CN112970078A - 静止感应器 - Google Patents
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Abstract
本发明的静止感应器包括铁芯(110)、绕组(120)、箱体(130)、制冷剂(160)、散热器(140)和单位冷却机组(150)。绕组(120)将铁芯(110)作为中心轴来进行卷绕。箱体(130)容纳铁芯(110)和绕组(120)。制冷剂(160)填充在箱体(130)中。散热器(140)包括安装在箱体(130)上并且使进行自然对流的制冷剂(160)流过的同时对其进行自然空气冷却的第1热交换部(143)。单位冷却机组(150)包括：泵(154)，其安装在箱体(130)上并使制冷剂(160)强制循环；以及第2热交换部(153)，其在强制循环的制冷剂(160)流过的同时对其进行强制空气冷却。
Description
技术领域
本发明涉及一种静止感应器。
背景技术
日本特开昭55-145315号公报(专利文献1)作为现有文献公开了一种具有单位冷却机组的变压器。专利文献1所记载的变压器具备：具有铁芯和绕组的变压器主体；将变压器主体与绝缘油一起收纳的壳体；以及与壳体连接的冷却装置。
现有技术文献
专利文献
特許文献1:日本专利特开昭55－145315号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
近年来，在大规模的太阳能发电站中使用的大型变压器的需求增加，在上述变压器中设置有冷却效率高的单位冷却机组作为冷却装置。在太阳能发电站的发电特性方面，虽然夜间的变压器的负荷变小，但由于变压器的励磁状态持续，因此持续发生无负载损耗。因为单位冷却机组不具有利用绝缘油自然循环的冷却能力即自冷能力，因此在将单位冷却机组用作为冷却装置时，为了抑制由于无负载损耗而引起的绝缘油的温度升高，即使在夜间也必须驱动单位冷却机组的泵和风扇，始终产生辅机损耗。
假设在使用具有自冷能力的散热器来代替单位冷却机组作为冷却装置时，为了确保必要的冷却能力，散热器的设置区域变大，因而使变压器大型化。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的是提供一种能够减少辅机损耗并且抑制大型化的静止感应器。
解决技术问题所采用的技术方案
基于本发明的静止感应器包括铁芯、绕组、箱体、制冷剂、散热器和单位冷却机组。绕组将铁芯作为中心轴来进行卷绕。箱体容纳铁芯和绕组。制冷剂被填充到箱体中。散热器安装在箱体上，并且包含第1热交换部，该第1热交换部能够在自然对流的上述制冷剂流过的同时使其自然空气冷却。单位冷却机组安装在箱体上，并且具有使上述制冷剂强制循环的泵、和在强制循环的制冷剂流过的同时使其强制空气冷却的第2热交换部。
发明效果
根据本发明，当负载损耗较小时，停止单位冷却机组并通过散热器冷却制冷剂，当负载损耗较大时，通过单位冷却机组来冷却制冷剂，从而能减少辅机损耗，并且能使用小型散热器来抑制静止感应器大型化。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的静止感应器的结构的侧视图。
图2是表示本发明的实施方式2所涉及的静止感应器的结构的侧视图。图3是表示本发明的实施方式3所涉及的静止感应器的结构的侧视图。图4是将图3的静止感应器的IV部放大示出的侧视图。图5是将变形例的具有止回阀的图3的静止感应器的V部放大示出的侧视图。图6是表示本发明的实施方式4所涉及的静止感应器的结构的侧视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的各实施方式所涉及的静止感应器进行说明。在以下的实施方式的说明中，对图中的相同或者相当部分标注相同标号，不重复其说明。在下面的实施方式中，将铁芯式变压器作为静止感应器进行说明，但是静止感应器不限于铁芯式变压器，还包括例如外铁型变压器或电抗器等。
实施方式1.
