CN113963895A - 一种用于高温保护的变压器高效降温结构 - Google Patents

一种用于高温保护的变压器高效降温结构 Download PDF

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Abstract

本发明属于变压器领域，尤其是涉及一种用于高温保护的变压器高效降温结构，包括外壳体和变压器油箱，所述变压器油箱设置于外壳体内，所述变压器油箱内设置有铁芯和绕组，所述外壳体上设有冷却水箱，所述冷却水箱内设有水冷机构，所述冷却水箱的底部开设有条形风槽，所述条形风槽内设有风冷机构；所述水冷机构包括两根与变压器油箱连通的回流管，两根所述回流管分别于变压器油箱的两侧，所述冷却水箱内设有呈Ω形设置的冷却管。本发明可通过冷却水与冷却管内的变压器油快速热量交换，为变压器提供良好的降温效果，通过风扇往复转动，促进外壳体内空气与外界流动交换，通过导风板在一定角度范围内往复偏转，使得散热更加均匀且高效。

Description

一种用于高温保护的变压器高效降温结构
技术领域
本发明属于变压器领域，尤其是涉及一种用于高温保护的变压器高效降温结构。
背景技术
电力变压器是发电厂和变电所的主要电气设备，随着电气化的普及和发展，变压器已经成为人类生活中必不可少的公共设施，变压器的使用，为经济社会平稳较快发展提供了强大动力，对改善人民生活起到了重要支撑和保障作用。
现有的变压器通过变压器侧壁上设置的散热管，为变压器内的变压器油提供降温，以保证变压器正常工作，散热管主要通过与外界空气进行热量交换实现降温，然而在自然风较小或外界温度较高时，散热管的散热效果并不明显，无法为变压器提供良好的降温保护，部分通过机械送风的方式进行散热，然而机械送风装置无法根据降温需要进行调节启闭，能耗较大。
发明内容
本发明的目的是针对上述散热效果较差和能耗大的问题，提供一种散热效果好且节能的用于高温保护的变压器高效降温结构。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种用于高温保护的变压器高效降温结构，包括外壳体和变压器油箱，所述变压器油箱设置于外壳体内，所述变压器油箱内设置有铁芯和绕组，所述外壳体上设有冷却水箱，所述冷却水箱内设有水冷机构，所述冷却水箱的底部开设有条形风槽，所述条形风槽内设有风冷机构；
所述水冷机构包括两根与变压器油箱连通的回流管，两根所述回流管分别于变压器油箱的两侧，所述冷却水箱内设有呈Ω形设置的冷却管，所述冷却管的两端分别与两根回流管转动连通，所述外壳体上设有用于驱动冷却管转动的驱动组件，其中一根所述回流管上安装有油泵。
优选的，所述驱动组件包括安装于外壳体上的电机，所述电机的输出轴上连接有驱动轮，所述冷却管上同轴固定有从动轮，所述驱动轮与从动轮通过皮带传动连接。
优选的，所述水冷机构还包括固定连接在冷却管外侧壁上的若干扰流板，若干所述扰流板呈环形阵列排布。
优选的，所述冷却管外固定套接有密封轴套，所述冷却管通过密封轴套与冷却水箱的侧壁密封转动连接。
优选的，所述变压器油箱内设有温度传感器，所述油泵和电机通过温度传感器与外界电源电性连接。
优选的，所述风冷机构包括转动连接在条形风槽的内侧上壁的转动筒，所述转动筒内活动连接有滑杆，所述滑杆表面设有螺纹并与转动筒螺纹配合，所述转动筒上同轴固定安装有风扇，所述外壳体顶部开设有与条形风槽连通的通孔，所述滑杆的上端固定连接有铰接座，所述冷却管中部固定套接有环形凸轮，所述环形凸轮的底部铰接有连接杆，所述连接杆的下端与铰接座铰接。
优选的，所述通孔上安装有过滤网板。
优选的，所述外壳体内设有导风机构，所述导风机构包括固定连接在外壳体内侧壁上的两根支杆，所述滑杆的下端延伸至外壳体内并固定连接有连接片，所述连接片的两侧分别铰接有导风板，两块所述导风板上均固定连接有滑槽，所述滑槽内滑动连接有定位销，两个所述定位销分别固定连接于两根支杆上。
