CN115064353A - 降低温升的冷却介质通路结构、变压器及降低温升的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种降低温升的冷却介质通路结构、变压器及降低温升的方法，包括：箱体、散热器、传输管路以及压板组件；箱体内设置有待冷却目标以及用于冷却待冷却目标的冷却介质，散热器连接箱体，散热器的输出端通过传输管路连接压板组件；箱体内的冷却介质通过散热器的输入端进入散热器，经过散热后的冷却介质从散热器的输出端经过传输管路进入压板组件，并通过压板组件导流至待冷却目标的所需冷却位置。通过本发明的冷却介质通路结构设计，加大对变压器绕组内部的油流量及增快油流速，来降低绕组内温度，以达到降低变压器温升的目的。

Description

降低温升的冷却介质通路结构、变压器及降低温升的方法

技术领域

本发明涉及电气设备领域，具体地，涉及降低温升的冷却介质通路结构、变压器及降低温升的方法。

背景技术

变压器在运行的过程中，由于铁损以及电流流经绕组都会产生热量，这些热量必须及时进行散发，否则会损坏变压器。目前常规的散热方式主要有以下两种：

1、采用绕组内放置档油隔板的方式，在绕组内分隔成均匀排布的档油段，使变压器油在绕组中自然流通，带走导线上的热量来降低绕组中的温度以此来降低绕组温升。例如专利文献CN112599337A，此种方式，冷油在变压器箱底内大部分都从绕组外部流走了，只有相对少部分的冷油进入绕组内，通过线圈中的油道空隙流过带走绕组中的热油，降低温升效果并不显著。

2、采用增加变压器的散热器组数的方式，增加散热器冷却面积，这种方式会造成变压器成本增加。

在自然状态下，由于变压器绕组内部间隙较小，大部分冷油会从间隙较大的绕组外部流通，因此流经变压器绕组内部的冷油较少且流速较慢，导致变压器绕组内部换热效率低下。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种降低温升的冷却介质通路结构、变压器及降低温升的方法。

根据本发明提供的一种降低温升的冷却介质通路结构，其特征在于，包括：箱体1、散热器2、传输管路3以及压板组件；

所述箱体1内设置有待冷却目标以及用于冷却所述待冷却目标的冷却介质，所述散热器2的输入端和输出端分别连接所述箱体1，所述散热器2的输出端通过所述传输管路3连接所述压板组件；

所述箱体1内的冷却介质通过所述散热器2的输入端进入所述散热器，经过散热后的冷却介质从所述散热器2的输出端经过所述传输管路3进入所述压板组件，并通过所述压板组件导流至所述待冷却目标的所需冷却位置。

优选地，所述压板组件包括：副压板4以及主压板5；

所述副压板4连接所述主压板5，所述副压板4上开设有管路通孔，所述主压板5上开设有导流槽，所述传输管路3穿过所述管路通孔，将经过散热的冷却介质导入所述导流槽内，所述导流槽内开设有导流通孔，将所述导流槽内经过散热的冷却介质导向所述待冷却目标。

优选地，所述导流槽呈环形，所述导流通孔分布在所述导流槽内。

优选地，还包括：冷却介质槽7；

所述冷却介质槽7连接所述散热器2的输出端，对所述散热器2输出的经过散热的冷却介质进行汇聚；

所述传输管路3的一端连接所述冷却介质槽7，另一端连接所述压板组件。

优选地，所述压板组件设置于待冷却目标的一侧或多侧，或者所述压板组件呈环形结构环绕设置在待冷却目标的外周。

优选地，所述传输管路3外侧设置有隔热层。

优选地，所述传输管路3为绝缘管路；或者，所述传输管路3为非绝缘管路，并在所述非绝缘管路外侧或端部设置有绝缘结构。

根据本发明提供的一种变压器，包括：变压器绕组以及所述降低温升的冷却介质通路结构；

所述变压器绕组设置于所述箱体1内，所述导流通孔将经过散热的冷却介质导入所述变压器绕组的内部。

优选地，还包括绝缘端圈6，所述绝缘端圈6连接在所述压板组件与所述变压器绕组之间，并开设有与所述压板组件的导流通孔位置对应的导流通道。

根据本发明提供的一种降低温升的方法，将经过散热器冷却的冷却介质通过所述的降低温升的冷却介质通路结构导流至待冷却目标的所需冷却位置。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

通过本发明的冷却介质通路结构设计，加大对变压器绕组内部的油流量及增快油流速，来降低绕组内部的温度，以达到降低变压器温升的目的。既节省了散热器的冷却面积，又减少了散热器的使用量，不仅减小了变压器的安装面积和减少了变压器的用油量，最终减轻了变压器总重，进一步降低了变压器的制造成本。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为使用本发明冷却介质通路结构的变压器的透视图；