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的静止感应器的结构的侧视图。在图1中，透视地示出了箱体。
如图1所示，本发明的实施方式1的静止感应器100包括铁芯110、绕组120、箱体130、制冷剂160、散热器140和单位冷却机组150。
绕组120将铁芯110作为中心轴来进行卷绕。上述中心轴沿上下方向延伸。箱体130容纳有铁芯110和绕组120。制冷剂160填充在箱体130中。制冷剂160是酯油等绝缘油。
散热器140安装于箱体130，包括第1热交换部143，该第1热交换部143能够在自然对流的制冷剂160流过的同时使其自然空气冷却。
具体地说，散热器140包括第1集管141、第2集管142和第1热交换部143。第1集管141和第2集管142在上下方向上彼此隔开间隔地沿水平方向延伸。第1热交换部143具有沿上下方向延伸并连接第1集管141和第2集管142的多根扁平管。在第1热交换部143中，分别流过多根扁平管的制冷剂160通过与外部空气进行热交换而被自然空气冷却。
散热器140还具有连接到箱体130的第1连接口148和位于第1连接口148下方的第2连接口149。具体地说，第1连接口148是第1集管141的箱体130侧的端部。第2连接口149是第2集管142的箱体130侧的端部。进行自然对流的制冷剂160从第1连接口148流入散热器140内，通过第1热交换部143被自然空气冷却，并从第2连接口149流出到散热器140外。
散热器140的冷却能力优选为在能够抑制由于静止感应器100的无负载损耗而引起的制冷剂160的温度上升的范围内较小即可。
单位冷却机组150安装于箱体130，包括：泵154，该泵154使制冷剂160强制循环；以及第2热交换部153，该第2热交换部153在被强制循环的制冷剂160流过的同时对其进行强制空气冷却。单位冷却机组150安装在箱体130的与安装散热器140的一侧相反的一侧。
具体地说，单位冷却机组150包括第1连接管151、第2连接管152、第2热交换部153和泵154。第1连接管151和第2连接管152在上下方向上彼此隔开间隔地配置。第1连接管151和第2连接管152分别连接到第2热交换部153。
第2热交换部153包括分别连接到第1连接管151和第2连接管152的供制冷剂流动的流管、以及用于向流管送风的风扇155。在第2热交换部153中，流过流管的制冷剂160通过与风扇155送来的外部空气进行热交换从而被强制空气冷却。
单位冷却机组150还具有连接到箱体130的第3连接口158和位于第3连接口158下方的第4连接口159。具体地说，第3连接口158是第1连接管151的箱体130侧的端部。第4连接口159是第2连接管152的箱体130侧的端部。由泵154强制循环的制冷剂160从第3连接口158流入单位冷却机组150内，通过第2热交换部153被强制空气冷却，并从第4连接口159流出到单位冷却机组150外。
下面，对本发明的实施方式1的静止感应器100的动作和效果进行说明。
首先，当负载损耗较小时，使单位冷却机组150的泵154和风扇155分别停止，通过散热器140冷却制冷剂160。因此，当负载损耗较小时，能抑制辅机损耗发生。
另一方面，当负载损耗较大时，使单位冷却机组150的泵154和风扇155分别进行动作，通过单位冷却机组150冷却制冷剂160。因此，在能够抑制由于静止感应器100的无负载损耗而引起的制冷剂160温度上升的范围内，能够将散热器140的冷却能力控制得较小，因此能够使用小型散热器140，能够抑制静止感应器100大型化。
如上所述，本发明的实施方式1的静止感应器100中，当负载损耗较小时，停止单位冷却机组150，通过散热器140来冷却制冷剂160，当负载损耗较大时，通过单位冷却机组150冷却制冷剂，从而能减少辅机损耗，并且能使用小型散热器140来抑制静止感应器100大型化。
实施方式2.
以下，参照附图对本发明的实施方式2所涉及的静止感应器进行说明。另外，由于本发明的实施方式2的静止感应器与本发明的实施方式1的静止感应器100的不同之处主要在于，本发明的实施方式2的静止感应器还包括隔板，因此不再重复说明与本发明的实施方式1的静止感应器100相同的结构。
图2是表示本发明的实施方式2所涉及的静止感应器的结构的侧视图。在图2中，透视地示出了箱体。
如图2所示，本发明的实施方式2的静止感应器200包括铁芯110、绕组120、箱体130、制冷剂160、散热器140、单位冷却机组150、以及隔板270。
隔板270在上下方向上的绕组120所在的范围内将箱体130的内部分隔成上部131和下部132。在本实施方式中，隔板270配置成在上下方向上的绕组120下端的位置处沿水平方向延伸。隔板270具有环形的形状，并且配置在将箱体130的周壁的内表面和绕组120的下端的外周之间封堵的位置上。
隔板270由压板构成。然而，隔板270不限于由压板构成的情况，也可以由具有耐油性和耐热性的树脂板或强化木材等构成。
第1连接口148、第2连接口149和第3连接口158分别在箱体130内的上部131开口。第4连接口159在箱体130内的下部132开口。
在本发明的实施方式2的静止感应器200中，由单位冷却机组150冷却的制冷剂160从第4连接口159流入箱体130内的下部132，如图2中的箭头1所示，通过比绕组120的外周要靠内侧的位置并上升。
因此，能够抑制从第4连接口159流入箱体130内的制冷剂160从第2连接口149流入散热器140内并在散热器140内反向流动。结果，能分别有效地冷却铁芯110和绕组120。
在本发明的实施方式2的静止感应器200中，也是当负载损耗较小时，停止单位冷却机组150，通过散热器140来冷却制冷剂160，当负载损耗较大时，通过单位冷却机组150冷却制冷剂，从而能减少辅机损耗，并且能使用小型散热器140来抑制静止感应器200大型化。
实施方式3.