与现有的技术相比，本用于高温保护的变压器高效降温结构的优点在于：
1、本发明通过设置风冷机构，可通过油泵驱动变压器油箱内的变压器油在回流管内往复流动，变压器油在冷却管内流动时，与冷却水箱内的冷却水进行快速热量交换，为变压器提供良好的降温效果，通过驱动组件带动冷却管沿其两端的轴线为圆心旋转，使得冷却管与冷却水箱内不同区域的冷却水接触，提升其降温效果，同时，冷却管可带动扰流板转动，对冷却水箱内的冷却水进行扰流，使得冷却水各处温度均匀，保证冷却水与冷却管的换热效率。
2、本发明通过设置温度传感器，可在变压器油箱内温度高于限定值时，使油泵和电机通电工作，为变压器提供散热，在变压器油箱内温度低于限定值时，使油泵和电机断电，降低电能消耗，起到节能效果。
3、本发明通过设置风冷机构，可通过冷却管转动，带动风扇往复转动，促进外壳体内空气与外界流动交换，风扇正向转动抽吸外界空气时，外界空气流经条形开槽，由于冷却水箱表面温度较低，可为吹入外壳体的空气降温，进一步提升对变压器的降温效果。
4、本发明通过设置导风机构，滑杆上下往复移动，可带动两块导风板在一定角度范围内往复偏转，使得由通孔吹入的空气在导风板的导向作用下，吹向变压器油箱的不同位置处，使得散热更加均匀且高效。
附图说明
图1是本发明提供的一种用于高温保护的变压器高效降温结构的立体图；
图2是本发明提供的一种用于高温保护的变压器高效降温结构的内部结构示意图；
图3是图2中A处放大图；
图4是图2中B处放大图；
图5是本发明提供的一种用于高温保护的变压器高效降温结构的冷却管的结构示意图。
图中，1外壳体；2变压器油箱；3冷却水箱；4水冷机构；41回流管；42冷却管；43驱动组件；431电机；432驱动轮；433从动轮；44油泵；45扰流板；46密封轴套；5条形风槽；6风冷机构；61转动筒；62滑杆；63风扇；64通孔；65铰接座；66环形凸轮；67连接杆；68过滤网板；7导风机构；71支杆；72连接片；73导风板；74滑槽；75定位销。
具体实施方式
以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。
实施例
如图1-5所示，一种用于高温保护的变压器高效降温结构，包括外壳体1和变压器油箱2，变压器油箱2内填充有变压器油，变压器油箱2设置于外壳体1内，变压器油箱2的侧壁上安装有散热管，散热管贯穿外壳体1设置，用于对变压器油箱2内变压器油的自然风冷散热，变压器油箱2内设置有铁芯和绕组，外壳体1两侧的侧壁上均设有格栅窗口，用于外壳体1内部通风，外壳体1上设有冷却水箱3，冷却水箱3内盛装有冷却水，冷却水箱3内设有水冷机构4，冷却水箱3的底部开设有条形风槽5，条形风槽5内设有风冷机构6；
具体的，水冷机构4包括两根与变压器油箱2连通的回流管41，两根回流管41分别于变压器油箱2的两侧，冷却水箱3内设有呈Ω形设置的冷却管42，冷却管42的中段与两端的轴线不共线，使得冷却管42在转动时，可更大面积与冷却水箱3内的冷却水接触，提高换热效率，冷却管42的两端分别与两根回流管41转动连通，外壳体1上设有用于驱动冷却管42转动的驱动组件43，其中一根回流管41上安装有油泵44，油泵44用于对变压器油箱3内变压器油的单向输送。
进一步的，驱动组件43包括安装于外壳体1上的电机431，电机431的输出轴上连接有驱动轮432，冷却管42位于冷却水箱3外的端部同轴固定有从动轮433，驱动轮432与从动轮433通过皮带传动连接，电机431的输出轴可带动驱动轮432转动，驱动轮432通过皮带带动从动轮433转动，带动冷却管42沿其两端的轴线为圆心旋转，使得冷却管42中段在转动时与冷却水箱3内不同区域的冷却水接触，提升其降温效果。
