CN115691953A - 一种油浸式变压器的散热结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种油浸式变压器的散热结构，属于变压器技术领域。它解决了现有的变压器对绕组的散热降温效果较差的问题。本油浸式变压器的散热结构，包括变压器外壳和设置在变压器外壳内的铁芯，左侧面和右侧面的上部均开设有溢油口、下部均开设有回油口，溢油口与回油口之间均通过冷却管路相连通；变压器外壳内底部的左右内壁上均设置有三个回油件一，回油件一与均相应的回油口相连通，回油件一朝向绕组的一端口呈内凹的圆弧形凹口一，相邻的两个绕组之间设置有回油件二，回油二的两端分别与相应的回油口相连通，回油件的两侧壁与绕组相对的部位上均具有内凹的圆弧形凹口二。本结构提高了对绕组的冷却效果。

Description

一种油浸式变压器的散热结构

技术领域

本发明属于变压器技术领域，特别是一种油浸式变压器的散热结构。

背景技术

现有的油浸自冷变压器包括变压器外壳、铁芯、低压绕组、高压绕组和分布在变压器外壳外部的竖直方向排列的散热管等，变压器工作时，铁芯和高低压绕组由于电流的存在而发热，附近温度较低的变压器油被加热，温度升高，体积膨胀，密度减小，从而热油上升，热油至最顶端后从上方的进油口流入散热管，经散热管散热后的较冷变压器油从下方出油口重新流入变压器，继续对铁芯和绕组进行降温。

例如中国专利网公开了一种加快油浸自冷变压器油冷却的方法【授权公告号：CN110491640B】，根据变压器外壳的尺寸制备散热管，散热管上端为进油口，散热管下端为出油口，进油口呈扁平状，出油口呈圆形或长宽比较小的矩形，进油口和出油口开口截面积相等，进油口和出油口之间的散热管的上面部分保持扁平状，中间向下由扁平状向出油口截面形状自然过渡，散热管各处截面积保持相等，变压器工作时，铁芯和高低压绕组由于电流的原因发热，铁芯和绕组的热量传递给与它们接触的变压器油，油温度升高，体积膨胀，密度减小，密度变化导致热油上升，热油至最顶端后从上方的进油口流入散热管，扁平状的散热管与空气接触面积较大，能够对热油进行充分的散热降温，降温后的油从出油口重新进入变压器再次对铁芯和绕组等进行降温，如此循环往复。

变压器在工作时，绕组中有电流通过而产生热，相对来说，电流越大，发热量越大，进而温度越高，而铁芯是导磁的，会有部分的涡流，使得铁芯会产生一定的热量，但是绕组的温度会远高于铁芯的温度，因此，变压器在工作过程中主要是需要对绕组进行冷却降温。现有的变压器外壳内一般设置有三个绕组，上述加快油浸自冷变压器油冷却的方法中，进油口位于变压器外壳侧面底部的中部位置，并且进油口的尺寸较小，经冷却的变压器油从变压器外壳的底部重新流入后，变压器油无法迅速向外围扩散，使得变压器外壳内中部的温度较低、两侧温度较高，对位于中部的绕组具有较好的散热降温效果，对位于两侧的两个绕组的散热降温效果较差。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种油浸式变压器的散热结构，本发明所要解决的技术问题是：如何提高对绕组的冷却效果。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种油浸式变压器的散热结构，包括变压器外壳和设置在变压器外壳内的铁芯，所述铁芯上间隔设置有三个绕组，所述绕组呈圆筒形，相邻的绕组之间具有间距，所述变压器外壳具有沿横向设置的左侧面和右侧面，所述左侧面和右侧面的上部均开设有溢油口，所述左侧面和右侧面的下部均开设有回油口，其特征在于，所述回油口呈长条形并沿横向设置，位于同侧的溢油口与回油口之间均通过冷却管路相连通；所述变压器外壳内底部的左右内壁上均设置有三个回油件一，所述回油件一与均相应的回油口相连通，每个回油件一均与相应的绕组相对设置，所述回油件一朝向绕组的一端口呈内凹的圆弧形凹口一，相应绕组底端的部分位于圆弧形凹口一内；相邻的两个绕组之间设置有回油件二，所述回油件二沿纵向设置，所述回油二的两端分别与相应的回油口相连通，所述回油件的两侧壁与绕组相对的部位上均具有内凹的圆弧形凹口二，相应绕组底端的部分位于圆弧形凹口二内。

