CN111430116A - 一种水冷的风电美变式变压器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种水冷的风电美变式变压器，包括控制器、变压器主体、冷却管、设置于地面的第一水箱和设置于地下至少三米深度的第二水箱；冷却管包括进水口和出水口；第一水箱通过两第一管道连通冷却管，其中一第一管道连通进水口，另一第一管道连通出水口，各第一管道均设置第一电控阀；第二水箱通过两第二管道连通冷却管，其中一第二管道连通进水口，另一第二管道连通出水口，各第二管道均设置第二电控阀，控制器分别信号连接第一电控阀和第二电控阀；第一水箱内和第二水箱内均设置信号连接控制器的温度检测器。本发明提出技术方案中用户在夏日或冬日均可随时选择低温水对变压器主体进行降温，使得变压器主体保持最佳散热效率。

Description

一种水冷的风电美变式变压器

技术领域

本发明涉及电力技术领域，特别涉及一种水冷的风电美变式变压器。

背景技术

风力发电是除水电之外的可再生能源中开发利用最成熟、最具规模和最有商业化发展前景的发电技术。风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。

高原地区相对来说其风能资源较为充裕，因此很多风电场项目建设在海拔相对较高的地区。在一些高海拔地区，由于其日照时间长，使该地区白日温度高，且夜晚温度和白日温度差异巨大。一些变压器是用过外置的水箱进行水冷散热，但是较高的外部温度会使外置水箱内水的温度上升，导致水无法快速对变压器散热。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种水冷的风电美变式变压器，旨在解决变压器散热困难的问题。

为实现上述目的，本发明提出的技术方案是：

一种水冷的风电美变式变压器，包括控制器、变压器主体、冷却管、设置于地面的第一水箱和设置于地下至少三米深度的第二水箱；所述冷却管包括进水口和出水口，所述冷却管用于对所述变压器主体降温；所述第一水箱通过两第一管道连通所述冷却管，其中一所述第一管道连通所述进水口，另一所述第一管道连通所述出水口，各所述第一管道均设置第一电控阀；所述第二水箱通过两第二管道连通所述冷却管，其中一所述第二管道连通所述进水口，另一所述第二管道连通所述出水口，各所述第二管道均设置第二电控阀，所述控制器分别信号连接所述第一电控阀和所述第二电控阀，所述控制器用于开闭所述第一电控阀和/或所述第二电控阀；所述第一水箱内和所述第二水箱内均设置信号连接所述控制器的温度检测器，所述控制器用于通过对应的所述温度检测器分别获取所述第一水箱的水温和所述第二水箱的水温，并通过控制所述第一电控阀和/或所述第二电控阀，使所述第一水箱和/或所述第二水箱内温度较低的水流如所述冷却管内后，再流回所述第一水箱和/或所述第二水箱。

优选的，所述第二水箱背离地面的一侧间隔设置若干铜管，各所述铜管均连通所述第二水箱，各所述铜管远离所述第二水箱的一端呈密封状。

优选的，所述第一水箱和所述第二水箱通过两循环水管连通，各所述循环水管设置信号连接所述控制器的第三电控阀，各所述循环水管用于使所述第一水箱内的水和所述第二水箱内的水之间循环流动。

优选的，水冷的风电美变式变压器还包括容纳箱体，所述容纳箱体背离地面的一端为敞口，所述容纳箱体内形成安装空间，所述变压器主体位于所述安装空间内；所述冷却管位于所述安装空间内，所述冷却管呈盘管，并围绕所述变压器主体设置。

优选的，水冷的风电美变式变压器还包括第三水箱和制冷罐，所述第三水箱分别连通各所述第一管道和各所述第二管道，使所述第一水箱内的水和/或所述第二水箱内的水流入所述第三水箱后，再流回所述第一水箱和/或所述第二水箱；所述第三水箱通过两第三管道连通所述冷却管，其中一所述第三管道连通所述进水口，另一所述第三管道连通所述出水口，任一所述第三管道设置水泵；所述第三水箱通过第四管道连通所述制冷罐，所述第四管道设置第四电控阀；所述第三水箱内设置所述温度检测器，所述温度检测器、所述水泵和所述第四电控阀分别信号连接所述控制器。

优选的，所述第三水箱内设置搅拌结构，所述搅拌结构包括相互连接的转动轴和搅拌扇叶，所述转动轴的一端和搅拌扇叶连接，所述转动轴的另一端穿出所述第三水箱，并连接位于所述第三水箱外部的电机，所述电机信号连接所述控制器。

