CN107658106A - 一种电力装置强排风系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电力装置强排风系统，包括机架、热管散热机构、冷却剂热管散热机构、强排风风扇、排风管道以及控制显示系统。热管散热机构吸收电力装置工作区域所散发出来的热量对电力装置进行降温，冷却剂热管散热机构同时也吸收电力装置工作区域的热量，强排风风扇启动，对电力装置的工作区域进行强排风，在强排风风扇的作用下，气流依次流经热管散热机构和冷却剂热管散热机构，而后从排风管道排出到外界，实现了对电力装置工作区域的散热冷却。冷却剂热管散热机构中还设置有上、下辅助散热管以及冷却剂热管散热装置的温度检测与显示系统，用于监测和显示冷却剂散热管机构的自身的温度，避免其工作过载，对系统产生影响。

Description

一种电力装置强排风系统

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，具体涉及一种新型电力装置强排风系统。

背景技术

变压器是一种通过改变电压而传输交流电能的静止感应电器,它有一个公共的铁心和与其交链的几个绕组,且它们之间的空间位置不变。当一个绕组从电源接受交流电能时,通过电感生磁、磁感生电的电磁感应原理改变电压(电流),在其余绕组上以同一频率、不同电压传输交流电能。变压器作为发电厂和变电所的主要设备之一,其作用有两个,一是满足用户电压等级的需要,二是减少电能在输送过程中的损失，就其重要性来讲,我们通常称变压器为变电所的心脏,因此,变压器在电力系统中是一个非常重要的设备，它对电能的有效传输、灵活分配和安全使用具有重要的意义。

电力变压器的基本结构部件是由铁心、绕组和绝缘所组成。与此同时,为了保证电力变压器的安全运行,还装设有油箱、冷却装置和保护装置。其中,油箱是油浸变压器的外壳,变压器主体放在油箱中,箱内充满变压器油，铁心是磁力线的通路,起集中和加强磁通的作用,同时以支持绕组；绕组是电流的通路,产生感应电动势。在油枕和油箱的联管上装有瓦斯继电器,来反映变压器的内部故障。冷却装置是将变压器运行中产生的热量散发出去的设备。也是本文所研究讨论的重点。此外还有温度控制仪来监测温度等。

对于供电部门而言,对变压器的维护就成为供电设施维护的核心,其主要原因是:电力变压器是变电站心脏,无论是从位置上还是从作用上来讲都是最重要的；油循环冷却变压器的结构和运行环境导致了变压器的出事的几率较大,当变压器出现故障后,将会引起大面积的停电，就会严重的影响电力系统的稳定运行和供电可靠性,所以电力变压器的安全维护在电力系统中起着至关重要的作用。

变压器的损耗主要是铜耗和铁耗,而这些损耗最终都转化为热量,从而使变压器的铁心和油温温度升高。而此热量以传导和对流的方式向外扩散,实验与分析表明,变压器运行时产生的热量80%以上集中于绕组和铁心,它将直接影响变压器的寿命。根据研究,变压器绕组温度每升高6摄氏度,使用年限将缩短一半,也就是所谓的绝缘老化6摄氏度规则,所以对变压器实现降温控制是非常必要的。变压器的冷却装置是将变压器在运行中由损耗所产生的热量散发出去,以保证变压器可以安全正常的运行。变压器铁心和线圈的损耗所发出的热量,在使油受热上升,热油沿箱壁以及散热管片向下流动的过程中,将热量传给箱壁和散热管片,再由它们向周围冷却介质散发热量,保证变压器在额定温升下能够正常运行。油冷变压器根据油的循环方式可分为自然循环式和强迫循环式。根据油被冷却的方式不同又可分为自然风冷、强迫风冷、强迫水冷。

油浸自冷变压器的基本冷却原理为：油吸收油箱中绕组和铁心产生的热量后,上升进入散热器在散热管内,靠对流和辐射作用,油将热量散给周围环境。变压器容量不同,所需的散热器形式也不同。散热器有单排和多排管式。为了增加散热量,可在散热器下边加风扇,成为自然循环强迫风冷式变压器,自冷变压器的冷却方式主要适用于小容量的变压器。近年来大容量的巨型变压器采用了强迫油循环的导向冷却方式,即用油泵使用一定的压力,将变压器油箱上部的热油吸入冷却器流过冷却管,铁心与绕组中产生的热量被具有一定流速的冷油带走,在空气侧由风扇将空气吸入,使之流过管组,吸收热量,吹出冷却器外,冷却后的油从冷却器下端再进入变压器油箱内,从而实现变压器的冷却目的,使变压器在安全的温度下运行。根据一般的情况,各种冷却系统的配置情况一般由其电压等级来决定。35kv以下的电力变压器的冷却系统采用不吹风散热器的自然冷却装置；110kv变压器的冷却系统一般采用吹风散热器；而22OkV及以上的电力变压器的冷却装置采用强迫油循环风冷或水冷的冷却装置。