在上述的一种油浸式变压器的散热结构中，所述回油件一呈中空的矩形结构，所述回油件一的一端与变压器外壳的内壁固定连接；所述回油件二呈中空的矩形结构，所述回油件二的两端分别与变压器外壳的内壁固定连接。

在上述的一种油浸式变压器的散热结构中，位于同侧的回油件一和回油件二相互贴合并且覆盖相应的回油口。

在上述的一种油浸式变压器的散热结构中，所述回油件一的上表面开设有弧形孔一，所述弧形孔一沿圆弧形凹口一设置，并且弧形孔一与圆弧形凹口一之间的距离为2～3cm；所述回油件二的上表面开设有弧形孔二，所述弧形孔二沿圆弧形凹口二设置，并且弧形孔二与圆弧形凹口二之间的距离为2～3cm。

在上述的一种油浸式变压器的散热结构中，所述冷却管路包括均呈中空结构的顶散热板、中间散热板和底散热板，所述顶散热板呈水平设置并且顶散热板的一端口与溢油口相连通，所述底散热板呈水平设置并且底散热板的一端口与回油口相连通，所述中间散热板具有至少两块并且所有中间散热板从上到下依次排列并且相邻的中间散热板依次串联连接，相邻的两块中间散热板构成三角形结构，位于最上端的中间散热板的一端口与顶散热板的另一端口相连通，位于最下端的中间散热板的一端口与底散热板的另一端口相连通。

在上述的一种油浸式变压器的散热结构中，两块中间散热板之间形成有开口朝外的三角形腔，每个三角形腔内均沿横向设置散热片，所述散热片呈矩形并且散热片的上边沿与其中一块散热板固定连接、下边沿与另一块散热板固定连接，每个三角形腔内均具有若干个散热片，所有散热片沿纵向间隔设置。

与现有技术相比，本发明的一种油浸式变压器的散热结构具有以下优点：回油口呈长条形并沿横向设置，使得一部分冷油通过回油口分别流向各个回油件一和回油件二内，冷油从回油件一的圆弧形凹口一向外流出，另一部分冷油从回油件二的圆弧形凹口二向外流出，从附图可看出，位于中间位置的绕组的底部由两个圆弧形凹口一和两个圆弧形凹口二包围，位于侧部的两个绕组的底部均由两个圆弧形凹口一和一个圆弧形凹口二包围，从圆弧形凹口一和圆弧形凹口二流出的冷油直接作用在绕组上，冷油吸收绕组的热量后温度逐渐上升，使得围绕在绕组底部周围的冷油逐渐上升，进而逐步吸收绕组产生的热量，直至热油上升至变压器外壳内的顶部位置，采用本散热结构后，冷油回流至变压器外壳内后，每个圆弧形凹口一和圆弧形凹口二均对冷油起到分流的作用，使得冷油相对均匀分布在每个绕组的底部位置，有利于对三个绕组进行同时冷却降温，并且冷油将绕组沿周向包围，对绕组的各个部位均进行冷却降温，显著提高对绕组的冷却降温效果。。

附图说明

图1是本发明实施例1的立体结构示意图之一。

图2是本发明实施例1的立体结构示意图之二。

图3是本发明实施例1的卸掉冷却管路的立体结构示意图。

图4是本发明实施例1的局部立体结构示意图之一。

图5是本发明实施例1的局部立体结构示意图之二。

图6是本发明实施例1的局部俯视图。

图7是本发明实施例1的局部立体结构示意图之三。

图8是本发明实施例2的立体结构示意图。

图中，1、变压器外壳；2、铁芯；3、绕组；4、左侧面；5、右侧面；6、溢油口；7、回油口；8、冷却管路；80、顶散热板；81、底散热板；82、中间散热板；83、散热片；9、回油件一；90、圆弧形凹口一；91、弧形孔一；92、弧形孔二；10、回油件二；100、圆弧形凹口二；11、三角形腔。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例1

