CN115798878B - 一种圆筒式绕组结构的变压器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及变压器领域，具体是涉及一种圆筒式绕组结构的变压器。包括变压器主体，还包括：抽真空机构，设置在变压器主体的外部；第一冷却机构，能提供冷却水流，设置在抽真空机构的外部；若干第二冷却机构，与第一冷却机构相连并沿变压器主体圆周方向等角度分布设置，每个第二冷却机构均包括有冷却合板，冷却合板不仅能将冷却液与外部空气进行热量交换，还能将冷却液与水流进行热量交换；变速机构，设置在第一冷却机构的下端，能为若干第二冷却机构的运行提供动力。本装置能通过第一冷却机构和第二冷却机构相配合，采用铝制冷却合板对变压器主体产生的热量进行动态辅助散热。

Description

一种圆筒式绕组结构的变压器

技术领域

本发明涉及变压器领域，具体是涉及一种圆筒式绕组结构的变压器。

背景技术

变压器是用来变换交流电压、电流而传输交流电能的一种静止的电器设备。它是根据电磁感应的原理实现电能传递的。变压器就其用途可分为电力变压器、试验变压器、仪用变压器及特殊用途的变压器：电力变压器是电力输配电、电力用户配电的必要设备；试验变压器对电器设备进行耐压(升压)试验的设备；仪用变压器作为配电系统的电气测量、继电保护之用(PT、CT)；特殊用途的变压器有冶炼用电炉变压器、电焊变压器、电解用整流变压器、小型调压变压器等。

针对于圆筒式绕组变压器，因其结构冷却是指通过一定的方法将运行中的变压器所产生的热量散发出去，变压器运行时，绕组和铁心中的损耗所产生的热量必须及时散逸出去，以免过热而造成绝缘损坏。

但传统的圆筒式绕组结构变压器，其冷却方式为通过变压器主体周围的冷却液进行热量传递，此过程为被动进行，在此过程中冷却液会因自身为静止状态，无法进行良好的散热，针对于此，我们需要对圆筒式绕组结构的变压器进行散热改进，在不改变变压器主体结构的前提下对其散热功能进行优化设计，使得原本被动式散热过程变成主动式。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术问题，提供一种圆筒式绕组结构的变压器。

为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种圆筒式绕组结构的变压器，包括变压器主体，还包括：

抽真空机构，设置在变压器主体的外部；

第一冷却机构，能提供冷却水流，设置在抽真空机构的外部；

若干第二冷却机构，与第一冷却机构相连并沿变压器主体圆周方向等角度分布设置，每个第二冷却机构均包括有冷却合板，冷却合板不仅能将冷却液与外部空气进行热量交换，还能将冷却液与水流进行热量交换；

变速机构，设置在第一冷却机构的下端，能为若干第二冷却机构的运行提供动力。

进一步的，抽真空机构包括真空容纳壳和真空阀口，真空容纳壳同轴线固定套设在变压器主体的外部，真空阀口固定设置在真空容纳壳的上端。

进一步的，第一冷却机构包括承托底座和承托套壳，承托底座同轴线固定设置在真空容纳壳的下端，承托套壳同轴线固定设置在承托底座的上端。

进一步的，第一冷却机构还包括储水箱、环形分水箱、高压水泵和若干分水管，储水箱固定设置在承托套壳的上端，高压水泵固定设置在储水箱的上端，环形分水箱同轴线固定设置在储水箱的外部，若干分水管沿储水箱圆周方向均匀阵列，若干分水管的一端与储水箱固定连接，另一端与环形分水箱固定连接，承托套壳与承托底座的侧壁上沿圆周方向均等角度成型有转移水道，并且承托底座上转移水道与承托套壳上转移水道的数量相同且一一对应，环形分水箱的输出端与转移水道的上端相对应。

进一步的，第二冷却机构还包括若干转接管和若干单向阀，若干单向阀固定设置在承托底座的下端，若干单向阀沿圆周方向均匀阵列，若干单向阀的输入端与对应的转移水道相连，若干转接管的一端与单向阀的输出端相连，另一端与冷却合板相连。

