CN114093627A - 一种换流变压器的导向冷却系统结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种换流变压器的导向冷却系统结构，包括油泵、支撑支架以及多组横向并排设置在支撑支架上的风冷器组，所述支撑支架的中部和底部分别设有上汇流母管和下汇流母管，所述上汇流母管和所述下汇流母管均与油泵和风冷器组连通。与现有技术相比，该发明能够提高冷却性能，热点升温得到降低，减缓变压器边缘的老化，延长变压器的寿命。
Description
技术领域
本发明涉及变压器技术领域，尤其是涉及一种换流变压器的导向冷却系统结构。
背景技术
随着国民经济的不断发展，能源的需要越来越大。我国在东西部兴建了多条特高压交直流输变电项目。与交流输电相比，直流输电具有传输距离远、传输容量大和损耗小的优点。因此我国已经开始大量建设直流输电项目。
换流变压器作为高压直流输电系统中的重要设备之一，其安全稳定运行对于整个系统来说至关重要，在设计时需要充分考虑其温升和绝缘等方面是否满足要求。由于换流变压器电压等级相对较高，因此，其绝缘结构较复杂，设计时还要充分考虑绕组局部过热和油流带电等问题。现有的换流变压器的冷却系统结构能够实现自然循环冷却，但存在以下几个问题：
(1)由于绕组的幅向尺寸大，绝缘结构复杂，致使油箱内部的油路狭窄，不能发挥这种冷却器应有的效果；
(2)由于冷却系统结构设置不合理，易使得油流带电，这些电荷在绝缘纸板上或油中以相应的能级进行积聚，当积聚达到一定程度，即当其电场超过破坏电场时则发生局部放电，甚至使绝缘遭到破坏。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提出一种换流变压器的导向冷却系统结构，该发明能够提高冷却性能，热点升温得到降低，减缓变压器边缘的老化，延长变压器的寿命。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
本发明提供一种换流变压器的导向冷却系统结构，包括油泵、支撑支架以及多组横向并排设置在支撑支架上的风冷器组，所述支撑支架的中部和底部分别设有上汇流母管和下汇流母管，所述上汇流母管和所述下汇流母管均与油泵和风冷器组连通。
优选地，所述支撑支架上设有多个横向并排安装的风冷器安装板，且每个所述风冷器安装板上安装一风冷器组。
优选地，每个所述风冷器组由上至下设有三个风冷器。
优选地，每个所述风冷器安装板的底部分别设有一个进油口和一个出油口，每个所述进油口与上汇流母管连接，每个所述出油口与下汇流母管连接。
优选地，所述下汇流母管的上方设有一个流量计。
优选地，所述上汇流母管和所述下汇流母管通过三角支架连接。
优选地，所述上汇流母管上设有第一联管，所述下汇流母管上设有第二联管，所述油泵的一端通过第一联管连接上汇流母管，所述油泵的另一端通过第二联管连接下汇流母管。
优选地，所述油泵的转速低于1000r/min。
优选地，所述油泵中的油速低于0.5m/s。
优选地，所述支撑支架连接两个用以起支撑作用的支撑底座，两个所述支撑底座垂直落地。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明通过设计一种换流变压器的导向冷却系统结构，线圈中的油流导向能够提高冷却性能，热点温升得到降低，绝缘件的热老化得以减缓。
2、本发明通过设计一种换流变压器的导向冷却系统结构，减弱油流带电现象，避免因油流带电聚集而使绝缘遭到破坏，引起变压器故障。
附图说明
图1为本实施例一种换流变压器的导向冷却系统结构的结构示意图；
图2为图1所示实施例的风冷器的组装示意图；
图3为图1所示实施例的冷却器支架的结构示意图；
图中标记为：1、冷却器支架，11、支撑底座，12、风冷机安装板，2、油泵，3、风冷器，4、上汇流母管，5、下汇流母管，6、第一联管，7、进油口，8、出油口、9、第二联管，10、三角支架和13、流量计。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