如图1～图7所示，本油浸式变压器的散热结构，包括变压器外壳1和设置在变压器外壳1内的铁芯2，铁芯2上间隔设置有三个绕组3，绕组3呈圆筒形，相邻的绕组3之间具有间距，变压器外壳1具有沿横向设置的左侧面4和右侧面5，左侧面4和右侧面5的上部均开设有溢油口6，左侧面4和右侧面5的下部均开设有回油口7，回油口7呈长条形并沿横向设置，位于同侧的溢油口6与回油口7之间均通过冷却管路8相连通；变压器外壳1内底部的左右内壁上均设置有三个回油件一9，回油件一9与均相应的回油口7相连通，每个回油件一9均与相应的绕组3相对设置，回油件一9朝向绕组3的一端口呈内凹的圆弧形凹口一90，相应绕组3底端的部分位于圆弧形凹口一90内；相邻的两个绕组3之间设置有回油件二10，回油件二10沿纵向设置，回油件二10的两端分别与相应的回油口7相连通，回油件二10的两侧壁与绕组3相对的部位上均具有内凹的圆弧形凹口二100，相应绕组3底端的部分位于圆弧形凹口二100内。变压器工作后，铁芯2和绕组3产生热量，变压器外壳1内的变压器油吸收热量，油温度升高，体积膨胀，密度减小，密度变化导致热油上升，热油从溢油口6流入冷却管路8中，热油流经冷却管路8的过程中，冷却管路8对热油进行冷却降温，使热油变冷油，冷油从回油口7回流至变压器外壳1内。进一步具体的，回油口7呈长条形并沿横向设置，使得一部分冷油通过回油口7分别流向各个回油件一9和回油件二10内，冷油从回油件一9的圆弧形凹口一90向外流出，另一部分冷油从回油件二10的圆弧形凹口二100向外流出，从附图可看出，位于中间位置的绕组3的底部由两个圆弧形凹口一90和两个圆弧形凹口二100包围，位于侧部的两个绕组3的底部均由两个圆弧形凹口一90和一个圆弧形凹口二100包围，从圆弧形凹口一90和圆弧形凹口二100流出的冷油直接作用在绕组上，冷油吸收绕组3的热量后温度逐渐上升，使得围绕在绕组3底部周围的冷油逐渐上升，进而逐步吸收绕组3产生的热量，直至热油上升至变压器外壳1内的顶部位置。采用本散热结构后，冷油回流至变压器外壳1内后，每个圆弧形凹口一90和圆弧形凹口二100均对冷油起到分流的作用，使得冷油相对均匀分布在每个绕组3的底部位置，有利于对三个绕组3进行同时冷却降温，并且冷油将绕组3沿周向包围，对绕组3的各个部位均进行冷却降温，显著提高对绕组3的冷却降温效果。

具体的，回油件一9和回油件二10均呈中空的矩形结构，回油件一9的一端与变压器外壳1的内壁固定连接，回油件二10的两端分别与变压器外壳1的内壁固定连接，位于同侧的回油件一9和回油件二10相互贴合并且覆盖相应的回油口7，使得从回油口7流入的冷油全部通过回油件一9和回油件二10进行分流，保证所有冷油流向绕组的底部周围来对绕组3进行冷却降温。

如图6和图7所示，回油件一9的上表面开设有弧形孔一91，弧形孔一91沿圆弧形凹口一90设置，并且弧形孔一91与圆弧形凹口一90之间的距离为2～3cm；回油件二10的上表面开设有弧形孔二92，弧形孔二92沿圆弧形凹口二100设置，并且弧形孔二92与圆弧形凹口二100之间的距离为2～3cm。本结构中，回油件一9内的冷油通过弧形孔一91向上流，回油件二10内的冷油通过弧形孔二92向上流，使得绕组3底部周围形成一圈大于3cm厚的冷油墙，并且随着油温的升高冷油墙逐渐上升，能够吸收绕组3周围足够多的热量，进一步提高对绕组3的冷却散热效果。

如图1和图2所示，冷却管路8包括均呈中空结构的顶散热板80、中间散热板82和底散热板83，顶散热板80呈水平设置并且顶散热板80的一端口与溢油口6相连通，底散热板80呈水平设置并且底散热板80的一端口与回油口7相连通，中间散热板82具有至少两块并且所有中间散热板82从上到下依次排列并且相邻的中间散热板82依次串联连接，相邻的两块中间散热板82构成三角形结构，位于最上端的中间散热板82的一端口与顶散热板80的另一端口相连通，位于最下端的中间散热板82的一端口与底散热板83的另一端口相连通。顶散热板80、中间散热板82和底散热板83均对流经的变压器油起到冷却降温的效果，中间散热板82的布置结构使得冷却管路具有较长的长度，进一步提高对变压器油的冷却降温效果。