进一步的，冷却合板的侧壁上成型有若干等间隔分布的冷却槽，冷却合板的内部成型有蛇形水道，冷却合板的中间部位成型有联动部，承托套壳的侧壁上沿圆周方向均匀阵列有若干避让斜槽和容纳贯穿孔，冷却合板的联动部与容纳贯穿孔转动连接，冷却合板还与承托套壳过盈配合，避让斜槽能为冷却合板提供活动空间，联动部的上端与环形分水箱相连，下端与转接管相连。

进一步的，变速机构包括联动齿盘、平面轴承、从动齿盘和若干联动齿轮，若干联动齿轮与若干联动部的下端固定套接，联动齿盘与承托底座同轴线设置，联动齿盘与若干联动齿轮相啮合，平面轴承设置在联动齿盘的下端，从动齿盘通过垫圈与平面轴承转动连接，从动齿盘的上端与联动齿盘固定连接。

进一步的，变速机构还包括主动齿轮、固定架、从动齿盘、承托架、驱动电机和三个从动齿轮，从动齿盘成型有连接部和啮合部，连接部与联动齿盘固定连接，主动齿轮同轴线固定设置在平面轴承的下端，三个从动齿轮沿主动齿轮圆周方向均匀阵列，三个从动齿轮不仅与主动齿轮相啮合，还与从动齿盘的啮合部相啮合，固定架设置在主动齿轮的下端，固定架通过销轴与主动齿轮转动连接，固定架还同时与三个从动齿轮也通过销轴转动相连，承托架设置在固定架的下端并与固定架固定连接，驱动电机倒装在承托架的下端，驱动电机的输出端向上伸出并与主动齿轮固定轴接。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

本装置能通过第一冷却机构和第二冷却机构相配合，采用铝制冷却合板对变压器主体产生的热量进行辅助散热，在装置实际运行过程中，冷却合板的一侧与冷却液相接触，另一侧与外部空气相接触，此时热量通过冷却合板进行初步交换，随后随着水流从冷却合板中部的蛇形水道内流过，水流会带走冷却液中的多余热量。

附图说明

图1是本发明的立体结构轴测图；

图2是本发明的立体结构正视图；

图3是图2中A处结构放大示意图；

图4是本发明的第一冷却机构和第二冷却机构轴测图；

图5是图4中B处结构放大示意图；

图6是本发明中第一冷却机构和第二冷却机构正视图；

图7是本发明中第一冷却机构和第二冷却机构的上视图；

图8是图7中C-C处结构剖视图。

图中标号为：

1、变压器主体；2、抽真空机构；3、真空容纳壳；4、真空阀口；5、第一冷却机构；6、承托底座；7、承托套壳；8、避让斜槽；9、容纳贯穿孔；10、转移水道；11、储水箱；12、分水管；13、环形分水箱；14、高压水泵；15、第二冷却机构；16、冷却合板；17、冷却槽；18、蛇形水道；19、联动部；20、转接管；21、单向阀；22、变速机构；23、联动齿轮；24、联动齿盘；25、平面轴承；26、主动齿轮；27、从动齿轮；28、固定架；29、从动齿盘；30、连接部；31、啮合部；32、承托架；33、驱动电机。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

参考图1至图8，一种圆筒式绕组结构的变压器，包括变压器主体1，还包括：

抽真空机构2，设置在变压器主体1的外部；

第一冷却机构5，能提供冷却水流，设置在抽真空机构2的外部；

若干第二冷却机构15，与第一冷却机构5相连并沿变压器主体1圆周方向等角度分布设置，每个第二冷却机构15均包括有冷却合板16，冷却合板16不仅能将冷却液与外部空气进行热量交换，还能将冷却液与水流进行热量交换；

变速机构22，设置在第一冷却机构5的下端，能为若干第二冷却机构15的运行提供动力。

抽真空机构2包括真空容纳壳3和真空阀口4，真空容纳壳3同轴线固定套设在变压器主体1的外部，真空阀口4固定设置在真空容纳壳3的上端。在变压器主体1进行安装时，操作人员可将真空阀口4连接抽真空机器，将真空容纳壳3内部的空气抽出，此时变压器主体1所处环境为真空环境，并且变压器主体1此时与冷却液之间的介质只有真空容纳壳3的壳体，即当变压器主体1需要进行散热时，热量可以迅速扩散至冷却液中，相比于传统油浸式变压器，本装置散热性更好。