电力变压器的安全可靠运行和使用寿命,很大程度上取决于变压器的运行条件,而在诸多的影响因素中变压器的运行温度状况起着至关重要的作用,因此对变压器进行温度监测与温度控制是十分必要的。随着科技的进步这种监控必将由自动控制取代人工控制,这种自动化的实现不但可以节约人力,节省电能,同时也有助于提高控制的可靠性与实时性。

目前,绝大部分变压器的降温方式是空冷、水冷、油冷,世界上最早的变压器是19世纪后期出现的以空气作为冷却和绝缘介质的变压器。为保证安全工作,必须保证足够的绝缘间隙,选择相应的绝缘材料。由于加工技术的限制以及缺乏适当的绝缘材料,这种变压器很难向大型发展。变压器油具有绝缘性,且液体的换热系数远远大于气体,因此油冷变压器相继问世,该冷却方式噪音大,不适合在建筑物内使用。如在散热器与油箱连接处加一油泵便成为强迫油循环变压器。这时油的流速增加,换热系数增大。采用这种方式的变压器在满负荷时可采用强迫油循环吹风冷却,而在40%负荷时,可采用油自然循环冷却。强迫油循环水冷却及强迫油循环风冷却均有采用。强迫油循环水冷却方式能提高散热能力、冷却效率高、节约材料、减少安装面、变压器油的耗量少。

现有技术中一般都是在电力装置上设置单一的风冷或者水冷冷却装置，但是，单一的冷却装置有时候并不能很好地完成冷却的任务，因此，需要开发一种多种冷却装置复合使用的新型电力装置冷却系统。

发明内容

针对现有技术存在上述技术问题，本发明提供一种冷却效果好、控制方便的新型电力装置强排风系统。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种电力装置强排风系统，包括机架、热管散热机构、冷却剂热管散热机构、强排风风扇、排风管道以及控制显示系统；热管散热机构包括若干根围绕发热电力装置设置的导热管；冷却剂热管散热机构包括对称地分别设置在热管散热机构上下两侧的上冷却剂循环导热管和下冷却剂循环导热管，上、下冷却剂循环导热管均与冷却剂热管散热装置连通，冷却剂在上、下冷却剂循环导热管以及冷却剂热管散热装置中循环流动；强排风风扇设置在热管散热机构与冷却剂热管散热装置之间；排风管道的一端对应强排风风扇的风口处设置，排风管道的另一端延伸出电力装置外部；控制显示系统设置在机架上，控制显示系统包括电力装置工作温度传感器以及强排风风扇控制器，强排风风扇通过线路与强排风风扇控制器相连，电力装置工作温度传感器监测电力装置的温度，控制显示系统还包括冷却剂热管散热装置的温度检测与显示系统。

优选的，冷却剂热管散热装置的温度检测与显示系统包括上冷却剂循环导热管温度传感器、下冷却剂循环导热管温度传感器以及相应的显示器。

优选的，冷却剂热管散热装置为网管式散热装置。

优选的，上、下冷却剂循环导热管分别设置有相应的上、下辅助散热管。

优选的，冷却剂热管散热机构中循环流动的是导热油。

本发明的有益效果：

本发明的一种电力装置强排风系统，包括机架、热管散热机构、冷却剂热管散热机构、强排风风扇、排风管道以及控制显示系统。

本发明的工作原理为：热管散热机构吸收电力装置工作区域所散发出来的热量对电力装置进行降温，冷却剂热管散热机构同时也吸收电力装置工作区域的热量，强排风风扇启动，对电力装置的工作区域进行强排风，气流在强排风风扇的作用下首先流经热管散热机构，由于热管散热机构所吸收的热量会低于冷却剂热管散热机构，而且热管散热机构的表面温度也会低于冷却剂热管散热机构，因此，在强排风风扇的作用下流经热管散热机构后的风所具有的温度仍然低于冷却剂热管散热机构的表面温度，因此，此时的风对冷却剂热管散热机构而言仍然具有一定的热传递降温效应。在强排风风扇的作用下，气流依次流经热管散热机构和冷却剂热管散热机构，而后从排风管道排出到外界，实现了对电力装置工作区域的散热冷却。由于电力装置的工作负荷不同，其所产生的热量也不相同，控制显示系统可以根据电力装置的工作情况适时显示电力装置的工作温度，操作人员可以根据这一显示借助强排风风扇控制器控制风扇的转速，进而控制排风的效率和强度；也可以根据预设的温度范围，由控制系统自动触发强排风风扇的转速控制，进而实现冷却散热的自动控制。冷却剂热管散热机构中还设置有上、下辅助散热管以及冷却剂热管散热装置的温度检测与显示系统，用于监测和显示冷却剂散热管机构的自身的温度，避免其工作过载，对系统产生影响。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、采用热管、排风、冷却剂散热三者结合的散热系统，实现了电力装置的高效率散热；

2、将热管、排风以及冷却剂散热机构合理布置，实现排风气流散热的梯级温度设置，有效利用了排风的热传递作用，提高了排风散热的利用效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