进一步的，水冷机构4还包括固定连接在冷却管42外侧壁上的若干扰流板45，若干扰流板45呈环形阵列排布，扰流板45跟随冷却管42转动，对冷却水箱3内的冷却水进行扰流，使得冷却水各处温度均匀，保证冷却水与冷却管42的换热效率。
进一步的，冷却管42外固定套接有密封轴套46，冷却管42通过密封轴套46与冷却水箱3的侧壁密封转动连接，密封轴套46保证冷却水箱3与冷却管42转动连接处的密封性，防止冷却水泄漏。
进一步的，变压器油箱2内设有温度传感器(图中未示出)，油泵44和电机431通过温度传感器与外界电源电性连接，温度传感器上设置有控制器，温度传感器和控制器均为现有技术，在此不做赘述，控制器的限定温度设定在85℃，即变压器油箱2内温度高于限定温度85℃时，使油泵44和电机431通电工作，为变压器提供散热，在变压器油箱2内温度低于限定温度85℃时，使油泵44和电机431断电，降低电能消耗，起到节能效果。
具体的，风冷机构6包括转动连接在条形风槽5的内侧上壁的转动筒61，转动筒61内活动连接有滑杆62，滑杆62表面设有螺纹并与转动筒61螺纹配合，转动筒61上同轴固定安装有风扇63，外壳体1顶部开设有与条形风槽5连通的通孔64，滑杆62的上端固定连接有铰接座65，冷却管42中部固定套接有环形凸轮66，环形凸轮66的底部铰接有连接杆67，连接杆67的下端与铰接座65铰接，冷却管42转动时，可通过连接杆67带动滑杆62沿竖直方向往复滑动，继而带动转动筒61和风扇63往复转动，促进外壳体1内空气与外界流动交换，风扇63正向转动抽吸外界空气时，外界空气流经条形开槽5，由于冷却水箱3表面温度较低，可为吹入外壳体1的空气降温，进一步提升对变压器的降温效果。
在本实施例中，通孔64的开口面积小于条形风槽5的截面积，根据伯努利原理，气流在截面较大处流速慢，截面较小处流速加快，即气流在通孔64处的流速增大，对外壳体1内气流的扰动更加明显，气流在条形风槽5内的流速较慢，延长了空气与冷却水箱3底部接触的时间，提升冷却水箱3对吹入外壳体1内空气的降温效果。
进一步的，通孔64上安装有过滤网板68，对抽吸空气中的灰尘杂物进行过滤，防止进入外壳体1内。
进一步的，外壳体1内设有导风机构7，导风机构7包括固定连接在外壳体1内侧壁上的两根支杆71，滑杆62的下端延伸至外壳体1内并固定连接有连接片72，连接片72的两侧分别铰接有导风板73，两块导风板73上均固定连接有滑槽74，滑槽74内滑动连接有定位销75，两个定位销75分别固定连接于两根支杆71上，滑杆62上下往复移动，可带动两块导风板73在一定角度范围内往复偏转，使得由通孔64吹入的空气在导风板73的导向作用下，吹向变压器油箱2上表面的不同位置处，使得散热更加均匀且高效。
本实施例的工作原理如下：变压器油箱2内温度低于限定温度85℃时，使油泵44和电机431断电，降低电能消耗，起到节能效果，变压器油箱2内温度高于限定温度85℃时，使油泵44和电机431通电工作，油泵44将变压器油箱2内的变压器油由其中一根回流管41泵入冷却管42内，再由冷却管42另一端的回流管41回流至变压器油箱2中，实现变压器油在变压器油箱2和冷却管42内循环流动，通过冷却水箱3内的冷却水，对流经冷却管42内的变压器油进行降温换热，实现对变压器的降温，电机431的输出轴可带动驱动轮432转动，驱动轮432通过皮带带动从动轮433转动，带动冷却管42沿其两端的轴线为圆心旋转，使得冷却管42的中段在转动时与冷却水箱3内不同区域的冷却水接触，提升其降温效果；
同时，冷却管42转动时可带动扰流板45转动，对冷却水箱3内的冷却水进行扰流，使得冷却水各处温度均匀，保证冷却水与冷却管42的换热效率；
冷却管42转动时，可通过连接杆67带动滑杆62沿竖直方向往复滑动，滑杆62带动与之螺纹配合的转动筒61周期性往复旋转，继而带动风扇63往复转动，促进外壳体1内空气与外界流动交换，风扇63正向转动抽吸外界空气时，外界空气流经条形开槽5，由于冷却水箱3表面温度较低，可为吹入外壳体1的空气降温，进一步提升对变压器的降温效果；
