CN107103978A - 一种具有分级冷却装置的地埋油浸式变压器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有分级冷却装置的地埋油浸式变压器，包括变压器本体、三级冷却装置和冷却控制系统，第一级冷却装置包括油箱、变压器油和油箱外周的散热片；第二级冷却装置包括油泵、循环冷却管道、水箱和重力热管，循环冷却管道包括地冷段管道和空气冷却段管道，重力热管的吸热端和地冷段管道浸设在水箱内的水中，水箱和重力热管均埋设在地下室的地面以下；第三级冷却装置包括通风管道和冷却风机；所述控制系统包括温度传感器、控制器和变频器，控制器的两个信号输出端分别与变频器和冷却风机的控制端连接。本发明可根据变压器所处的环境温度和负载大小对其散热情况进行智能调控，增强了油浸式变压器的环境适应能力和过载能力。

Description

一种具有分级冷却装置的地埋油浸式变压器
技术领域
[0001]本发明属于地埋油浸式变压器技术领域，具体涉及一种具有分级冷却装置的地埋 油浸式变压器。
背景技术
[0002]地埋油浸式变压器安装在地下室或地窖内，适合城市环境，尤其适合人口密集的 中心城市。变压器运行时，绕组和铁心中的损耗所产生的热量必须及时散逸出去，以免过热 降低使用寿命或造成变压器损坏。
[0003]变压器内部的温度与变压器所处的环境温度和变压器的负载大小有关，地下室或 地窖环境封闭，要求地埋油浸式变压器的冷却装置具有与其环境相适应的散热方式，传统 的风冷、水冷等方式难以适应地埋油浸式变压器的散热需求，对地埋油浸式变压器的环境 适应能力和过载能力造成了不利影响；同时，随着节能减排日益受到重视，人们不再只是单 纯关注性能，产品的能耗成为衡量产品的重要指标之一，在设计散热方案时，需要考虑散热 装置的节能性能，目前，地埋油浸式变压器的冷却装置普遍不能根据环境温度和负载大小 分级调控内部温度。
发明内容
[0004]本发明的目的是克服上述地埋油浸式变压器难以适应地下室封闭环境的散热需 要，使变压器的环境适应能力和过载能力受到不利影响的不足，提供一种具有分级冷却装 置的地埋油浸式变压器。
[0005]为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现:一种具有分级冷却装置的 地埋油浸式变压器，置于地下室内，包括变压器本体、三级冷却装置和冷却控制系统，第一 级冷却装置包括油箱、油箱内的变压器油和油箱外周的散热片，变压器本体浸设在油箱内 的变压器油中；第二级冷却装置包括油泵、循环冷却管道、水箱和重力热管，油栗的进油端 与油箱下部的出油口连通，油泵的出油端通过循环冷却管道与油箱上部的进油口连通，循 环冷却管道包括地冷段管道和空气冷却段管道，地冷段管道和空气冷却段管道均为螺旋 形，重力热管的吸热端和地冷段管道浸设在水箱内的水中，重力热管的散热端设在水箱上 方，水箱和重力热管均埋设在地下室的地面以下，空气冷却段管道裸露在地下室内的空气 中；第三级冷却装置包括为空气冷却段管道提供通风的通风管道和冷却风机，通风管道的 进风口设在空气冷却段管道的上方，出风口设在地面以上，通风管道内设有冷却风机;所述 冷却控制系统包括温度传感器、控制器和变频器，温度传感器设于油箱的内壁，其信号输出 端与控制器的信号输入端连接，控制器的两个信号输出端分别与变频器和冷却风机的控制 端连接，变频器的交流输出端与油泵电连接。
[0006]作为本发明一种具有分级冷却装置的地埋油浸式变压器的进一步改进，所述重力 热管的散热端与地下室地面的距离为0.5米〜2米。
[0007]作为本发明一种具有分级冷却装置的地埋油浸式变压器的进一步改进，所述水箱 的材料为304不锈钢，水箱外周设有散热筋。
[0008]作为本发明一种具有分级冷却装置的地埋油浸式变压器的进一步改进，所述循环 冷却管道的材料为304不锈钢。