附图标记：

1——冷却剂热管散热机构；

2——上冷却剂循环导热管；

3——下冷却剂循环导热管；

4——上辅助散热管；

5——下辅助散热管；

6——下冷却剂循环导热管温度传感器；

7——强排风风扇；

8——排风管道；

10——冷却剂热管散热装置的温度检测与显示系统；

11——热管散热机构；

12——电力装置工作温度传感器；

13——强排风风扇控制器。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本发明进行详细说明。

一种电力装置强排风系统，包括机架、热管散热机构11、冷却剂热管散热机构1、强排风风扇7、排风管道8以及控制显示系统；热管散热机构11包括若干根围绕发热电力装置设置的导热管；冷却剂热管散热机构1包括对称地分别设置在热管散热机构上下两侧的上冷却剂循环导热管2和下冷却剂循环导热管3，上、下冷却剂循环导热管均与冷却剂热管散热装置连通，冷却剂在上、下冷却剂循环导热管以及冷却剂热管散热装置中循环流动；强排风风扇7设置在热管散热机构11与冷却剂热管散热装置1之间；排风管道8的一端对应强排风风扇7的风口处设置，排风管道8的另一端延伸出电力装置外部；控制显示系统设置在机架上，控制显示系统包括电力装置工作温度传感器12以及强排风风扇控制器13，强排风风扇7通过线路与强排风风扇控制器13相连，电力装置工作温度传感器12监测电力装置的温度，控制显示系统还包括冷却剂热管散热装置的温度检测与显示系统10。

为实时监测冷却剂热管散热装置1的温度，冷却剂热管散热装置的温度检测与显示系统10包括上冷却剂循环导热管温度传感器、下冷却剂循环导热管温度传感器以及相应的显示器。

出于散热效率和使用成本的考虑，冷却剂热管散热装置为网管式散热装置。

为了提高散热效率，上、下冷却剂循环导热管分别设置有相应的上、下辅助散热管。

并且，冷却剂热管散热机构中循环流动的是导热油。

本发明的工作过程为：热管散热机构吸收电力装置工作区域所散发出来的热量对电力装置进行降温，冷却剂热管散热机构同时也吸收电力装置工作区域的热量，强排风风扇启动，对电力装置的工作区域进行强排风，气流在强排风风扇的作用下首先流经热管散热机构，由于热管散热机构所吸收的热量会低于冷却剂热管散热机构，而且热管散热机构的表面温度也会低于冷却剂热管散热机构，因此，在强排风风扇的作用下流经热管散热机构后的风所具有的温度仍然低于冷却剂热管散热机构的表面温度，因此，此时的风对冷却剂热管散热机构而言仍然具有一定的热传递降温效应。在强排风风扇的作用下，气流依次流经热管散热机构和冷却剂热管散热机构，而后从排风管道排出到外界，实现了对电力装置工作区域的散热冷却。由于电力装置的工作负荷不同，其所产生的热量也不相同，控制显示系统可以根据电力装置的工作情况适时显示电力装置的工作温度，操作人员可以根据这一显示借助强排风风扇控制器控制风扇的转速，进而控制排风的效率和强度；也可以根据预设的温度范围，由控制系统自动触发强排风风扇的转速控制，进而实现冷却散热的自动控制。冷却剂热管散热机构中还设置有上、下辅助散热管以及冷却剂热管散热装置的温度检测与显示系统，用于监测和显示冷却剂散热管机构的自身的温度，避免其工作过载，对系统产生影响。

本发明采用热管、排风、冷却剂散热三者结合的散热系统，实现了电力装置的高效率散热；将热管、排风以及冷却剂散热机构合理布置，实现排风气流散热的梯级温度设置，有效利用了排风的热传递作用，提高了排风散热的利用效率。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (5)

1.一种电力装置强排风系统，其特征在于，包括机架、热管散热机构、冷却剂热管散热机构、强排风风扇、排风管道以及控制显示系统；热管散热机构包括若干根围绕发热电力装置设置的导热管；冷却剂热管散热机构包括对称地分别设置在热管散热机构上下两侧的上冷却剂循环导热管和下冷却剂循环导热管，上、下冷却剂循环导热管均与冷却剂热管散热装置连通，冷却剂在上、下冷却剂循环导热管以及冷却剂热管散热装置中循环流动；强排风风扇设置在热管散热机构与冷却剂热管散热装置之间；排风管道的一端对应强排风风扇的风口处设置，排风管道的另一端延伸出电力装置外部；控制显示系统设置在机架上，控制显示系统包括电力装置工作温度传感器以及强排风风扇控制器，强排风风扇通过线路与强排风风扇控制器相连，电力装置工作温度传感器监测电力装置的温度，控制显示系统还包括冷却剂热管散热装置的温度检测与显示系统。

2.如权利要求1的电力装置强排风系统，其特征在于，冷却剂热管散热装置的温度检测与显示系统包括上冷却剂循环导热管温度传感器、下冷却剂循环导热管温度传感器以及相应的显示器。

3.如权利要求2的电力装置强排风系统，其特征在于，冷却剂热管散热装置为网管式散热装置。

4.如权利要求3的电力装置强排风系统，其特征在于，上、下冷却剂循环导热管分别设置有相应的上、下辅助散热管。

5.如权利要求4的电力装置强排风系统，其特征在于，冷却剂热管散热机构中循环流动的是导热油。