第一冷却机构5包括承托底座6和承托套壳7，承托底座6同轴线固定设置在真空容纳壳3的下端，承托套壳7同轴线固定设置在承托底座6的上端。在真空容纳壳3抽完真空后，此时真空容纳壳3固定设置在承托底座6的上端，操作人员将承托套壳7与承托底座6固定连接后，操作人员可向承托套壳7中灌入冷却液。

第一冷却机构5还包括储水箱11、环形分水箱13、高压水泵14和若干分水管12，储水箱11固定设置在承托套壳7的上端，高压水泵14固定设置在储水箱11的上端，环形分水箱13同轴线固定设置在储水箱11的外部，若干分水管12沿储水箱11圆周方向均匀阵列，若干分水管12的一端与储水箱11固定连接，另一端与环形分水箱13固定连接，承托套壳7与承托底座6的侧壁上沿圆周方向均等角度成型有转移水道10，并且承托底座6上转移水道10与承托套壳7上转移水道10的数量相同且一一对应，环形分水箱13的输出端与转移水道10的上端相对应。在变压器主体1需要进行降温冷却时，储水箱11提供水源，高压水泵14将储水箱11内的水流泵入若干分水管12内，随后水流经过若干分水管12流入环形分水箱13，最后环形分水箱13内的水流再被持续的泵入转移水道10，并配合冷却合板16完成对冷却液的循环降温。

第二冷却机构15还包括若干转接管20和若干单向阀21，若干单向阀21固定设置在承托底座6的下端，若干单向阀21沿圆周方向均匀阵列，若干单向阀21的输入端与对应的承托底座6上的转移水道10相连，若干转接管20的一端与单向阀21的输出端相连，另一端与冷却合板16相连。在需要降温时，随着水流被泵入转移水道10，若干单向阀21能控制水流沿同一方向流动，而不会发生倒流或者反流，随后转接管20将进一步引导水流流入冷却合板16，进行水流与冷却液的热交换。

冷却合板16的侧壁上成型有若干等间隔分布的冷却槽17，冷却合板16的内部成型有蛇形水道18，冷却合板16的中间部位成型有联动部19，承托套壳7的侧壁上沿圆周方向均匀阵列有若干避让斜槽8和容纳贯穿孔9，冷却合板16的联动部19与容纳贯穿孔9转动连接，冷却合板16还与承托套壳7过盈配合，避让斜槽8能为冷却合板16提供活动空间，联动部19的上端与环形分水箱13相连，下端与转接管20相连。在水流经转接管20后，会流经联动部19的空腔进入蛇形水道18，此时冷却合板16的一侧位于冷却液内，另一侧位于外部，即此时水流不仅通过蛇形水道18带走冷却液的热量，并且外部冷空气还可通过冷却合板16与冷却液和水流进行热交换，增大降温效率。在此过程中，冷却槽17不仅能增大冷却合板16与冷却液的接触面积，而且还能增大冷却合板16与外部冷空气的接触面积，使得冷却行程缩短。冷却合板16与承托套壳7采用过盈配合，并且二者的衔接处采用动密封进行，以此来避免承托套壳7内部的冷却液泄漏。

变速机构22包括联动齿盘24、平面轴承25、从动齿盘29和若干联动齿轮23，若干联动齿轮23与若干联动部19的下端固定套接，联动齿盘24与承托底座6同轴线设置，联动齿盘24与若干联动齿轮23相啮合，平面轴承25设置在联动齿盘24的下端，从动齿盘29通过垫圈与平面轴承25转动连接，从动齿盘29的上端与联动齿盘24固定连接。在变压器主体1进行工作时，从动齿盘29会进行转动，具体原因会于后文进行解释，从动齿盘29的上端与联动齿盘24固定连接，则从动齿盘29的转动会带动联动齿盘24的转动，而联动齿盘24与若干联动齿轮23相啮合，此时联动齿盘24的转动会带动若干联动齿轮23转动，此时若干联动齿轮23会带动冷却合板16进行转动，由于冷却合板16的一侧位于冷却液中，此时冷却液会被冷却合板16所搅动，加快热交换的过程，相比于传统静态油浸式变压器，本装置通过动态波动让冷却液更快降温。

