CN108511159A - 油浸式变压器及其散热器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及油浸式变压器及其散热器。油浸式变压器的散热器，包括由两片波纹片构成的波纹片组、分别连接在波纹片组的顶端和底端的集油管，集油管包括进油管路和出油管路，所述波纹片具有由U形折弯形成的油槽，用于构成一个波纹片组的两片波纹片之间具有间隔，所述集油管与所述间隔之间、集油管与各波纹片上的油槽之间均设有油槽连通通道。采用上述方案，波纹片之间的间隔能够为对流的液流提供较大的流动空间，有利于变压器油的顺利流动，同时，所述集油管与所述间隔之间、集油管与各波纹片上的油槽之间均设有油槽连通通道，通流面积大，与现有技术相比能够进一步提高散热效果。
Description
技术领域
本发明涉及油浸式变压器及其散热器。
背景技术
容量较小的油浸式变压器常采用全密封波纹油箱结构，例如授权公告号为CN206421881U的中国专利公开的一种植物油油浸式变压器，包括箱体和与箱体连接的箱盖，箱体和箱盖焊接形成油箱，箱体的四个侧面上设有波纹散热片，即波纹片，其材质为1.2mm冷轧钢板，冷轧钢板上加工出间隔布置的U形弯折，整体为矩形波形状，U形折弯在波纹片上形成油槽，油槽具有膨胀功能，可以消除由于变压器热胀冷缩而造成的压力变化，因此变压器无需与外界空气连通，能够有效地防止水气侵入变压器，从而防止变压器油绝缘性能下降。
但是，油浸式变压器容量较大时，由于油箱的侧面面积有限，波纹片的设置数量也有限，因此波纹片的散热面积有限，传统的全密封波纹油箱结构无法满足变压器的散热需求，只能采用片式散热器加储油柜的油箱结构来满足变压器的散热和变压器油的膨胀收缩。然而，普通储油柜油面与空气接触，容易吸入水气。其他形式的储油柜包括波纹储油柜、隔膜储油柜、胶囊储油柜等，结构复杂，价格昂贵，可靠性不如全密封结构。
授权公告号为CN203941785U的中国专利公开了一种改良式变压器片式散热器，该散热器是一种波纹散热器，包括由复数个波纹片组形成的散热器片组，还包括连接在散热器片组的底端和顶端的集油管，集油管包括出油管路和进油管路，出油管路和进油管路分别通过出油口和进油口连接于变压器本体。波纹片由设有U型结构的板材形成，U型结构由板材上的U形弯折形成，各U形弯折在板材上形成间隔布置的油槽，两个波纹片的U型口（即油槽的槽口）紧密对接形成空腔，每个波纹片组由两个对接的波纹片构成。空腔的顶端两侧边沿相向对接后焊接，空腔的底端两侧边沿相向对接后焊接，空腔的底端焊接于出油管路，每个空腔的底端设有与出油管路相通的通孔；空腔的顶端焊接于进油管路，每个空腔的顶端设有与进油管路相通的通孔。由于该改良式变压器片式散热器由波纹片组成，具有膨缩功能，不需要在变压器本体上安装储油柜，避免了绝缘油受潮，从而提高变压器的使用寿命。
但是，为了保证散热效果和膨胀收缩量的要求，上述改良式变压器片式散热器需要对空腔在波纹片的U型口宽度方向上的尺寸加以控制，空腔顶端和底端的通孔尺寸也会因此受限，通流面积较小，而上述散热器工作时变压器油需要从空腔顶端和底端的通孔与出油管路和进油管路连通，通孔的通流面积会直接对变压器油的对流造成限制，导致散热器的散热能力受限。另外，由于波纹片上油槽的槽壁间距（即槽宽）有限，不利于波纹片内液流的流动，并且集油管也会对液流造成阻碍，这些因素也会限制波纹散热器的散热性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种油浸式变压器及其散热器，以解决现有技术中波纹式散热器的散热能力因通流面积而受到限制的问题。
本发明中油浸式变压器的散热器采用的技术方案如下。
油浸式变压器的散热器，包括由两片波纹片构成的波纹片组、分别连接在波纹片组的顶端和底端的集油管，集油管包括进油管路和出油管路，所述波纹片具有由U形折弯形成的油槽，用于构成一个波纹片组的两片波纹片之间具有间隔，所述集油管与所述间隔之间、集油管与各波纹片上的油槽之间均设有油槽连通通道。
