盖通过螺栓与油箱固定连接，使箱盖上的密封件压紧于压条上方。本发明披露的技术方案散热、冷却效果好，同时，提高密封性能,可防止高温绝缘油泄露而造成燃烧、爆炸的文献，同时可防止水汽及粉尘进入油箱而导致发生短路现象。

Description

一种油浸式变压器

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，尤其涉及一种提高散热功能，提高油箱密闭性，同时对油箱内油面进行实时监控没防止发生匝间短路的一种油浸式变压器。

背景技术

变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压等。变压器是发电、供电及用电企业中的重要设备，它在电网中也处于极为关键的地位，是保证电网安全、可靠的运行和人们生产及生活用电极其重要的设备。

油浸式变压器适用于电力系统、工矿企业、交通、邮电部门、科研单位等，对各种高压电气设备、电器元件、绝缘材料进行工频或直流高压下的绝缘强度试验。油浸式变压器是依靠油作冷却介质，如油浸自冷，油浸风冷，油浸水冷及强迫油循环等。油的作用是绝缘、散热、消灭电弧。

电力变压器在完成将某一电压转换成另一电压等级的过程中，存在着空载损耗和负载损耗，因此，必然伴随着热量的产生。油浸变压器的油起着绝缘和散热的双重作用。变压器损耗的增加与容量的3/4次方成比例，而变压器油箱冷却表面的增加只与容量的1/2次方成比例。110kV级油浸式电力变压器电压等级高、容量大。因而，随着变压器容量的增加，只有采用适当的冷却方式才能保证热量的散发。

为了解决上述问题，中国专利CN202549554U公开了一种110kV级油浸式电力变压器，包括变压器器身、散热装置和设有箱盖的变压器油箱，变压器器身位于充满变压器油的变压器油箱内，其特征是散热装置为热管；热管从油箱上部通过油箱的箱盖，插入油箱内。本实用新型通过热管能迅速将油箱内的热量传递出去，以保持油温稳定，具有传热效率高、体积较小特点，不但解决了室内变压器散热问题，而且达到了隔音降噪，节约能源、保护环境的目的，延长了变压器的使用寿命。但是，仅仅通过上述热管将油箱内的热量传递出去往往不能达到很好的散热效果。

另外，油浸式变压器主要由铁芯、绕组、油箱、油枕、绝缘套管、分接开关和气体继电器等组成。其中，铁芯是变压器的磁路部分，运行时要产生磁滞损耗和涡流损耗而发热。绕组和铁芯都是变压器的核心元件，变压器绕组主要故障是匝间短路和对外壳短路，匝间短路主要是由于绝缘老化，或由于变压器的过负荷以及穿越性短路时绝缘受到机械的损伤而产生的。变压器内还装有大量的绝缘油，虽然绝缘油的燃点一般都高于145℃，但是绝缘油在高温下很容易分解，并且遇明火时发生燃烧。如果变压器长期过载运行，线圈发热使绝缘逐渐老化，就极易造成匝间短路、相间短路或对地短路。短路时，变压器内的可燃绝缘材料和绝缘油就会受高温、电弧的作用而分解，膨胀以致气化，进而使变压器内部压力急剧增加，严重时甚至导致变压器爆炸，这不仅会影响正常的电力调度，而且会造成重大的经济损失和人员伤亡。

中国专利CN105989998A公开了一种体积小、成本低、散热好、耐高温、过负荷能力强、适应环境广泛的高过载耐高温油浸式变压器，包括底架和油箱，油箱的上端口处设有箱盖，油箱的上端口与箱盖之间设有橡胶条，油箱内装有变压器芯体，油箱内填充有110kv耐高温绝缘油；箱盖向上的一面设有吊板、低压套管、高压套管、分接开关、油位计和温度计座；吊板对称分布在箱盖的四个角落，低压套管均匀分布在箱盖的一侧，高压套管均匀分布在箱盖的另一侧；变压器芯体包括铁芯，铁芯外缠绕有低压线圈，低压线圈外缠绕有高压线圈，高压线圈通过分接开关后与高压套管相连，低压线圈与低压套管相连；高压线圈和低压线圈的匝绝缘为NOMEX绝缘纸；油箱下端的前后两侧壁向内凹陷形成底槽。本发明体积小、结构紧凑、寿命长、耐高温。

