CN110535052B - 便于维护的箱式变电站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便于维护的箱式变电站，涉及输变电技术领域，主要目的是对变电站箱体进行降温处理的同时，避免变电站箱体直接接触水。本发明的主要技术方案为：一种便于维护的箱式变电站，其包括：箱体和气流循环部；箱体内安装有变压器，箱体设有箱壁，箱壁设有中空腔室，用于填装碘粉；气流循环部包括分离机构、散热件、收集器，分离机构设有第一进口、第一出口和第二出口，收集器设有第二进口和第三出口，第一进口连接于中空腔室，用于将碘粉和空气引流至分离机构，分离机构用于分离碘蒸汽和碘粉，第一出口连接于中空腔室，用于将固态碘引流回中空腔室，散热件的一端连接于第二出口，另一端连接于第二进口，第三出口连接于中空腔室。

Description

便于维护的箱式变电站

技术领域

本发明涉及输变电技术领域，尤其涉及一种便于维护的箱式变电站。

背景技术

近年来，箱式变电站因其具有组合灵活，便于运输、迁移、安装方便，施工周期短、运行费用低、无污染、免维护等优点，在我国广大城市、农村、工矿企业、公共建筑设施等领域得到了普遍的推广和使用。

不过，大量的运行实践表明，现有的大多数箱式变电站都存在散热问题。如城市电网系统中已投入运行的大部分箱式变电站设备在夏季高温高峰负荷时段内，因设备过热被迫停电的现象尤为突出，严重影响了城市居民的正常生活和供电企业的正常生产作业。究其原因主要在于，一方面由夏日太阳辐射热经箱体传导进箱内引起箱内变压器、高压电气设备等发热引起；另一方面由变压器、高压电气设备等连续高强度工作导致箱内温度骤升而未进行及时有效降温散热引起。

使用循环水管贴附变电站箱体，利用流动的循环水对变电站箱体进行降温就是其中一种降温方式。但是，循环水管难免出现裂纹隐患，而人们没有及时发现该隐患，泄漏的循环水就容易触发漏电短路事故。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种便于维护的箱式变电站，主要目的是对变电站箱体进行降温处理的同时，避免变电站箱体直接接触水。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

本发明提供一种便于维护的箱式变电站，其包括：箱体和气流循环部；所述箱体内安装有变压器，所述箱体设有箱壁，所述箱壁设有中空腔室，用于填装碘粉；所述气流循环部包括分离机构、散热件、收集器，所述分离机构设有第一进口、第一出口和第二出口，所述收集器设有第二进口和第三出口，所述第一进口连接于所述中空腔室，用于将碘粉和空气引流至所述分离机构，所述分离机构用于分离碘蒸汽和碘粉，所述第一出口连接于所述中空腔室，用于将固态碘引流回所述中空腔室，所述散热件的一端连接于所述第二出口，另一端连接于所述第二进口，用于对碘蒸汽进行降温处理，使碘蒸汽转化为固态碘，所述第三出口连接于所述中空腔室，用于将固态碘引流回所述中空腔室。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

可选的，所述气流循环部还包括第一回气管，所述第一回气管的一端连接于所述第一出口，另一端连接于所述中空腔室，所述第一回气管套接有循环水管。

可选的，所述分离机构为倒圆锥形的旋风分离器，所述第一进口面向所述旋风分离器的轴向断面的切线方向，所述第一出口位于所述旋风分离器的下端，所述第二出口位于所述旋风分离器的上端。

可选的，所述第一出口连接有集灰斗，所述集灰斗连接于所述中空腔室，用于积存碘粉，使碘粉分隔所述中空腔室和所述旋风分离器。

可选的，所述第一进口连接于所述中空腔室的上端，所述第一出口和所述第三出口分别连接于所述中空腔室的下端。

可选的，所述气流循环部还包括导流箱，所述散热件包括多个并行排列的散热管，所述导流箱设置于所述旋风分离器的上方，所述收集器设置于所述导流箱的下方，所述导流箱的底壁中心连接于所述第二出口，所述导流箱的底壁边缘连接于所述散热管的一端，所述散热管的另一端连接于所述第二进口。

可选的，所述导流箱内设置有到圆锥形的导流板，所述导流板位于所述第二出口的正上方，用于使碘蒸汽和空气的流动轨迹呈曲面状。

可选的，所述箱壁设有多个排风孔，且安装有排风机构，所述排风孔和所述排风机构相对设置，用于使箱体内外的空气对流。

借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点：

首先，变压器产生的热量先传递至中空腔室，因为变压器的工作温度上限在100℃以上，为了使变压器的温度不再持续上升，中空腔室中的碘粉吸收热量，而碘的升华温度在100℃至200℃之间，部分碘粉升华为碘蒸汽，因为碘的升华焓比其比热值大，可以较多的带走变压器产生的热量，碘蒸汽、空气和未升华的碘粉经第一进口进入分离机构，分离机构将碘蒸汽和碘粉进行分离，碘蒸汽进入散热件，在散热件中碘蒸汽的温度降低，重新转化为固态碘，固态碘富集于收集器，然后重新回到中空腔室，再次带走箱体内的热量。如此循环往复，通过碘的不同相态间的变化，将箱体内的热量带出。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种便于维护的箱式变电站的结构示意图。