有益效果：采用上述方案，波纹片之间的间隔能够为对流的液流提供较大的流动空间，有利于变压器油的顺利流动，同时，所述集油管与所述间隔之间、集油管与各波纹片上的油槽之间均设有油槽连通通道，通流面积大，与现有技术相比能够进一步提高散热效果。
作为一种优选的技术方案，所述集油管设置在两片波纹片之间的间隔内，所述集油管的水平方向两侧设有用于使集油管的内腔与波纹片上的油槽相通的油槽连通口，所述油槽连通通道包括所述油槽连通口。
采用该方案可以通过集油管水平两侧设置的油槽连通口实现与油腔的连通，结构简单，便于进行焊接，制造方便。
作为一种优选的技术方案，所述集油管水平方向两侧的侧面为竖直平面，油槽连通口设置在所述竖直平面上，两片波纹片用于形成油槽槽口的侧面与所述竖直平面贴合配合。
采用该结构便于油槽连通孔的加工，并且能够实现平面贴合，便于保证装配精度。
作为一种优选的技术方案，所述油槽连通口为沿竖直方向延伸的长孔。
采用长孔有利于提高通流面积。
作为一种优选的技术方案，所述进油管路的底部和出油管路的顶部设有与所述间隔相通的间隔连通口，所述油槽连通通道包括所述间隔连通口。
同时设置油槽连通口和间隔连通口能够提高通流面积，进一步提高散热性能。
作为一种优选的技术方案，所述油槽连通口和间隔连通口在集油管的管壁上相互隔离布置。
采用上述方案有利于保证集油管的结构强度，提高稳定性。
作为一种优选的技术方案，所述进油管路与出油管路的两对应端之间通过竖向支撑梁连接，所述进油管路和出油管路的竖直侧面与竖向支撑梁的竖直侧面共面，两片波纹片的水平两侧边缘通过竖向支撑梁封闭。
采用上述方案便于波纹片的安装。
作为一种优选的技术方案，所述竖向支撑梁连接在进油管路的底面与出油管路的顶面之间。
作为一种优选的技术方案，所述竖向支撑梁为矩形钢、槽钢或弯折成U形的钢板，钢板的侧板或槽钢的侧板与所述波纹片连接。
作为一种优选的技术方案，所述间隔内设有连接在进油管路、出油管路和竖向连接件的至少两个之间的加强筋。
本发明中油浸式变压器采用的技术方案如下。
油浸式变压器，包括油箱、设置在油箱上的散热器和与油箱连通的储油柜，所述散热器与上述油浸式变压器的散热器的任一技术方案相同。
作为一种优选的技术方案，所述储油柜为全封闭结构，所述油箱用于与储油柜相通的油柜连接口设置在油箱的顶部，所述油箱内充满变压器油以完全浸没油箱的箱内部件。
采用上述方案既能够避免变压器油与空气接触，又能够通过波纹散热器适应变压器油的热胀冷缩，储油柜能够为油箱补充油液，使箱内部件完全浸没在油箱内，保证安全性能，结构简单，成本低。
上述各优选的技术方案可以单独采用，在能够组合的情况下也可以两种以上任意组合采用。
附图说明
图1是本发明中油浸式变压器的一个实施例的主视图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1的左视图（省去波纹散热器）；
图4是本发明中储油柜的主视图；
图5是图4的侧视图；
图6是图1中波纹散热器的立体图；
图7是图6的结构分解图；
图8是图6中波纹片的结构示意图；
图9是进油管路的结构示意图；
图10是散热器框架的结构示意图。
图中各附图标记所对应的组成部分的名称为：10-油箱，11-波纹片，12-波纹散热器，13-进油管路，14-出油管路，15-U形折弯，16-圆钢，17-竖向支撑梁，18-间隔，19-油槽连通口，110-间隔连通口，111-高压套管，112-低压套管，113-接地套管，114-分接开关，115-压力释放阀，116-顶层油温度计，119-油槽。21-储油柜，22-柜体，23-放气口，24-注油口，25-油箱接口，26-管路，27-气体继电器，28-油位计。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本发明中油浸式变压器的一个实施例如图1至图10所示，包括油箱10、设置在油箱10上的波纹散热器12和储油柜21。