除了上述变压器在长期过载运行的情况下，线圈发热使绝缘逐渐老化，容易造成匝间短路、相间短路或对地短路外，若变压器内的油面下降，致使绕组露出油面时，也容易发生匝间短路。

发明内容

为克服上述现有技术中存在的等问题，本发明提供了一种提高散热功能，提高油箱密闭性，同时对油箱内油面进行实时监控没防止发生匝间短路的一种油浸式变压器。

本发明提供的一种油浸式变压器，包括油箱，所述油箱内充满耐高温绝缘油，所述油箱内装设变压器芯体，所述变压器芯体浸没于所述耐高温绝缘油内，所述油箱上方设有箱盖，所述箱盖与所述油箱密封连接，所述箱盖上设有若干低压套管、若干高压套管及分接开关，所述低压套管、高压套管及所述分接开关与所述变压器芯体连接，其特征在于，所述变压器芯体内设有冷却油道，所述箱盖四周嵌设有耐磨密封件，所述油箱上方四周端平面设有压条，所述箱盖通过螺栓与所述油箱固定连接，使所述箱盖上的密封件压紧于所述压条上方。

在一些实施方式中，所述变压器芯体包括铁芯及缠绕于所述铁芯外的线圈，所述线圈包括低压线圈及高压线圈，所述低压线圈绕设于所述铁芯外，所述高压线圈绕设于所述低压线圈外。

在一些实施方式中，所述低压线圈与所述箱盖上的低压套管相连，所述高压线圈连接于所述箱盖上的所述分接开关，再连接于所述高压套管。

在一些实施方式中，所述铁芯成卧式“日”字形，所述铁芯内设有若干所述冷却油道，所述冷却油道与所述油箱连通。

在一些实施方式中，所述冷却油道包括多条横向油道及多条竖向油道，所述横向油道分布于“日”字形铁芯横部内，所述竖向油道分布于“日”字形铁芯竖部内，所述横向油道与所述竖向油道连通，所述竖向油道贯穿所述铁芯。

在一些实施方式中，所述横向油道及所述竖向油道在竖直平面内呈层状分布，同一竖直平面上的所述横向油道与该平面上的所述竖向油道连通。

在一些实施方式中，所述油箱内壁固定一液位传感器，所述箱盖上方固定一控制器，所述液位传感器与所述控制器连接，所述控制器与远程控制中心通讯。

在一些实施方式中，所述箱盖上方还固定有油位计及温度计，所述油位计及温度计通入所述油箱内，所述油位计及温度计与所述控制器连接。

在一些实施方式中，所述油箱上所述压条的上平面端面设有若干条凸棱，其截面成齿状，所述箱盖上的密封件嵌设于一位于所述箱盖下表面四周的“回”形涵道内。

在一些实施方式中，所述涵道外周也嵌设有所述密封件，所述油箱四壁上端面外侧设有限位边，所述涵道外周的密封件卡设于所述油箱四壁限位边内侧。

与现有技术相比，本发明提供的一种油浸式变压器的有益效果在于：

一、本发明提供的一种油浸式变压器，在铁芯内布置冷却油道，且冷却油道遍布整铁芯，可使铁芯损耗发出的热量能够被绝缘油在循环时充分带走，从而达到良好的冷却效果。

二、本发明提供的一种油浸式变压器，在油箱内壁固定一液位传感器，并与一控制器连接，控制器与远程控制中心通讯，当耐高温绝缘油的液面下降至液压传感器最下侧部位所在的水平面时，液位传感器发送信号至控制器，控制器接收液位传感器发出的信号后，立刻生成报警信号并发送至远程控制中心，提醒远程控制中心及时采取措施，补充耐高温绝缘油，防止绕组露出油面，发生匝间短路现象。

三、本发明提供的一种油浸式变压器，油箱上的压条与箱盖上涵道内的耐高温耐磨密封件挤压，以形成四周密封，同时，压条上端面设有若干条凸棱，相较于常规的平面接触具有更好的密封效果；另外，涵道外侧的密封件与油箱限位边内侧挤压，再次形成二道四周密封，从而进一步提高密封性能,可防止高温绝缘油泄露而造成燃烧、爆炸的文献，同时可防止水汽及粉尘进入油箱而导致发生短路现象。