图2为压板组件的透视图；

图3为主压板的透视图；

图4为副压板的俯视图；

图中：

1-箱体；2-散热器；3-传输管路；4-副压板；41-管路通孔；5-主压板；51-导流槽；52-导流通孔；6-绝缘端圈；7-冷却介质槽；8-变压器绕组。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本实施例提供的一种降低温升的冷却介质通路结构，包括：箱体1、散热器2、冷却介质槽7、传输管路3以及压板组件。箱体1内设置有待冷却目标以及用于对待冷却目标进行降温的冷却介质，在本实施例中，待冷却目标为油浸式变压器、冷却介质以冷油(矿物油、植物油)为例进行说明，但本发明并不以此为限，在其他实施例中，待冷却目标还可以为干式变压器，冷却介质可以是冷空气。

散热器2连接箱体1，散热器2包括输入端和输出端，输入端位于箱体1的上半部，输出端位于箱体1的下半部，分别与箱体1内部连通。箱体1内的冷油能够从散热器2的输入端进入散热器2内部进行散热，经过散热后的冷油从散热器2的输出端输出。冷却介质槽7的输入端连接在散热器2的输出端，汇集所有散热器2输出的经过散热的冷油，冷却介质槽7的输出端通过传输管路3连接压板组件，使得经过散热后的冷油只能通过传输管路3传输至压板组件进行输出。在其他实施例中，可以不使用冷却介质槽7，将传输管路3直接连接散热器2的输出端，但是这样做的缺陷在于每个散热器2的输出端均需要连接一个传输管路3，导致传输管路3的数量增加以及箱体1内部管路布线复杂，同时各个传输管路3的流速变小，传输效果不佳。因此，本实施例中通过冷却介质槽7汇聚散热器输出的冷油，并在冷却介质槽7上连接适当的传输管路3，从而使各个传输管路3的流速更大，传输效果更好，由于各个传输管路3的数量可以做的更少且安装位置可以在冷却介质槽7的任意位置，因此箱体1内的布线更为简单方便。

压板组件的数量和设置位置可以是如图1中所示，在变压器绕组8的上下两侧各设置一个压板组件，将经过散热的冷油导入变压器绕组8内部，对变压器绕组8的内部进行降温，加速绕组内部油的热传导，降低绕组热量的堆积，使得变压器绕组8的内部和外部都能够进行充分的降温。

如图1和图2所示，压板组件包括：副压板4、主压板5和绝缘端圈6，主压板5连接在副压板4和绝缘端圈6之间。副压板4用于固定传输管路3的端部，使输出的冷油进入主压板5，主压板5用于对进入的冷油进行分流输出，绝缘端圈6设置于主压板5与变压器绕组8之间，起到电隔离和保护变压器绕组8的作用。此外，副压板4、主压板5和传输管路3也可以采用绝缘材质，本发明对此不做限制。

如图3所示，主压板5上与副压板4相对的面上开设有导流槽51，通过副压板与外部的冷油(变压器绕组外部的冷油)隔离，导流槽51内开设有导流通孔52，由于本发明是使用场景是为变压器绕组内部进行降温，因此导流槽51设置为与变压器绕组形状相对于的多个同心环结构，导流通孔52均匀的开设在导流槽51内。当传输管路3输出的冷油进入导流槽51内后，冷油即可在导流槽51内流动并从各个导流通孔52向变压器绕组内部流动。同样的，绝缘端圈6上开设有与导流通孔52对应的导流通道，以便于冷油输出至所需冷却的位置。导流槽的深度可以设计为10mm-20mm，在本实施例中优选15mm，但本发明对此不做限制。

如图4所示，副压板4上开设有管路通孔41，用于固定传输管路3，使传输管路3的出口对准导流槽51。传输管路3穿过管路通孔41，将经过散热的冷却介质导入导流槽51内。副压板4的形状设计与传输管路3的数量以及布局有关，以本实施例为例，本实施例中，传输管路3的数量较少，处于成本考虑无需设计与主压板5相同大小的形状，因此，只是将副压板4设计为与主压板5的边缘形状相同的弧形结构。同时，又考虑到如果只是从一个副压板4进行冷油输入的话可能导致主压板5上远离副压板4的导流通孔52输出流量过小，导致变压器绕组8的内部散热不均匀，因此本实施例中为一个主压板5设计了一对副压板4，分别连接在主压板5上相对的位置，使主压板5的各个导流通孔52输出流量更为均匀。此时，传输管路3的布线即从变压器绕组8两侧连接到两个副压板4上。同时，在本实施例中，压板组件的数量为两个，分别设置于变压器绕组8的上侧和下侧，从上下两个方向分别向变压器绕组8内部输送冷油。在其他实施例中，若传输管路3的数量较多，且对于散热的均匀程度要求，副压板4可以设计为与主压板5相同的形状，从而传输管路3可以更为均匀的向主压板5内导入冷油。此外，压板组件的数量可以设计为更多，布局的方式也可以是环绕压板组件的数量进行设置，本发明对此不做限制。