以下，参照附图对本发明的实施方式3所涉及的静止感应器进行详细说明。另外，由于本发明的实施方式3的静止感应器与本发明的实施方式2的静止感应器200的不同之处主要在于，本发明的实施方式3的静止感应器还包括止回阀，因此不再重复说明与本发明的实施方式2的静止感应器200相同的结构。
图3是表示本发明的实施方式3所涉及的静止感应器的结构的侧视图。
图4是将图3的静止感应器的IV部放大示出的侧视图。在图3和图4中，透视地示出了箱体。
如图3和图4所示，本发明的实施方式3的静止感应器300包括铁芯110、绕组120、箱体130、制冷剂160、散热器140、单位冷却机组150、隔板270、以及止回阀380。
第1连接口148和第3连接口158分别在箱体130内的上部131开口。第2连接口149和第4连接口159分别在箱体130内的下部132开口。在本实施方式中，由于第1热交换部143的上下方向的长度可以变长，因此既能维持散热器140对制冷剂160的冷却性能，又能减少第1热交换部143中的扁平管的数量，从而能够使散热器140的宽度变窄。
如图4所示，在第2连接口149上设置有用于抑制制冷剂160从第2连接口149侧流到第1连接口148侧的止回阀380。具体地，止回阀380以第2连接口149的上部为转动中心，可如图4中的箭头2所示地进行转动地设置。
止回阀380构成为根据止回阀380的自重G和从第2连接口149流入的制冷剂160对止回阀380施加的压力P之间的大小关系来进行打开关闭。即，当G>P时，止回阀380关闭第2连接口149。即，当G＜P时，止回阀380打开第2连接口149。
本发明的实施方式3的静止感应器300中，当单位冷却机组150进行工作时，由单位冷却机组150冷却的制冷剂160从第4连接口159流入箱体130内的下部132。此时，由于第2连接口149被止回阀380关闭，因此如图3中的箭头1所示，制冷剂160通过比绕组120的外周更靠内侧的位置并上升。
因此，能够抑制从第4连接口159流入箱体130内的制冷剂160从第2连接口149流入散热器140内并在散热器140内反向流动。结果，能分别有效地冷却铁芯110和绕组120。
当单位冷却机组150停止时，从被散热器140冷却的制冷剂160受到的压力使止回阀380打开，制冷剂160从第2连接口149流入箱体130内的下部132，通过比绕组120的外周更靠内侧的位置并上升。
由此，从第2连接口149流入箱体130内的制冷剂160也能够通过比绕组120的外周更靠内侧的位置并上升，因而能够分别有效地冷却铁芯110和绕组120。
这里，说明本发明的实施方式3的静止感应器300所具备的止回阀的变形例。
图5是将变形例的具有止回阀的图3的静止感应器的V部放大示出的侧视图。在图5中，透视地示出了箱体。
如图5所示，变形例的止回阀381以第2连接口149的下部为转动中心，如图5中的箭头3所示地可转动地设置。在止回阀381上连接有提阀件390，该提阀件390位于第2集管142内，并且当制冷剂160反向流入第2集管142内时关闭止回阀381。
止回阀381在从第4连接口159流入箱体130内的下部132的制冷剂160流入第2集管142内并将提阀件390拉进第2集管142的里侧时，关闭第2连接口149。止回阀381从自第2连接口149流入的制冷剂160受到压力而打开第2连接口149。
即使是变形例的止回阀381，也能够抑制制冷剂160从第2连接口149侧流到第1连接口148侧。
在本发明的实施方式3的静止感应器300中，也是当负载损耗较小时，停止单位冷却机组150，通过散热器140来冷却制冷剂160，当负载损耗较大时，通过单位冷却机组150冷却制冷剂，从而能减少辅机损耗，并且能使用小型散热器140来抑制静止感应器300大型化。
实施方式4.