说明书附图中的附图标记包括：中空腔室1、分离机构2、散热件3、收集器4、第一进口5、第一出口6、第二出口7、第二进口8、第三出口9、引风机10、循环水管11、集灰斗12、导流箱13、导流板14、排风孔15、排风机构16。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明的一个实施例提供的一种便于维护的箱式变电站，其包括：箱体和气流循环部；箱体内安装有变压器，箱体设有箱壁，箱壁设有中空腔室1，用于填装碘粉；所述气流循环部包括分离机构2、散热件3、收集器4，所述分离机构2设有第一进口5、第一出口6和第二出口7，所述收集器4设有第二进口8和第三出口9，所述第一进口5连接于所述中空腔室1，用于将碘粉和空气引流至所述分离机构2，所述分离机构2用于分离碘蒸汽和碘粉，所述第一出口6连接于所述中空腔室1，用于将固态碘引流回所述中空腔室1，所述散热件3的一端连接于所述第二出口7，另一端连接于所述第二进口8，用于对碘蒸汽进行降温处理，使碘蒸汽转化为固态碘，所述第三出口9连接于所述中空腔室1，用于将固态碘引流回所述中空腔室1。

工作过程如下:

首先，变压器产生的热量先传递至中空腔室1，因为变压器的工作温度上限在100℃以上，为了使变压器的温度不再持续上升，中空腔室1中的碘粉吸收热量，而碘的升华温度在100℃至200℃之间，部分碘粉升华为碘蒸汽，因为碘的升华焓比其比热值大，可以较多的带走变压器产生的热量，碘蒸汽、空气和未升华的碘粉经第一进口5进入分离机构2，分离机构2将碘蒸汽和碘粉进行分离，碘蒸汽进入散热件3，在散热件3中碘蒸汽的温度降低，重新转化为固态碘，固态碘富集于收集器4，然后重新回到中空腔室1，再次带走箱体内的热量。如此循环往复，通过碘的不同相态间的变化，将箱体内的热量带出。

在本发明的技术方案中，本装置对变电站箱体降温的同时，避免箱体和水的接触，避免引起漏电短路事故。

具体的,在第一进口5和中空腔室1之间设置有引风机10，引风机10的进口连接于中空腔室1，引风机10的出口连接于第一进口5，为碘随气流在本装置内的流动提供动力。

具体的，散热件3是由滤布制成的布袋管，碘蒸汽进入布袋管，碘蒸汽中的热量随空气流通过布袋管流出，而外界空气经布袋管靠近第二进口8的一端侧重新进入布袋管，从而实现散热管内、外空气的传热、传质的过程；而碘分子的直径远大于空气中的气体分子直径，所以碘分子不会通过布袋管的滤孔，避免碘的流失。

如图1所示，在具体实施方式中，气流循环部还包括第一回气管，第一回气管的一端连接于第一出口6，另一端连接于中空腔室1，第一回气管套接有循环水管11。

在本实施方式中，第一回水管套接有循环水管11，在碘粉回流至中空腔室1的过程中，循环水管11内的水带走了回流碘粉的热量，使碘粉在中空腔室1内可以吸收更多的热量，提高了中空腔室1中碘粉的吸热潜力。

如图1所示，在具体实施方式中，分离机构2为倒圆锥形的旋风分离器，第一进口5面向旋风分离器的轴向断面的切线方向，第一出口6位于旋风分离器的下端，第二出口7位于旋风分离器的上端。

在本实施方式中，碘蒸汽颗粒直径小于碘粉颗粒直径，碘蒸汽颗粒重量小于碘粉颗粒重量。在旋风分离器中碘蒸汽颗粒螺旋运动，最终折流向上经第二出口7进入散热件3，较重的碘粉颗粒螺旋运动至旋风分离器的第一出口6，并回流至中空腔室1。

如图1所示，在具体实施方式中，第一出口6连接有集灰斗12，集灰斗12连接于中空腔室1，用于积存碘粉，使碘粉分隔中空腔室1和旋风分离器。

在本实施方式中，集灰斗12的内部流道呈螺旋状或者折流状，内部流道的一端连接于第一出口6，另一端连接于中空腔室1，用于减缓碘粉在内部流道中的流动速度，从而使中空腔室1的气相空间和旋风分离器的气相空间相互隔离，使两者内的气压不会相互影响，从而避免第一出口6处的气流抽力过大，从而避免碘蒸汽经第一出口6大量回流至中空腔室1，降低换热效果。