更进一步的，由于箱体1内的冷油主要为与变压器绕组8的外部进行过换热的冷油，温度比传输管路3内的冷油更高，为了避免箱体1内的冷油使传输管路3内的冷油温度升高，可以在传输管路3外侧设置有隔热层，例如在传输管路3外侧缠绕隔热带。传输管路3可以设计为绝缘管路，或者，传输管路3为非绝缘管路，并在非绝缘管路外侧或端部设置有绝缘结构。

本发明还提供一种降低温升的方法，通过箱体1内的冷油对变压器绕组8的外部进行换热，冷油温度升高。经过换热的冷油通过散热器2的输入端进入散热器2进行散热降温。经过降温后的冷油从散热器2的输出端依次通过冷却介质槽7和传输管路3传输至主压板5的导流槽51中，并通过导流通孔52输出至变压器绕组8的内部，对变压器绕组8的内部进行降温。变压器绕组8的内部的冷油通过间隙流至变压器绕组8的外部，从而再次从散热器2的输入端进入散热器2进行散热降温，实现循环。

具有本发明冷却介质通路结构的变压器，冷油通过固定的冷油管路流入绕组，减少了不必要的冷油损耗，且结构简单、实现较为方便，成本较低、可靠性较强，兼顾了变压器的绝缘设计需要。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种降低温升的冷却介质通路结构，其特征在于，包括：箱体(1)、散热器(2)、传输管路(3)以及压板组件；

所述箱体(1)内设置有待冷却目标以及用于冷却所述待冷却目标的冷却介质，所述散热器(2)的输入端和输出端分别连接所述箱体(1)，所述散热器(2)的输出端通过所述传输管路(3)连接所述压板组件；

所述箱体(1)内的冷却介质通过所述散热器(2)的输入端进入所述散热器，经过散热后的冷却介质从所述散热器(2)的输出端经过所述传输管路(3)进入所述压板组件，并通过所述压板组件导流至所述待冷却目标的所需冷却位置。

2.根据权利要求1所述的降低温升的冷却介质通路结构，其特征在于，所述压板组件包括：副压板(4)以及主压板(5)；

所述副压板(4)连接所述主压板(5)，所述副压板(4)上开设有管路通孔，所述主压板(5)上开设有导流槽，所述传输管路(3)穿过所述管路通孔，将经过散热的冷却介质导入所述导流槽内，所述导流槽内开设有导流通孔，将所述导流槽内经过散热的冷却介质导向所述待冷却目标。

3.根据权利要求2所述的降低温升的冷却介质通路结构，其特征在于，所述导流槽呈环形，所述导流通孔分布在所述导流槽内。

4.根据权利要求1所述的降低温升的冷却介质通路结构，其特征在于，还包括：冷却介质槽(7)；

所述冷却介质槽(7)连接所述散热器(2)的输出端，对所述散热器(2)输出的经过散热的冷却介质进行汇聚；

所述传输管路(3)的一端连接所述冷却介质槽(7)，另一端连接所述压板组件。

5.根据权利要求1所述的降低温升的冷却介质通路结构，其特征在于，所述压板组件设置于待冷却目标的一侧或多侧，或者所述压板组件呈环形结构环绕设置在待冷却目标的外周。

6.根据权利要求1所述的降低温升的冷却介质通路结构，其特征在于，所述传输管路(3)外侧设置有隔热层。

7.根据权利要求1所述的降低温升的冷却介质通路结构，其特征在于，所述传输管路(3)为绝缘管路；或者，所述传输管路(3)为非绝缘管路，并在所述非绝缘管路外侧或端部设置有绝缘结构。

8.一种变压器，其特征在于，包括：变压器绕组以及权利要求1至7任一项所述降低温升的冷却介质通路结构；

所述变压器绕组设置于所述箱体(1)内，所述导流通孔将经过散热的冷却介质导入所述变压器绕组的内部。

9.根据权利要求8所述的变压器，其特征在于，还包括绝缘端圈(6)，所述绝缘端圈(6)连接在所述压板组件与所述变压器绕组之间，并开设有与所述压板组件的导流通孔位置对应的导流通道。

10.一种降低温升的方法，其特征在于，将经过散热器冷却的冷却介质通过权利要求1所述的降低温升的冷却介质通路结构导流至待冷却目标的所需冷却位置。

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