[0009]作为本发明一种具有分级冷却装置的地埋油浸式变压器的进一步改进，所述通风 管道内还设有两个滤网，两个滤网分别设置在冷却风机的上方和下方。
[0010]本发明所提供的一种具有分级冷却装置的地埋油浸式变压器，可根据变压器所处 的环境温度和负载大小对变压器的散热情况进行智能调控:温度传感器将油箱内的油温信 号传递到控制器，控制器自动调节第二和第三级散热装置工作：当变压器所处温度较低、负 载较小时，第一级散热装置工作，即采用变压器油和散热片散热；当温度传感器采集到油箱 内温度高于第一设定值而低于第二设定值时，第一级散热装置不能满足散热需要，通过控 制器启动第二级散热装置工作，即油循环和散热片同时工作，此种工作方式为变压器主要 的工作方式，利用大地作为油循环的第一道冷源，大地对温度较高的变压器油有很好的降 温效果，重力热管和水箱的结构可提高地冷段管道的吸热效率、增大大地的吸热空间，当水 箱附近的温度达到平衡，流出地冷段管道的变压器油仍高于环境温度，变压器油流经螺旋 形空气冷却段管道时，利用空气吸热将变压器油温冷却至接近环境的温度注入变压器的油 箱，此工作过程中，控制器根据温度传感器的温度控制变频器，利用变频器控制油泵的转 速，油温升高时加快油泵转速，油温下降时降低油泵转速，实现节能效果；当温度传感器采 集到油箱内温度高于第二设定值时，前两级散热装置难以满足散热需要，在前两级组件工 作的基础上启动第三级散热装置同时工作，冷却风机可加快循环散热管道散热效率。本发 明可根据环境温度和负载大小分级调控内部温度，散热和节能效果良好，增强了油浸式变 压器的环境适应能力和过载能力。
附图说明
[0011]图1为本发明地埋油浸式变压器的结构示意图； 附图标记:1、油箱，2、散热片，3、油栗，4、水箱，5、重力热管，6、地冷段管道，7、空气冷却 段管道，8、通风管道，9冷却风机。
具体实施方式
[0012]下面结合实施例和附图对本发明一种具有分级冷却装置的地埋油浸式变压器的 技术方案作进一步描述。
[0013]如图1所示，一种具有分级冷却装置的地埋油浸式变压器，包括变压器本体、三级 冷却装置和冷却控制系统，第一级冷却装置包括油箱1、油箱1内的变压器油和油箱丨外周的 散热片2,变压器本体浸设在油箱1内的变压器油中；第二级冷却装置包括油栗3、循环冷却 管道、水箱4和重力热管5,油泵3的进油端与油箱1下部的出油口连通，油泵3的出油端通过 循环冷却管道与油箱1上部的进油口连通，循环冷却管道包括地冷段管道6和空气冷却段管 道7，地冷段管道6和空气冷却段管道7均为螺旋形，循环冷却管道的材料为304不锈钢，重力 热管5的吸热端和地冷段管道6浸设在水箱4内的水中，重力热管5的散热端设在水箱4上方， 水箱4和重力热管5均埋设在地下室的地面以下，水箱4的材料为3〇4不锈钢，水箱4外周设有 散热筋，重力热管5的散热端与地下室地面的距离可为0 •5米、1 •8米或2米，空气冷却段管道 7裸露在地下室内的空气中；第三级冷却装置包括为空气冷却段管道7提供通风的通风管道 8和冷却风机9，通风管道8的进风口设在空气冷却段管道7的上方，出风口设在地面以上，通 风管道8内设有冷却风机9，通风管道8内设有两个滤网，两个滤网分别设置在冷却风机9的 上方和下方;所述冷却控制系统包括温度传感器、控制器和变频器，温度传感器设于油箱1 的内壁，其信号输出端与控制器的信号输入端连接，控制器的两个信号输出端分别与变频 器和冷却风机9的控制端连接，变频器的交流输出端与油泵3电连接。