优选的，所述容纳箱体背离敞口的一侧设置固定座，所述第三水箱和所述制冷罐均设置于所述固定座内，以作为固定座的配重物；所述固定座通过膨胀螺栓和地面固定连接。

优选的，所述容纳箱体内还设置所述温度检测器和电控喷头，所述控制器分别信号连接所述温度检测器和所述电控喷头；所述电控喷头通过制冷剂管连通所述制冷罐。

优选的，所述容纳箱体的各侧板均设置散热孔，所述容纳箱体的敞口处设置盖体。

优选的，所述容纳箱体的外壁面设置隔离网层，所述隔离网层用于阻挡动物通过所述散热孔进入所述容纳箱体内。

与现有技术相比，本发明至少具备以下有益效果：

控制器根据第一水箱和第二水箱内的温度，通过控制各电控阀使水温较低的水进入冷却管内对变压器主体进行降温，由于地上温度和地下温度的差异，用户在夏日或冬日均可随时选择低温水对变压器主体进行降温，使得变压器主体保持最佳散热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一水冷的风电美变式变压器实施例的结构示意图；

图2为容纳箱体的内部结构示意图；

图3为第三水箱的内部结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种水冷的风电美变式变压器。

如图1至图3所示的一种水冷的风电美变式变压器，包括控制器、变压器主体1、冷却管5、以及设置于地面的第一水箱2和设置于地下至少三米深度的第二水箱3；冷却管5包括进水口51和出水口52，冷却管5用于对变压器主体1降温；第一水箱2通过两第一管道22连通冷却管5，其中一第一管道22连通进水口51，另一第一管道22连通出水口52，各第一管道22均设置第一电控阀21；第二水箱3通过两第二管道33连通冷却管5，其中一第二管道33连通进水口51，另一第二管道33连通出水口52，各第二管道33均设置第二电控阀31，控制器分别信号连接第一电控阀21和第二电控阀31，控制器用于开闭第一电控阀21和/或第二电控阀31；第一水箱2内和第二水箱3内均设置信号连接控制器的温度检测器7，控制器用于通过对应的温度检测器7分别获取第一水箱2的水温和第二水箱3的水温，并通过控制第一电控阀21和/或第二电控阀31，使第一水箱2和/或第二水箱3中内温度较低的水流入冷却管5内后，再流回第一水箱2和/或第二水箱3。

控制器根据第一水箱2和第二水箱3内的温度，通过控制各电控阀使水温较低的水进入冷却管5内对变压器主体1进行降温，由于地上温度和地下温度的差异，用户在夏日或冬日均可随时选择低温水对变压器主体1进行降温，使得变压器主体1保持最佳散热效率。

高原地区昼夜温差极大，早晚差异可达20摄氏度至30摄氏度。白天时，由于地面温度高于地下温度，使第一水箱2内的水温高于第二水箱3，控制器分别控制第一电控阀21关闭和第二电控阀31开启，使第二水箱3内的水流入冷却管5进行冷热交换后，再流回第二水箱3内；夜晚时，由于气温骤降地面温度低于地下温度，使第一水箱2的水温低于第二水箱3，控制器分别控制第一电控阀21开启和第二电控阀31关闭，使第一水箱2内的水入经冷却管5进行冷热交换后，再流回第一水箱2内。

具体的，控制器使第一电控阀21常开，当第一水箱2的水温高于第二水箱3的水温时，开启第二电控阀31，使第一水箱2和第二水箱3通过冷却管5进行水循环，从而降低第一水箱2的水温，使第二水箱3成为第一水箱2的冷却箱；当第一水箱2的水温小于第二水箱3的水温时，关闭第二电控阀31，使第一水箱2单独与冷却管5进行水循环。使第一水箱2内和第二水箱3进行冷热交换，并通过地下的低温对第二水箱3降温，从而使冷却管5内的水保持在较低的温度，使变压器主体1得到良好的散热。

第二水箱3背离地面的一侧间隔设置若干铜管32，各铜管32均连通第二水箱3，各铜管32远离第二水箱3的一端呈密封状。具体的，各铜管32的长度大于或等于两米，且铜管32的长度加上第二水箱3至地面的为五米至六米。各铜管32均进入地下五米内，而地下5米的温度不受到日照的影响，其常年保持在15摄氏度至17摄氏度，铜管32内的水温与第二水箱3内的水温形成温差，即使变压器主体1即使长时间处于高温的状况，也能快速有效的对变压器主体1进行降温。