变速机构22还包括主动齿轮26、固定架28、从动齿盘29、承托架32、驱动电机33和三个从动齿轮27，从动齿盘29成型有连接部30和啮合部31，连接部30与联动齿盘24固定连接，主动齿轮26同轴线固定设置在平面轴承25的下端，三个从动齿轮27沿主动齿轮26圆周方向均匀阵列，三个从动齿轮27不仅与主动齿轮26相啮合，还与从动齿盘29的啮合部31相啮合，固定架28设置在主动齿轮26的下端，固定架28通过销轴与主动齿轮26转动连接，固定架28还同时与三个从动齿轮27也通过销轴转动相连，承托架32设置在固定架28的下端并与固定架28固定连接，驱动电机33倒装在承托架32的下端，驱动电机33的输出端向上伸出并与主动齿轮26固定轴接。在变压器主体1进行工作时，驱动电机33启动，驱动电机33会带动与其输出端固定轴接的主动齿轮26进行转动，主动齿轮26通过三个从动齿轮27与从动齿盘29相连，即主动齿轮26会带动从动齿盘29转动，在此过程中，三个从动齿轮27起减速作用，而从动齿盘29转动会带动联动齿盘24转动。需要注意的是，由于驱动电机33需要交替进行正转和反转，并带动冷却合板16进行正转和反转，故三个从动齿轮27能极大的降低转速，防止冷却合板16在快速的转动中损坏。

本装置工作原理为：在装置安装时，操作人员应先将变压器主体1安装在承托底座6上，随后通过真空阀口4将真空容纳壳3中的空气抽干，此时变压器主体1处于真空环境内，真空状态不仅便于变压器主体1进行散热，同时还可以减缓变压器主体1的电力流失，增强变压器主体1的使用寿命。

随后当变压器主体1需要进行散热时，操作人员启动驱动电机33和高压水泵14，高压水泵14能将储水箱11中的水流经过若干分水管12泵入环形分水箱13中，随后环形分水箱13中的水流经承托套壳7侧壁中的若干转移水道10，并被单向阀21引流至转接管20内，最后转接管20对接联动部19的空腔，水流再经联动部19的空腔在蛇形水道18中流动，最后水流再经过联动部19的上端重新回到环形分水箱13内，整个过程即对冷却液完成一次降温，在变压器主体1降温过程中，水流重复此路径完成循环水冷。而在循环水冷过程中，单向阀21可防止水流逆转，避免水流逆转对水循环冷却过程造成干扰，而水流在蛇形水道18中流动时，可与冷却液进行热交换。而冷却合板16在降温过程中，不仅通过水流对冷却液进行降温，而且还通过冷却槽17与冷空气进行热交换，增强降温效率。

在变压器主体1进行散热时，驱动电机33也会启动并最终带动从动齿盘29进行转动，而从动齿盘29进行转动时，会带动若干联动齿轮23转动，若干联动齿轮23转动会带动对应的冷却合板16进行转动，此时随着驱动电机33交替进行正转和反转，冷却合板16也会对应进行小幅度摆动，在冷却合板16进行小幅度摆动时，避让斜槽8可为冷却合板16提供行程跨按容量，防止冷却合板16与承托套壳7的侧壁发生碰撞，或在摆动过程中造成冷却液外渗。同时，随着冷却合板16的摆动，此时承托套壳7内部原本静止的冷却液会被摆动的冷却合板16进行干扰，更有利于散热的进行。而三个从动齿轮27起减速作用，防止驱动电机33转速过快而对若干冷却合板16造成损坏。

以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种圆筒式绕组结构的变压器，包括变压器主体(1)，其特征在于，还包括：

抽真空机构(2)，设置在变压器主体(1)的外部；

第一冷却机构(5)，能提供冷却水流，设置在抽真空机构(2)的外部；

若干第二冷却机构(15)，与第一冷却机构(5)相连并沿变压器主体(1)圆周方向等角度分布设置，每个第二冷却机构(15)均包括有冷却合板(16)，冷却合板(16)不仅能将冷却液与外部空气进行热量交换，还能将冷却液与水流进行热量交换；