[0014]本发明所提供的一种具有分级冷却装置的地埋油浸式变压器，可根据变压器所处 的环境温度和负载大小对变压器的散热情况进行智能调控:温度传感器将油箱内的油温信 号传递到控制器，控制器自动调节第二和第三级散热装置工作：当变压器所处温度较低、负 载较小时，第一级散热装置工作，即采用变压器油和散热片散热；当温度传感器采集到油箱 内温度高于第一设定值而低于第二设定值时，第一级散热装置不能满足散热需要，通过控 制器启动第二级散热装置工作，即油循环和散热片同时工作，此种工作方式为变压器主要 的工作方式，利用大地作为油循环的第一道冷源，大地对温度较高的变压器油有很好的降 温效果，重力热管和水箱的结构可提高地冷段管道的吸热效率、增大大地的吸热空间，当水 箱附近的温度达到平衡，流出地冷段管道的变压器油仍高于环境温度，变压器油流经螺旋 形空气冷却段管道时，利用空气吸热将变压器油温冷却至接近环境的温度注入变压器油 箱，此工作过程中，控制器根据温度传感器的温度控制变频器，利用变频器控制油泵的转 速，油温升高时加快油泵转速，油温下降时降低油栗转速，实现节能效果；当温度传感器采 集到油箱内温度高于第二设定值时，前两级散热装置难以满足散热需要，在前两级组件工 作的基础上启动第三级散热装置同时工作，冷却风机可加快循环散热管道散热效率。本发 明可根据环境温度和负载大小分级调控内部温度，散热和节能效果良好，增强了油浸式变 压器的环境适应能力和过载能力。
[0015]以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本 发明已以较佳实施例揭露如上，并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱 离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化 的等效实施例，但凡未脱离本发明技术方案内容，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1 _ j具有分级冷却装置的地埋油浸式变压器，置于地下室内，其特征在于:包括变压 =本体、三级冷^]装置和冷却控制系统，第一级冷却装置包括油箱⑴、油箱⑴内的变压器 f和油箱(1)外周的散热片(2)，变压器本体浸设在油箱(1)内的变压器油中；第二级冷却装 置包括油泵(3)、循环冷却管道、水箱(4)和重力热管(5)，油泵(3)的进油端与油箱（1)下部 的，油口连通，油泵（3)的出油端通过循环冷却管道与油箱（1)上部的进油口连通，循环冷 却管道包括地冷段管道(6)和空气冷却段管道(7)，地冷段管道(6)和空气冷却段管道(7)均 为螺旋形，重力热管(5)的吸热端和地冷段管道(6)浸设在水箱(4)内的水中，重力热管(5) 的散热端设在水箱(4)上方，水箱(4)和重力热管(5)均埋设在地下室的地面以下，空气冷却 段管道(7)裸露在地下室内的空气中；第三级冷却装置包括为空气冷却段管道(7)提供通风 的通风管道(8)和冷却风机(9)，通风管道(8)的进风口设在空气冷却段管道（7)的上方，出 风口设在地面以上，通风管道(8)内设有冷却风机(9);所述冷却控制系统包括温度传感器、 fe制器和变频器，温度传感器设于油箱(1)的内壁，其信号输出端与控制器的信号输入端连 接，控制器的两个信号输出端分别与变频器和冷却风机(9)的控制端连接，变频器的交流输 出端与油栗(3)电连接。
2.如权利要求1所述的一种具有分级冷却装置的地埋油浸式变压器，其特征在于:所述 重力热管(5)的散热端与地下室地面的距离为0.5米〜2米。
3.如权利要求1所述的一种具有分级冷却装置的地埋油浸式变压器，其特征在于:所述 水箱(4)的材料为304不锈钢，水箱(4)外周设有散热筋。
4.如权利要求1所述的一种具有分级冷却装置的地埋油浸式变压器，其特征在于:所述 循环冷却管道的材料为3〇4不锈钢。
5.如权利要求1所述的一种具有分级冷却装置的地埋油浸式变压器，其特征在于:所述 通风管道(8)内还设有两个滤网，两个滤网分别设置在冷却风机(9)的上方和下方。
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