以下，参照附图对本发明的实施方式4所涉及的静止感应器进行详细说明。另外，由于本发明的实施方式4的静止感应器与本发明的实施方式1的静止感应器100的不同之处主要在于，本发明的实施方式4的静止感应器还包括第1延长管和第2延长管，因此不再重复说明与本发明的实施方式1的静止感应器100相同的结构。
图6是表示本发明的实施方式4所涉及的静止感应器的结构的侧视图。在图6中，透视地示出了箱体。
如图6所示，本发明的实施方式4的静止感应器400包括铁芯110、绕组120、箱体130、制冷剂160、散热器140、单位冷却机组150、第1延长管440和第2延长管450。
第1延长管440与第2连接口149的内部连通，且具有开口441，该开口441面向位于绕组120下方的部分铁芯110。即，第1延长管440与第2集管142连续。第1延长管440的开口441的内部与铁芯110和绕组120之间的间隙连通。
第2延长管450与第4连接口159的内部连通，并且具有面向绕组120的下表面的开口451。即，第2延长管450与第2连接管152连续。第2延长管450的开口451的内部与绕组120外周内侧的间隙连通。
在本发明的实施方式4的静止感应器400中，由单位冷却机组150冷却的制冷剂160从第2延长管450的开口451流入绕组120外周内侧的间隙，如图6中的箭头4所示，通过比绕组120的外周更靠内侧的位置并上升。
由此，能够抑制从第2延长管450的开口451流入箱体130内的制冷剂160流入散热器140内并在散热器140内反向流动，并且能够有效地冷却绕组120。
如图6中的箭头5所示，由散热器140冷却的制冷剂160从第1延长管440的开口441流入铁芯110和绕组120之间的间隙，通过铁芯110和绕组120之间的间隙并上升。由此，能分别有效地冷却铁芯110和绕组120。
在本发明的实施方式4的静止感应器400中，也是当负载损耗较小时，停止单位冷却机组150，通过散热器140来冷却制冷剂160，当负载损耗较大时，通过单位冷却机组150冷却制冷剂，从而能减少辅机损耗，并且能使用小型散热器140来抑制静止感应器400大型化。
在上述实施方式中，也可以适当地组合能够相互组合的结构。
此外，以上公开的实施方式的所有方面均为示例，并不成为限定性解释的依据。因此，本发明的技术范围不是仅通过上述实施方式来解释的。此外，与权利要求范围等效的含义以及范围内的全部变更都被包含在权利要求范围内。
标号说明
100、200、300、400静止感应器，110铁芯，120绕组，130箱体，131上部，132下部，140散热器，141第1集管，142第2集管，143第1热交换部，148第1连接口，149第2连接口，150单位冷却机组，151第1连接管，152第2连接管，153第2热交换部，154泵，155风扇，158第3连接口，159第4连接口，160制冷剂，270隔板，380、381止回阀，390提阀件，440第1延长管，441、451开口，450第2延长管。
Claims (4)
1.一种静止感应器，其特征在于，包括：
铁芯；
以所述铁芯为中心轴进行卷绕的绕组；
容纳所述铁芯和所述绕组的箱体；
填充在所述箱体中的制冷剂；
安装于所述箱体并且包括第1热交换部的散热器，该第1热交换部在使自然对流的所述制冷剂流过的同时能够对该制冷剂进行自然空气冷却；以及
安装于所述箱体的单位冷却机组，该单位冷却机组具有使所述制冷剂强制循环的泵、和在使强制循环的所述制冷剂流过的同时对该制冷剂进行强制空气冷却的第2热交换部。
2.如权利要求1所述的静止感应器，其特征在于，
所述中心轴沿上下方向延伸，
所述静止感应器还包括隔板，该隔板在所述上下方向上的所述绕组所在的范围内，将所述箱体的内部分隔成上部和下部，
所述散热器具有连接到所述箱体的第1连接口和位于该第1连接口的下方的第2连接口，
所述单位冷却机组具有连接到所述箱体的第3连接口和位于该第3连接口的下方的第4连接口，
所述第1连接口、所述第2连接口和所述第3连接口分别在所述箱体的所述上部开口，
所述第4连接口在所述箱体的所述下部开口。
3.如权利要求1所述的静止感应器，其特征在于，
所述中心轴沿上下方向延伸，
所述静止感应器还包括隔板，该隔板在所述上下方向上的所述绕组所在的范围内，将所述箱体的内部分隔成上部和下部，
所述散热器具有连接到所述箱体的第1连接口和位于该第1连接口的下方的第2连接口，
所述单位冷却机组具有连接到所述箱体的第3连接口和位于该第3连接口的下方的第4连接口，
所述第1连接口和所述第3连接口分别在所述箱体的所述上部开口，
所述第2连接口和所述第4连接口分别在所述箱体的所述下部开口，
在所述第2连接口设置有止回阀，该止回阀抑制所述制冷剂从第2连接口侧流到第1连接口侧。
4.如权利要求1所述的静止感应器，其特征在于，
所述中心轴沿上下方向延伸，
所述散热器具有连接到所述箱体的第1连接口和位于该第1连接口的下方的第2连接口，
所述单位冷却机组具有连接到所述箱体的第3连接口和位于该第3连接口的下方的第4连接口，
所述静止感应器还包括：
第1延长管，该第1延长管与所述第2连接口的内部连通，并且具有面向位于所述绕组的下方的部分所述铁芯的开口；以及
第2延长管，该第2延长管与所述第4连接口的内部连通，并具有面向所述绕组的下表面的开口。
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