实施例2

如图8所示，本实施例与上述实施例1的内容基本相同，区别在于：两块中间散热板82之间形成有开口朝外的三角形腔11，每个三角形腔11内均沿横向设置散热片81，散热片81呈矩形并且散热片81的上边沿与其中一块散热板80固定连接、下边沿与另一块散热板80固定连接，每个三角形腔11内均具有若干个散热片81，所有散热片81沿纵向间隔设置。散热片81上下边沿分别与相应的中间散热板82固定连接后，散热片81吸收中间散热板82的热量，间接对中间散热板82进行降温，提高对热油的冷却效果，另外相邻的两个散热片81之间具有间距，使得相邻的两个散热片81之间形成有沿横向的散热通道，提高对散热片的散热效果，进而提高对热油的冷却效果。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种油浸式变压器的散热结构，包括变压器外壳(1)和设置在变压器外壳(1)内的铁芯(2)，所述铁芯(2)上间隔设置有三个绕组(3)，所述绕组(3)呈圆筒形，相邻的绕组(3)之间具有间距，所述变压器外壳(1)具有沿横向设置的左侧面(4)和右侧面(5)，所述左侧面(4)和右侧面(5)的上部均开设有溢油口(6)，所述左侧面(4)和右侧面(5)的下部均开设有回油口(7)，其特征在于，所述回油口(7)呈长条形并沿横向设置，位于同侧的溢油口(6)与回油口(7)之间均通过冷却管路(8)相连通；所述变压器外壳(1)内底部的左右内壁上均设置有三个回油件一(9)，所述回油件一(9)与均相应的回油口(7)相连通，每个回油件一(9)均与相应的绕组(3)相对设置，所述回油件一(9)朝向绕组(3)的一端口呈内凹的圆弧形凹口一(90)，相应绕组(3)底端的部分位于圆弧形凹口一(90)内；相邻的两个绕组(3)之间设置有回油件二(10)，所述回油件二(10)沿纵向设置，所述回油件二(10)的两端分别与相应的回油口(7)相连通，所述回油件二(10)的两侧壁与绕组(3)相对的部位上均具有内凹的圆弧形凹口二(100)，相应绕组(3)底端的部分位于圆弧形凹口二(100)内。

2.根据权利要求1所述的一种油浸式变压器的散热结构，其特征在于，所述回油件一(9)呈中空的矩形结构，所述回油件一(9)的一端与变压器外壳(1)的内壁固定连接；所述回油件二(10)呈中空的矩形结构，所述回油件二(10)的两端分别与变压器外壳(1)的内壁固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种油浸式变压器的散热结构，其特征在于，位于同侧的回油件一(9)和回油件二(10)相互贴合并且覆盖相应的回油口(7)。

4.根据权利要求2或3所述的一种油浸式变压器的散热结构，其特征在于，所述回油件一(9)的上表面开设有弧形孔一(91)，所述弧形孔一(91)沿圆弧形凹口一(90)设置，并且弧形孔一(91)与圆弧形凹口一(90)之间的距离为2～3cm；所述回油件二(10)的上表面开设有弧形孔二(92)，所述弧形孔二(92)沿圆弧形凹口二(100)设置，并且弧形孔二(92)与圆弧形凹口二(100)之间的距离为2～3cm。

5.根据权利要求1所述的一种油浸式变压器的散热结构，其特征在于，所述冷却管路(8)包括均呈中空结构的顶散热板(80)、中间散热板(82)和底散热板(83)，所述顶散热板(80)呈水平设置并且顶散热板(80)的一端口与溢油口(6)相连通，所述底散热板(80)呈水平设置并且底散热板(80)的一端口与回油口(7)相连通，所述中间散热板(82)具有至少两块并且所有中间散热板(82)从上到下依次排列并且相邻的中间散热板(82)依次串联连接，相邻的两块中间散热板(82)构成三角形结构，位于最上端的中间散热板(82)的一端口与顶散热板(80)的另一端口相连通，位于最下端的中间散热板(82)的一端口与底散热板(83)的另一端口相连通。

6.根据权利要求5所述的一种油浸式变压器的散热结构，其特征在于，两块中间散热板(82)之间形成有开口朝外的三角形腔(11)，每个三角形腔(11)内均沿横向设置散热片(81)，所述散热片(81)呈矩形并且散热片(81)的上边沿与其中一块中间散热板(82)固定连接、下边沿与另一块中间散热板(82)固定连接，每个三角形腔(11)内均具有若干个散热片(81)，所有散热片(81)沿纵向间隔设置。

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