附图说明

图1为本发明一种实施方式提供的一种油浸式变压器的结构示意图；

图2为图1所示的一种油浸式变压器的俯视图；

图3为本发明一种实施方式提供的一种油浸式变压器中油箱的结构示意图；

图4为本发明一种实施方式提供的一种油浸式变压器中铁芯的剖视图；

图5为本发明一种实施方式提供的一种油浸式变压器中箱盖与油箱的密封结构示意图；

图6为图5所示的箱盖与油箱的密封结构中A部分的放大示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1至图6示意性地显示了根据本发明一种实施方式提供一种油浸式变压器。

如图1所示，本发明披露了一种油浸式变压器，包括油箱1，油箱1内装有变压器芯体，同时，油箱1内充满110kV耐高温绝缘油，在本发明此实施方式中，耐高温绝缘油为β液，实际应用中也可采用硅油FR3天然酯等。变压器芯体浸没于耐高温绝缘油内。如图1所示，油箱1底部连接有底座127支撑，底座127为槽钢制成。

如图1和图3所示，作为优选的，在本发明此实施方式中，油箱1采用波纹油箱，如图3所示，油箱1的成上方开口的中空长方体腔体10，油箱1中部腔体10内由于装放上述变压器芯芯体及上述耐高温绝缘油，如图3所示，油箱1四壁成迂回的波纹形，从而形成若干细窄的呼吸腔11，呼吸腔11均与中部腔体10连通，因此，使油箱1具有呼吸功能，能够补偿因温度变化而引起油的体积变化，取代了储油柜，使变压器油与外界隔离，能够有效防止氧气、水份进入油箱，导致绝缘性能的下降，另外，同时降低了变压器的高度。在本发明此实施方式中，呼吸腔11均匀布置，且具有相同的宽度及横向深度，如图3所示，在本发明此实施方式中，同侧的呼吸腔11上下两端顶角处通过加强筋111连接，从而加强呼吸腔硬度，防止呼吸腔11变形。

如图1和图2所示，油箱1上端开口处通过箱盖12密封，如图所示，箱盖12上方固定有若干低压套管121、若干高压套管122及分接开关123，作为优选的，在本发明此实施方式中，包括四个低压套管121及三个高压套管122，其中，四个低压套管121并排固定于箱盖12上方一侧，三个高压套管122并排固定于箱盖12上方另一侧，低压套管121与高压套管122平行设置，分接开关123固定于低压套管121与高压套管122之间。在本发明此实施方式中，变压器芯体装设于油箱1的腔体10内，浸没于耐高温绝缘油液面下，如图4所示，作为优选的，在本发明此实施方式中，变压器芯体包括铁芯2及缠绕于铁芯外的线圈，在本发明此实施方式中，铁芯2成卧式“日”字形，由硅钢片构成，铁芯2外缠绕有低压线圈，低压线圈外缠绕有高压线圈，作为进一步优选的，在本发明此实施方式中，低压线圈及高压线圈的匝绝缘为NOMEX绝缘纸。其中，低压线圈与箱盖12上的低压套管121相连，高压线圈连接于箱盖12上分接开关123，再连接于高压套管122。

作为本发明的一个发明点，如图4所示，在本发明此实施方式中，铁芯2内设有若干条冷却油道201，冷却油道201与铁芯2形状相同，冷却油道201与油箱1连通，冷却油道201包括多条横向油道2011及多条竖向油道2012，横向油道2011分布于“日”字形铁芯2横部21内，竖向油道2012位于“日”字形铁芯2的竖部22内，作为优选的，在本发明此实施方式中，横向油道2011及竖向油道2012构成的冷却油道201在竖直平面内呈层状分布，即如图4所示，在本发明此实施方式中，同一竖直平面上的横向油道2011与该平面上的竖向油道2012连通，所有的竖向油道均上下贯穿所述铁芯2。本发明提供的一种油浸式变压器，在铁芯2内布置冷却油道201，可使铁芯损耗发出的热量能够被绝缘油在循环时充分带走，从而达到良好的冷却效果。