油箱10的结构与现有技术相同，它是保护变压器器身的外壳和盛油的容器，又是装配变压器外部结构件的骨架，同时通过变压器油将器身损耗产生的热量以对流和辐射的方式散至大气中。具体地，油箱10包括箱体，箱体的顶面上设有高压套管111、低压套管112和接地套管113，高压套管111、低压套管112的作用是将油箱10内的绕组引出到油箱10外，起连接和绝缘作用。接地套管113的作用是将铁心或夹件上的接地线引出到油箱10外，起连接及绝缘作用。器身包括铁心、绕组、引线和各种绝缘件等，是变压器的主体。油箱10上还设有分接开关114、压力释放阀115和顶层油温度计116，分接开关114通过变换绕组分接头来改变变压器变比；压力释放阀115用于在变压器内部有严重故障、油分解产生大量气体、油箱10内压力过高时，排出部分变压器油及气体，降低油箱10内压力，压力降低后，压力释放阀115自动闭合；顶层油温度计116用于检测变压器油顶层温度，并提供信号接点。
波纹散热器12包括波纹片组和集油管，集油管分别连接在波纹片组的顶端和底端，包括进油管路13和出油管路14，进油管路13和出油管路14均由方钢制成，方钢的轴向一端焊接钢板封闭，轴向另一端焊接法兰用来连接蝶阀。在其他实施例中，方钢上也可以不焊接法兰，使用时直接焊接在箱壁的开孔上。方钢的四个侧面均为平面，三个侧面上均设有长孔。
波纹片11的材料为1.2mm或者1.5mm厚钢板（牌号不低于ST14），在平面钢板上折弯出多个凸出的U形折弯15，U形折弯15形成油槽119，油槽119的深度（即波翅凸出平面的高度）范围一般在170mm到350mm之间，油槽119内壁距离一般为6mm，油槽119之间的间距最小为45mm。各波纹片11上的油槽119折出后上下端焊接封闭。油槽119的上下端端部分别用两根圆钢16点焊在一起，用来防止油槽119所形成的波翅变形。当然，波纹片的厚度、长度等等各项参数也可以根据实际需要进行改变。
进油管路13的底面与出油管路14的顶面之间焊接有竖向支撑梁17，竖向支撑梁17可以为矩形钢、槽钢或弯折成U形的钢板，钢板的侧板或槽钢的侧板与所述波纹片11连接。本实施例中竖向支撑梁17采用槽钢。进油管路13、出油管路14和竖向支撑梁17形成散热器骨架，进油管路13和出油管路14的竖直侧面与竖向支撑梁17的竖直侧面共面，使得波纹片11的各侧边缘能够贴合到散热器骨架上，波纹片11的边缘通过散热器骨架实现封闭，同时，两片波纹片11的水平两侧边缘通过竖向支撑梁17封闭，使波纹片之间的间隔形成封闭腔，封闭腔与波纹片上的油槽相通并与油槽共同形成油腔。为了提高散热器骨架的强度，可以在间隔18内设置连接在进油管路13、出油管路14和竖向连接件的至少两个之间的加强筋。
方钢的侧面上设置的长孔中，水平方向两侧的侧面上的长孔为沿竖直方向延伸的长孔，形成油槽连通口19，所述波纹片11上油槽119的槽口口沿与集油管水平方向两侧的侧面贴合配合，波纹片11上的油槽119与所述油槽连通口19连通。方钢的底面上设有间隔连通口20，所述间隔连通口20和油槽连通口19在集油管的管壁上相互隔离布置。上述间隔连通口20和油槽连通口19均形成一处油槽连通通道，从而能够增大通流面积。方钢未开长孔的一面上焊接吊板和固定板，以便于起吊波纹散热器12和便于波纹散热器12组件的固定。
储油柜21高于油箱10，包括圆柱状的柜体22，柜体22为全封闭结构，包括圆筒形的筒体和焊接固定在筒体轴向两端的端板，材料为薄钢板，厚度2mm到6mm。
所述储油柜21的顶部于储油柜21的轴向中部设有放气口23，放气口23为放气法兰，其上连接有放气阀，放气阀可采用闸阀，注油时打开闸阀，注满油关闭闸阀。储油柜21的底部设有注油口24，注油口24为注油法兰，其上连接有注油阀，注油阀可采用闸阀，注油时打开闸阀，注油完毕后关闭闸阀。储油柜21的底部还设有用于与油浸式变压器的油箱10相连的油箱接口25，储油柜21的油箱接口25与油箱10通过管路26连接，管路26上设有气体继电器27。