第一水箱2和第二水箱3通过两循环水管6连通，各循环水管6设置信号连接控制器的第三电控阀61，各循环水管6用于使第一水箱2内的水和第二水箱3内的水之间循环流动。高原地区进入冬日后，室外温度长期处于零摄氏度以下，这时已经无需对变压器主体1进行降温了，但是第一水箱2长期处于低温的状态下会使水冻结成冰块，第一水箱2内的水如果冻结有可能对第一水箱2造成损坏。控制器通过开启第三电控阀61，第二水箱3和第一水箱2之间进行水循环，第二水箱3位于地下，使第二水箱3内的水温常年保持在十摄氏度左右，故第二水箱3和第一水箱2之间的水循环流动，使第一水箱2内的水温升至零摄氏度以上，避免第一水箱2内的水冻结呈冰块。

参见图2和图3，水冷的风电美变式变压器还包括容纳箱体11，容纳箱体11背离地面的一端为敞口，容纳箱体11内形成安装空间12，变压器主体1位于安装空间12内；冷却管5位于安装空间12内，冷却管5呈盘管，并围绕变压器主体1设置。容纳箱体11用于固定变压器主体1和冷却管5，保证容纳箱体11的稳固。

水冷的风电美变式变压器还包括第三水箱4和制冷罐16，第三水箱4分别连通各第一管道22和各第二管道33，使第一水箱2内的水和/或第二水箱3内的水流入第三水箱4后，再流回第一水箱2和/或第二水箱3；第三水箱4通过两第三管道44连通冷却管5，其中一第三管道44连通进水口51，另一第三管道44连通出水口52，任一第三管道44连接水泵41；第三水箱4通过第四管道45连通制冷罐16，第四管道45设置第四电控阀43；第三水箱4内设置温度检测器7，温度检测器7、水泵41和第四电控阀43分别信号连接控制器。第一水箱2内的水和/或第二水箱3的水流经第三水箱4，当第三水箱4的水温高于一定温度时，控制器通过第四电控阀43使制冷剂进入第三水箱4进行降温，再使第三水箱4的水进入冷却管5内进行降温。具体的，控制器根据第四电控阀43的开启控制水泵41的功率，控制器根据第三水箱4内的水温控制第四电控阀43的阀口开启大小；当控制器获取第三水箱4的水温高于第一预设温度(第一预设温度优选不小于三十摄氏度)时，控制器控制第四电控阀43开启预设开度(例如，预设大小为打开1/2的阀口)的阀口，并使水泵41工作功率增大，加速第三水箱4内水流经冷却管5的流速；当第四电控阀43开启，预设温度低于第二预设温度(第二预设温度优选在二十摄氏度以上，且小于三十摄氏度)，控制器控制第四电磁阀关闭；当第四电磁阀的阀口开启预设开度，且预设降温时间内第三水箱4内的水温无变化时，第四电磁阀的阀口完全打开。

第三水箱4内设置搅拌结构42，搅拌结构42包括相互连接的转动轴421和搅拌扇叶422，转动轴421的一端和搅拌扇叶422连接，转动轴421的另一端穿出第三水箱4，并连接位于第三水箱4外部的电机423，电机423信号连接控制器。搅拌结构42利于第三水箱4内水和制冷剂的混合，加速了水的冷却。

容纳箱体11背离敞口的一侧设置固定座13，第三水箱4和制冷罐16均设置于固定座13内，以作为固定座13的配重物；固定座13通过膨胀螺栓和地面固定连接。具体的，固定座13呈立体梯形。固定座13将第三水箱4和制冷罐16作为配重物，容纳箱体11不会因为撞击或震动导致容纳箱体11摇晃，固定座13起到防震的效果。

容纳箱体11内还设置温度检测器7和电控喷头14，控制器分别信号连接温度检测器7和电控喷头14；电控喷头14通过降温管连通制冷罐16。具体的，容纳箱体11内的温度检测器7检测到变压器主体1在预设时间段内温度一直保持在第三预设温度(例如，第三预设温度为50摄氏度)，控制器控制电控喷头14向变压器主体1喷射制冷剂。