作为优选的，如图2所示，在本发明此实施方式中，箱盖12上方还固定有油位计124，油位计124通入油箱1内，油位计124用于测量油箱1内耐高温绝缘油的液面高度，便于及时填充耐高温绝缘油；如图2所示，箱盖12上方还固定有温度计125，温度计125通入油箱1内，温度计125用于测量油箱1内耐高温绝缘油的温度，便于及时采取散热措施。另外，如图2所示，在本发明此实施方式中，箱盖12上方四角处还固定有吊环126，吊环126便于吊装变压器。

如图2和图3所示，作为本发明另一个发明点，在本发明此实施方式中，油箱1内壁还固定一液位传感器13，箱盖12上方固定一控制器14，液位传感器13与控制器14连接，控制器14与远程控制中心实现通讯，作为优选的，油位计124及温度计125也与控制器14连接。如图3所示，液位传感器13固定于油箱1内壁一侧上端，且位于变压器芯体上方，作为优选的，液位传感器13最下侧部位所在的水平面与变压器芯体最上方部位所在的水平面为同一平面，一般情况下，液位传感器13浸没于耐高温绝缘油液面以下，当耐高温绝缘油的液面下降至液压传感器13最下侧部位所在的水平面时，液位传感器13发送信号至控制器14，控制器14接收液位传感器13发出的信号后，立刻生成报警信号并发送至远程控制中心，提醒远程控制中心及时采取措施，补充耐高温绝缘油，防止绕组露出油面，发生匝间短路现象。另外，远程控制中心也可通过上述控制器14控制油位计124及温度计125工作，读取油箱1内油位及温度，从而实现实时监控的目的。

作为本发明再一个发明点，如图5和图6所示，在本发明此实施方式中，箱盖12和油箱1中间设有密封结构，通过密封结构可防止高温绝缘油泄露而造成燃烧、爆炸的危险，同时可防止水汽及粉尘进入油箱而导致发生短路现象。

如图1、图5和图6所示，在本发明此实施方式中，油箱1上端面四边固定有至少一根压条101，该压条101分别沿油箱1四壁长度方向设置，该压条101与油箱1一体成型，或通过紧固件固定于油箱1上端面。作为优选的，在本发明的此实施方式中，油箱1四壁上端面分别设有一根压条101，压条101与油箱1一体成型，油箱1四壁上的压条101依次首尾相连形成一矩形框。作为进一步优选的，压条101上端面截面成齿状，设有若干条凸棱。

如图5和图6所示，箱盖12下表面四周设有矩形框状涵道1231，涵道1231内嵌设有耐高温耐磨密封件1232。如图5和图6所示，作为优选的，在本发明的此实施方式中，涵道1231包括固定于箱盖12四周边沿的外侧涵板2311，及位于外侧涵板2311内侧的内侧涵板2312，外侧涵板2311与内侧涵板2312形成一“回”字形通道，该回字形通道即为上述涵道1231，上述密封件1232嵌设于外侧涵板2311与内侧涵板2312之间，即位于涵道1231内。作为进一步优选的，如图5和图6所示，四块外侧涵板2311及四块内侧涵板2312的截面均成“L”形，且“L”形外侧涵板2311与“L”形内侧涵板2312相对设置，即外侧涵板2311与内侧涵板2312的“L”形折边相对设置，从而使密封件1232卡设于外侧涵板2311与内侧涵板2312之间的涵道1231内。作为更进一步优选的，如图5和图6所示，四块内侧涵板2312一侧设有内涵板固定座3122，内涵板固定座3122位于内侧涵板2312内侧，作为优选的，在本发明的此实施方式中，内涵板固定座3122与内侧涵板2312为一整体。如图6所示，内涵板固定座3122采用螺栓与箱盖12固定连接，因此，此结构便于更换密封件1232，当密封件1232达到使用寿命时，只需移除内涵板固定座3122，即可对密封件1232进行更换作业。

作为本发明进一步优选的，箱盖12四边边沿设有折边1233，且折边1233向涵道1231方向设置，折边1233与涵道1231外侧涵板2311之间设有空隙，且空隙内也固定镶嵌有上述密封件1232，该密封件1232位于涵道1231外周，且的高度大于折边1233的高度。与此对应，油箱1四壁上端面外侧设有限位边1234，且油箱1相对的两个侧壁上限位边1234内侧间的距离小于箱盖12相对两边上折边1233内侧间的距离，使涵道1231外周的密封件1232卡设于油箱1四壁限位边1234内侧。