所述储油柜21的端面上设有油位计28，所述油位计28为管体结构，管体结构的上端和下端分别连接在储油柜21的顶部和底部。油位计28用于观测储油柜21油面位置。可用管式油位计28，或用磁力式油位计28并带信号接点。
该储油柜21为全密封式，有注油口24和放气口23，无呼吸口，不接吸湿器。与传统储油柜21不同，该储油柜21使用时注满变压器油，由于没有设置呼吸口，其不具备补偿因油温升降而引起的变压器油体积变化的功能，其功能是确保变压器器身和套管下部可靠地浸入油中。该储油柜21使用时与波纹散热器12配合，可实现35kV及以上大型变压器的全密封。
在上述实施例中，所述集油管的水平方向两侧设有用于使集油管的内腔与波纹片上的油槽相通的油槽连通口，所述集油管朝向波纹片高度方向中部的一侧设有与所述间隔相通的间隔连通口，间隔连通口20和油槽连通口19均形成一处油槽连通通道。在本发明的其他实施例中，油槽连通口和间隔连通口也可以同时设置在所述集油管朝向波纹片高度方向中部的一侧。
另外，在上述实施例中，油槽的槽口与集油管相通，在其他实施例中，也可以在油槽顶底方向的端面上设置开口，通过该开口与集油管相通。当然，油槽连通口和间隔连通口也可以替换为其他形式的孔，例如圆孔，各孔也可以间隔布置。再者，在其他实施例中，油槽连通口和间隔连通口也可以在集油管的管壁上相互连通。
在上述实施例中，集油管为方管，在其他实施例中，集油管也可以替换为圆管。
本发明中油浸式变压器的散热器的实施例即上述油浸式变压器的任一实施例中的波纹散热器，具体结构此处不再赘述。
最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动的修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.油浸式变压器的散热器，包括由两片波纹片构成的波纹片组、分别连接在波纹片组的顶端和底端的集油管，集油管包括进油管路和出油管路，所述波纹片具有由U形折弯形成的油槽，其特征在于：用于构成一个波纹片组的两片波纹片之间具有间隔，所述集油管与所述间隔之间、集油管与各波纹片上的油槽之间均设有油槽连通通道。
2.根据权利要求1所述的油浸式变压器的散热器，其特征在于：所述集油管设置在两片波纹片之间的间隔内，所述集油管的水平方向两侧设有用于使集油管的内腔与波纹片上的油槽相通的油槽连通口，所述油槽连通通道包括所述油槽连通口。
3.根据权利要求2所述的油浸式变压器的散热器，其特征在于：所述集油管水平方向两侧的侧面为竖直平面，油槽连通口设置在所述竖直平面上，两片波纹片用于形成油槽槽口的侧面与所述竖直平面贴合配合。
4.根据权利要求2或3所述的油浸式变压器的散热器，其特征在于：所述进油管路的底部和出油管路的顶部设有与所述间隔相通的间隔连通口，所述油槽连通通道包括所述间隔连通口。
5.根据权利要求4所述的油浸式变压器的散热器，其特征在于：所述油槽连通口和间隔连通口在集油管的管壁上相互隔离布置。
6.根据权利要求1至3的任意一项所述的油浸式变压器的散热器，其特征在于：所述进油管路与出油管路的两对应端之间通过竖向支撑梁连接，所述进油管路和出油管路的竖直侧面与竖向支撑梁的竖直侧面共面，两片波纹片的水平两侧边缘通过竖向支撑梁封闭。
7.根据权利要求6所述的油浸式变压器的散热器，其特征在于：所述竖向支撑梁连接在进油管路的底面与出油管路的顶面之间。
8.根据权利要求6所述的油浸式变压器的散热器，其特征在于：所述竖向支撑梁为矩形钢、槽钢或弯折成U形的钢板，钢板的侧板或槽钢的侧板与所述波纹片连接。
9.油浸式变压器，包括油箱、设置在油箱上的散热器和与油箱连通的储油柜，其特征在于：所述散热器为权利要求1—8的任意一项所述的散热器。
10.根据权利要求9所述的油浸式变压器，其特征在于：所述储油柜为全封闭结构，所述油箱用于与储油柜相通的油柜连接口设置在油箱的顶部，所述油箱内充满变压器油以完全浸没油箱的箱内部件。
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