如图1所示，在具体实施方式中，第一进口5连接于中空腔室1的上端，第一出口6和第三出口9分别连接于中空腔室1的下端。

在本实施方式中，因为回流至中空腔室1的碘经过换热，基本都转化为碘粉，淀粉颗粒密度较大，经中空腔室1的下端进入中空腔室1，较为省力；而再次升华的碘蒸汽经中空腔室1的上端流出，也符合气体自然上升的物理特性，再加上引风机10的引流作用，本装置形成了碘的循环流动顺序。

如图1所示，在具体实施方式中，气流循环部还包括导流箱13，散热件3包括多个并行排列的散热管，导流箱13设置于旋风分离器的上方，收集器4设置于导流箱13的下方，导流箱13的底壁中心连接于第二出口7，导流箱13的底壁边缘连接于散热管的一端，散热管的另一端连接于第二进口8。

在本实施方式中，多个散热管均布于旋风分离器的周侧。旋风分离器中的碘蒸汽经第二出口7进入导流箱13，碘蒸汽抵至导流箱13的顶壁，并折流至导流箱13边缘的散热管一端，符合气体的扩散机制。

如图1所示，在具体实施方式中，导流箱13内设置有倒圆锥形的导流板14，导流板14位于第二出口7的正上方，用于使碘蒸汽和空气的流动轨迹呈曲面状。

在本实施方式中，导流板14的边缘固定连接于导流箱13的顶壁，上升的碘蒸汽抵至导流板14，并沿导流板14的表面向四周扩散，这样，由于导流板14的引流作用，碘蒸汽的流动轨迹呈曲面状，按照空气动力学原理，碘蒸汽的动能损失最小。

在具体实施方式中，箱壁设有多个排风孔15，且安装有排风机构16，排风孔15和排风机构16相对设置，用于使箱体内外的空气对流。

在本实施方式中，排风孔15和排放机构分别设置于箱体的相对侧壁上，排风机构16将箱体外的空气引流至箱体内，并经排风孔15流出箱体，使箱体内外的空气对流，带走箱体内的热量。本实施方式作为前述实施方式的补充措施，进一步降低箱体内的变压器的热量。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种便于维护的箱式变电站，包括箱体，所述箱体内安装有变压器，其特征在于，所述箱体设有箱壁，所述箱壁设有中空腔室，用于填装碘粉；

气流循环部，所述气流循环部包括分离机构、散热件、收集器，所述分离机构设有第一进口、第一出口和第二出口，所述收集器设有第二进口和第三出口，所述第一进口连接于所述中空腔室，用于将碘粉和空气引流至所述分离机构，所述分离机构用于分离碘蒸汽和碘粉，所述第一出口连接于所述中空腔室，用于将固态碘引流回所述中空腔室，所述散热件的一端连接于所述第二出口，另一端连接于所述第二进口，用于对碘蒸汽进行降温处理，使碘蒸汽转化为固态碘，所述第三出口连接于所述中空腔室，用于将固态碘引流回所述中空腔室。

2.根据权利要求1所述的便于维护的箱式变电站，其特征在于，所述气流循环部还包括第一回气管，所述第一回气管的一端连接于所述第一出口，另一端连接于所述中空腔室，所述第一回气管套接有循环水管。

3.根据权利要求1所述的便于维护的箱式变电站，其特征在于，所述分离机构为倒圆锥形的旋风分离器，所述第一进口面向所述旋风分离器的轴向断面的切线方向，所述第一出口位于所述旋风分离器的下端，所述第二出口位于所述旋风分离器的上端。

4.根据权利要求3所述的便于维护的箱式变电站，其特征在于，所述第一出口连接有集灰斗，所述集灰斗连接于所述中空腔室，用于积存碘粉，使碘粉分隔所述中空腔室和所述旋风分离器。

5.根据权利要求1所述的便于维护的箱式变电站，其特征在于，所述第一进口连接于所述中空腔室的上端，所述第一出口和所述第三出口分别连接于所述中空腔室的下端。

6.根据权利要求3所述的便于维护的箱式变电站，其特征在于，所述气流循环部还包括导流箱，所述散热件包括多个并行排列的散热管，所述导流箱设置于所述旋风分离器的上方，所述收集器设置于所述导流箱的下方，所述导流箱的底壁中心连接于所述第二出口，所述导流箱的底壁边缘连接于所述散热管的一端，所述散热管的另一端连接于所述第二进口。

7.根据权利要求6所述的便于维护的箱式变电站，其特征在于，所述导流箱内设置有倒圆锥形的导流板，所述导流板位于所述第二出口的正上方，用于使碘蒸汽和空气的流动轨迹呈曲面状。

8.根据权利要求1至7任一项所述的便于维护的箱式变电站，其特征在于，所述箱壁设有多个排风孔，且安装有排风机构，所述排风孔和所述排风机构相对设置，用于使箱体内外的空气对流。

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