本发明提供的一种油浸式变压器中，箱盖12盖设与油箱1上方，且箱盖12通过螺栓与油箱1固定连接，油箱1上的压条101与箱盖12上涵道1231内的耐高温耐磨密封件1232挤压，以形成四周密封，同时，压条101上端面设有若干条凸棱，相较于常规的平面接触具有更好的密封效果；另外，本发明提供的一种油浸式变压器中，涵道1231外侧的密封件1232与油箱1限位边1234内侧挤压，再次形成二道四周密封，从而进一步提高密封性能。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种油浸式变压器，包括油箱(1)，所述油箱(1)内充满耐高温绝缘油，所述油箱内装设变压器芯体，所述变压器芯体浸没于所述耐高温绝缘油内，所述油箱(1)上方设有箱盖(12)，所述箱盖(12)与所述油箱(1)密封连接，所述箱盖(12)上设有若干低压套管(121)、若干高压套管(122)及分接开关(123)，所述低压套管(121)、高压套管(122)及所述分接开关(123)与所述变压器芯体连接，其特征在于，所述变压器芯体内设有冷却油道(201)，所述箱盖(12)四周嵌设有耐磨密封件(1232)，所述油箱(1)上方四周端平面设有压条(101)，所述箱盖(12)通过螺栓与所述油箱(1)固定连接，使所述箱盖(12)上的密封件(1232)压紧于所述压条(101)上方，所述油箱(1)上所述压条(101)的上平面端面设有若干条凸棱，其截面成齿状，所述箱盖(12)上的密封件(1232)嵌设于一位于所述箱盖(12)下表面四周的“回”形涵道(1231)内，所述油箱(1)内壁固定一液位传感器(13)，所述箱盖(12)上方固定一控制器(14)，所述液位传感器(13)与所述控制器(14)连接，所述控制器(14)与远程控制中心通讯。

2.根据权利要求1所述的一种油浸式变压器，其特征在于，所述变压器芯体包括铁芯(2)及缠绕于所述铁芯(2)外的线圈，所述线圈包括低压线圈及高压线圈，所述低压线圈绕设于所述铁芯(2)外，所述高压线圈绕设于所述低压线圈外。

3.根据权利要求2所述的一种油浸式变压器，其特征在于，所述低压线圈与所述箱盖(12)上的低压套管(121)相连，所述高压线圈连接于所述箱盖(12)上的所述分接开关(123)，再连接于所述高压套管(122)。

4.根据权利要求2所述的一种油浸式变压器，其特征在于，所述铁芯(2)成卧式“日”字形，所述铁芯(2)内设有若干所述冷却油道(201)，所述冷却油道(201)与所述油箱(1)连通。

5.根据权利要求4所述的一种油浸式变压器，其特征在于，所述冷却油道(201)包括多条横向油道(2011)及多条竖向油道(2012)，所述横向油道(2011)分布于“日”字形铁芯(2)横部(21)内，所述竖向油道(2012)分布于“日”字形铁芯(2)竖部(22)内，所述横向油道(2011)与所述竖向油道(2012)连通，所述竖向油道(2012)贯穿所述铁芯(2)。

6.根据权利要求5所述的一种油浸式变压器，其特征在于，所述横向油道(2011)及所述竖向油道(2012)在竖直平面内呈层状分布，同一竖直平面上的所述横向油道(2011)与该平面上的所述竖向油道(2012)连通。

7.根据权利要求1所述的一种油浸式变压器，其特征在于，所述箱盖(12)上方还固定有油位计(124)及温度计(125)，所述油位计(124)及温度计(125)通入所述油箱(1)内，所述油位计(124)及温度计(125)与所述控制器(14)连接。

8.根据权利要求1所述的一种油浸式变压器，其特征在于，所述涵道(1231)外周也嵌设有所述密封件(1232)，所述油箱(1)四壁上端面外侧设有限位边(1234)，所述涵道(1231)外周的密封件(1232)卡设于所述油箱(1)四壁限位边(1234)内侧。