容纳箱体11的各侧板均设置散热孔15，容纳箱体11的敞口处设置盖体。散热孔15用于辅助变压器主体1的散热，盖体用于封闭容纳箱体11。

容纳箱体11的外壁面设置隔离网层，隔离网层用于阻挡动物通过散热孔15进入容纳箱体11内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种水冷的风电美变式变压器，其特征在于，包括控制器、变压器主体、冷却管、设置于地面的第一水箱和设置于地下至少三米深度的第二水箱；所述冷却管包括进水口和出水口，所述冷却管用于对所述变压器主体降温；所述第一水箱通过两第一管道连通所述冷却管，其中一所述第一管道连通所述进水口，另一所述第一管道连通所述出水口，各所述第一管道均设置第一电控阀；所述第二水箱通过两第二管道连通所述冷却管，其中一所述第二管道连通所述进水口，另一所述第二管道连通所述出水口，各所述第二管道均设置第二电控阀，所述控制器分别信号连接所述第一电控阀和所述第二电控阀，所述控制器用于开闭所述第一电控阀和/或所述第二电控阀；所述第一水箱内和所述第二水箱内均设置信号连接所述控制器的温度检测器，所述控制器用于通过对应的所述温度检测器分别获取所述第一水箱的水温和所述第二水箱的水温，并通过控制所述第一电控阀和/或所述第二电控阀，使所述第一水箱和/或所述第二水箱内温度较低的水流如所述冷却管内后，再流回所述第一水箱和/或所述第二水箱。

2.根据权利要求1所述的一种水冷的风电美变式变压器，其特征在于，所述第二水箱背离地面的一侧间隔设置若干铜管，各所述铜管均连通所述第二水箱，各所述铜管远离所述第二水箱的一端呈密封状。

3.根据权利要求1所述的一种水冷的风电美变式变压器，其特征在于，所述第一水箱和所述第二水箱通过两循环水管连通，各所述循环水管设置信号连接所述控制器的第三电控阀，各所述循环水管用于使所述第一水箱内的水和所述第二水箱内的水之间循环流动。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种水冷的风电美变式变压器，其特征在于，水冷的风电美变式变压器还包括容纳箱体，所述容纳箱体背离地面的一端为敞口，所述容纳箱体内形成安装空间，所述变压器主体位于所述安装空间内；所述冷却管位于所述安装空间内，所述冷却管呈盘管，并围绕所述变压器主体设置。

5.根据权利要求4所述的一种水冷的风电美变式变压器，其特征在于，水冷的风电美变式变压器还包括第三水箱和制冷罐，所述第三水箱分别连通各所述第一管道和各所述第二管道，使所述第一水箱内的水和/或所述第二水箱内的水流入所述第三水箱后，再流回所述第一水箱和/或所述第二水箱；所述第三水箱通过两第三管道连通所述冷却管，其中一所述第三管道连通所述进水口，另一所述第三管道连通所述出水口，任一所述第三管道设置水泵；所述第三水箱通过第四管道连通所述制冷罐，所述第四管道设置第四电控阀；所述第三水箱内设置所述温度检测器，所述温度检测器、所述水泵和所述第四电控阀分别信号连接所述控制器。

6.根据权利要求5所述的一种水冷的风电美变式变压器，其特征在于，所述第三水箱内设置搅拌结构，所述搅拌结构包括相互连接的转动轴和搅拌扇叶，所述转动轴的一端和搅拌扇叶连接，所述转动轴的另一端穿出所述第三水箱，并连接位于所述第三水箱外部的电机，所述电机信号连接所述控制器。

7.根据权利要求6所述的一种水冷的风电美变式变压器，其特征在于，所述容纳箱体背离敞口的一侧设置固定座，所述第三水箱和所述制冷罐均设置于所述固定座内，以作为固定座的配重物；所述固定座通过膨胀螺栓和地面固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种水冷的风电美变式变压器，其特征在于，所述容纳箱体内还设置所述温度检测器和电控喷头，所述控制器分别信号连接所述温度检测器和所述电控喷头；所述电控喷头通过制冷剂管连通所述制冷罐。

9.根据权利要求5所述的一种水冷的风电美变式变压器，其特征在于，所述容纳箱体的各侧板均设置散热孔，所述容纳箱体的敞口处设置盖体。

10.根据权利要求9所述的一种水冷的风电美变式变压器，其特征在于，所述容纳箱体的外壁面设置隔离网层，所述隔离网层用于阻挡动物通过所述散热孔进入所述容纳箱体内。

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