变速机构(22)，设置在第一冷却机构(5)的下端，能为若干第二冷却机构(15)的运行提供动力；

抽真空机构(2)包括真空容纳壳(3)和真空阀口(4)，真空容纳壳(3)同轴线固定套设在变压器主体(1)的外部，真空阀口(4)固定设置在真空容纳壳(3)的上端；

第一冷却机构(5)包括承托底座(6)和承托套壳(7)，承托底座(6)同轴线固定设置在真空容纳壳(3)的下端，承托套壳(7)同轴线固定设置在承托底座(6)的上端；

第一冷却机构(5)还包括储水箱(11)、环形分水箱(13)、高压水泵(14)和若干分水管(12)，储水箱(11)固定设置在承托套壳(7)的上端，高压水泵(14)固定设置在储水箱(11)的上端，环形分水箱(13)同轴线固定设置在储水箱(11)的外部，若干分水管(12)沿储水箱(11)圆周方向均匀阵列，若干分水管(12)的一端与储水箱(11)固定连接，另一端与环形分水箱(13)固定连接，承托套壳(7)与承托底座(6)的侧壁上沿圆周方向均等角度成型有转移水道(10)，并且承托底座(6)上转移水道(10)与承托套壳(7)上转移水道(10)的数量相同且一一对应，环形分水箱(13)的输出端与转移水道(10)的上端相对应。

2.根据权利要求1所述的一种圆筒式绕组结构的变压器，其特征在于，第二冷却机构(15)还包括若干转接管(20)和若干单向阀(21)，若干单向阀(21)固定设置在承托底座(6)的下端，若干单向阀(21)沿圆周方向均匀阵列，若干单向阀(21)的输入端与对应的承托底座(6)上的转移水道(10)相连，若干转接管(20)的一端与单向阀(21)的输出端相连，另一端与冷却合板(16)相连。

3.根据权利要求2所述的一种圆筒式绕组结构的变压器，其特征在于，冷却合板(16)的侧壁上成型有若干等间隔分布的冷却槽(17)，冷却合板(16)的内部成型有蛇形水道(18)，冷却合板(16)的中间部位成型有联动部(19)，承托套壳(7)的侧壁上沿圆周方向均匀阵列有若干避让斜槽(8)和容纳贯穿孔(9)，冷却合板(16)的联动部(19)与容纳贯穿孔(9)转动连接，冷却合板(16)还与承托套壳(7)过盈配合，避让斜槽(8)能为冷却合板(16)提供活动空间，联动部(19)的上端与环形分水箱(13)相连，下端与转接管(20)相连。

4.根据权利要求3所述的一种圆筒式绕组结构的变压器，其特征在于，变速机构(22)包括联动齿盘(24)、平面轴承(25)、从动齿盘(29)和若干联动齿轮(23)，若干联动齿轮(23)与若干联动部(19)的下端固定套接，联动齿盘(24)与承托底座(6)同轴线设置，联动齿盘(24)与若干联动齿轮(23)相啮合，平面轴承(25)设置在联动齿盘(24)的下端，从动齿盘(29)通过垫圈与平面轴承(25)转动连接，从动齿盘(29)的上端与联动齿盘(24)固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种圆筒式绕组结构的变压器，其特征在于，变速机构(22)还包括主动齿轮(26)、固定架(28)、从动齿盘(29)、承托架(32)、驱动电机(33)和三个从动齿轮(27)，从动齿盘(29)成型有连接部(30)和啮合部(31)，连接部(30)与联动齿盘(24)固定连接，主动齿轮(26)同轴线设置在平面轴承(25)的下端，三个从动齿轮(27)沿主动齿轮(26)圆周方向均匀阵列，三个从动齿轮(27)不仅与主动齿轮(26)相啮合，还与从动齿盘(29)的啮合部(31)相啮合，固定架(28)设置在主动齿轮(26)的下端，固定架(28)通过销轴与主动齿轮(26)转动连接，固定架(28)还同时与三个从动齿轮(27)也通过销轴转动相连，承托架(32)设置在固定架(28)的下端并与固定架(28)固定连接，驱动电机(33)倒装在承托架(32)的下端，驱动电机(33)的输出端向上伸出并与主动齿轮(26)固定轴接。

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