滑杆62沿竖直方向往复滑动时，通过连接片72带动导风板73的一端往复移动，继而使得定位销75在滑槽74内滑动，在定位销75的限位作用下，带动两块导风板73在一定角度范围内往复偏转，使得由通孔64吹入的空气在导风板73的导向作用下，吹向变压器油箱2上表面的不同位置处，使得散热更加均匀且高效。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (8)

1.一种用于高温保护的变压器高效降温结构，包括外壳体(1)和变压器油箱(2)，所述变压器油箱(2)设置于外壳体(1)内，所述变压器油箱(2)内设置有铁芯和绕组，其特征在于，所述外壳体(1)上设有冷却水箱(3)，所述冷却水箱(3)内设有水冷机构(4)，所述冷却水箱(3)的底部开设有条形风槽(5)，所述条形风槽(5)内设有风冷机构(6)；
所述水冷机构(4)包括两根与变压器油箱(2)连通的回流管(41)，两根所述回流管(41)分别于变压器油箱(2)的两侧，所述冷却水箱(3)内设有呈Ω形设置的冷却管(42)，所述冷却管(42)的两端分别与两根回流管(41)转动连通，所述外壳体(1)上设有用于驱动冷却管(42)转动的驱动组件(43)，其中一根所述回流管(41)上安装有油泵(44)。
2.根据权利要求1所述的用于高温保护的变压器高效降温结构，其特征在于，所述驱动组件(43)包括安装于外壳体(1)上的电机(431)，所述电机(431)的输出轴上连接有驱动轮(432)，所述冷却管(42)上同轴固定有从动轮(433)，所述驱动轮(432)与从动轮(433)通过皮带传动连接。
3.根据权利要求1所述的用于高温保护的变压器高效降温结构，其特征在于，所述水冷机构(4)还包括固定连接在冷却管(42)外侧壁上的若干扰流板(45)，若干所述扰流板(45)呈环形阵列排布。
4.根据权利要求1所述的用于高温保护的变压器高效降温结构，其特征在于，所述冷却管(42)外固定套接有密封轴套(46)，所述冷却管(42)通过密封轴套(46)与冷却水箱(3)的侧壁密封转动连接。
5.根据权利要求1所述的用于高温保护的变压器高效降温结构，其特征在于，所述变压器油箱(2)内设有温度传感器，所述油泵(44)和电机(431)通过温度传感器与外界电源电性连接。
6.根据权利要求1所述的用于高温保护的变压器高效降温结构，其特征在于，所述风冷机构(6)包括转动连接在条形风槽(5)的内侧上壁的转动筒(61)，所述转动筒(61)内活动连接有滑杆(62)，所述滑杆(62)表面设有螺纹并与转动筒(61)螺纹配合，所述转动筒(61)上同轴固定安装有风扇(63)，所述外壳体(1)顶部开设有与条形风槽(5)连通的通孔(64)，所述滑杆(62)的上端固定连接有铰接座(65)，所述冷却管(42)中部固定套接有环形凸轮(66)，所述环形凸轮(66)的底部铰接有连接杆(67)，所述连接杆(67)的下端与铰接座(65)铰接。
7.根据权利要求6所述的用于高温保护的变压器高效降温结构，其特征在于，所述通孔(64)上安装有过滤网板(68)。
8.根据权利要求6所述的用于高温保护的变压器高效降温结构，其特征在于，所述外壳体(1)内设有导风机构(7)，所述导风机构(7)包括固定连接在外壳体(1)内侧壁上的两根支杆(71)，所述滑杆(62)的下端延伸至外壳体(1)内并固定连接有连接片(72)，所述连接片(72)的两侧分别铰接有导风板(73)，两块所述导风板(73)上均固定连接有滑槽(74)，所述滑槽(74)内滑动连接有定位销(75)，两个所述定位销(75)分别固定连接于两根支杆(71)上。
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