参考图1所示，本实施例提供一种换流变压器的导向冷却系统结构，包括：若干组横向设置的风冷器3、油泵2，以及用以连接风冷器3和油泵2并安装风冷器3的冷却器支架1。其中，为防止油流带电，油泵2的转速低于1000r/min，油泵2中的油速低于0.5m/s。参考图2～3所示，冷却器支架1包括可直接落地起支撑作用的支撑底座11，以及与支撑底座11固定连接的支撑支架，支撑支架的中部设有上汇流母管4，支撑支架的底部设有下汇流母管5，上汇流母管4和下汇流母管5通过三角支架10连接，上汇流母管4上设有第一联管6，下汇流母管5上设有第二联管9，油泵2的一端依次通过第一阀门和第一联管6连接上汇流母管4，油泵2的另一端依次通过第二阀门和第二联管9连接下汇流母管5。
支撑支架包括若干用以安装风冷器3的风冷器安装板12，相邻风冷器安装板12横向连接，且每块风冷器安装板12上安装一组风冷器3，每个风冷器安装板12的底端分别设有一个进油口7和一个进油口8，且每个进油口7分别依次通过波纹管、阀门和联管与上汇流母管4连接，每个出油口8分别依次通过波纹管、阀门和联管与下汇流母管5连接。
本实施例提供的一种换流变压器的导向冷却系统结构的工作原理如下所示：
油泵2中的油流依次通过第一阀门和第一联管6流至上汇流母管4，并通过各进油口7流入各风冷器3中，再通过各出油口8流至下汇流母管5，由下汇流母管5将油流送回油泵2。本实施例设计的导向冷却系统结构能够使得油流导向，进而提高冷却性能。
本实施例采用AutoCAD软件建立换流变压器绕组“油流一温升”二维模型。利用Fluent软件，根据绕组的流量分配及绕组损耗的分布情况，按照能量守恒方程对产品的绕组温升进行了计算，得出绕组的平均温度梯度、平均温升及热点温升分布情况。经计算最小分接下绕组温升计算结果见下表。
最小分接下绕组温升及热点温升计算结果
从表中可以明显看出，绕组平均温升小于55K，热点温升小于68K，满足设计要求。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种换流变压器的导向冷却系统结构，其特征在于，包括油泵(2)、支撑支架以及多组横向并排设置在支撑支架上的风冷器组，所述支撑支架的中部和底部分别设有上汇流母管(4)和下汇流母管(5)，所述上汇流母管(4)和所述下汇流母管(5)均与油泵(2)和风冷器组连通。
2.根据权利要求1所述的一种换流变压器的导向冷却系统结构，其特征在于，所述支撑支架上设有多个横向并排安装的风冷器安装板(12)，且每个所述风冷器安装板(12)上安装一风冷器组。
3.根据权利要求2所述的一种换流变压器的导向冷却系统结构，其特征在于，每个所述风冷器组由上至下设有三个风冷器(3)。
4.根据权利要求2所述的一种换流变压器的导向冷却系统结构，其特征在于，每个所述风冷器安装板(12)的底部分别设有一个进油口(7)和一个出油口(8)，每个所述进油口(7)与所述上汇流母管(4)连接，每个所述出油口(8)与所述下汇流母管(5)连接。
5.根据权利要求1所述的一种换流变压器的导向冷却系统结构，其特征在于，所述下汇流母管(5)的上方设有一个流量计(13)。
6.根据权利要求1所述的一种换流变压器的导向冷却系统结构，其特征在于，所述上汇流母管(4)和所述下汇流母管(5)通过三角支架(10)连接。
7.根据权利要求1所述的一种换流变压器的导向冷却系统结构，其特征在于，所述上汇流母管(4)上设有第一联管(6)，所述下汇流母管(5)上设有第二联管(9)，所述油泵(2)的一端通过第一联管(6)连接上汇流母管(4)，所述油泵(2)的另一端通过第二联管(9)连接下汇流母管(5)。
8.根据权利要求1所述的一种换流变压器的导向冷却系统结构，其特征在于，所述油泵(2)的转速低于1000r/min。
9.根据权利要求1所述的一种换流变压器的导向冷却系统结构，其特征在于，所述油泵(2)中的油速低于0.5m/s。
10.根据权利要求1所述的一种换流变压器的导向冷却系统结构，其特征在于，所述支撑支架连接两个用以起支撑作用的支撑底座(11)，两个所述支撑底座(11)垂直落地。
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