CN117174443B - 一种电炉变压器循环冷却系统及冷却方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电炉变压器循环冷却系统及冷却方法，包括换热箱以及连通在换热箱上端的气缸体，所述换热箱上下两端分别通过连通管与变压器箱体连通，所述气缸体内上下滑接有活塞，活塞上方的气缸体构成密闭的气腔且装有充气阀，还包括散热器以及插入换热箱内的换热器，换热器上下两端分别通过管路与散热器上下两端连通且一个管路上装有水泵，通过气腔内的气压向下推动活塞使换热箱和变压器箱体内的变压器油保持一定的压强，防止换热器的冷却液泄漏至换热箱内；换热器泄漏后，变压器油被压入换热器，活塞下移从而通过关闭阀组件实现两个连通管的封堵，本发明实现了电炉变压器的冷却，可以杜绝换热器中冷却液进入变压器箱体，防止变压器短路损坏。

Description

一种电炉变压器循环冷却系统及冷却方法

技术领域

本发明涉及电炉变压器技术领域，具体是指一种电炉变压器循环冷却系统及冷却方法。

背景技术

电炉变压器变压器在运行的过程中，会产生大量的热量，一般电炉变压器都通过油液冷却的方式来散热。具体方法为将作为变压器核心的铁芯和线圈设置在一个容器中，容器中充满绝缘的变压器油。这种散热方式，实际上是利用油液将铁芯和线圈产生的热量传递到容器的外壁散发出去。散热的效果受到容器外壁的表面积的影响。为了增加散热效果，往往需要增加容器的体积。使得电炉变压器的体积大大增加，不利于安装。

公开号为CN111063518A的发明专利公开了一种电炉变压器，油水冷却器分别通过两管路连接于变压器箱体内部实现循环冷却，这种冷却结构可以降低电炉变压器的体积，同时散热效果好，但是连接在变压器箱体内部的管路一旦出现泄漏，会导致冷却液进入变压器中，影响变压器内的绝缘，导致变压器短路损坏。

公告号为CN209708793U的实用新型公开了一种强制循环冷却式电炉变压器，通过在变压器的油箱外壁设置冷却水箱的方式，对变压器内的变压器油进行冷却降温，同时通过循环泵对冷却水箱内的水进行循环。并且提到：由于冷却水箱是设置在变压器油箱的外壁上，与变压器油箱是两个相对比较独立部件，两者内部没有相互连通，不会出现两者内部液体串通的情况。但是这种贴合在油箱外壁的型式的散热效果并不太好，很难满足大功率的电炉变压器的冷却。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种电炉变压器循环冷却系统及冷却方法。

本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种电炉变压器循环冷却系统，包括换热箱以及连通在换热箱上端的气缸体，所述换热箱上下两端分别通过连通管与变压器箱体连通，所述气缸体内上下滑接有活塞，所述活塞上方的气缸体构成密闭的气腔且装有充气阀，还包括散热器以及插入换热箱内的换热器，所述换热器上下两端分别通过管路与散热器上下两端连通且一个管路上装有水泵，通过气腔内的气压向下推动活塞使换热箱和变压器箱体内的变压器油保持一定的压强，防止换热器的冷却液泄漏至换热箱内；换热器泄漏后，变压器油被压入换热器，活塞下移从而通过关闭阀组件实现两个连通管的封堵。

作为优化，所述关闭阀组件包括轴接在换热箱内的竖向的转轴以及插入连通管内的阀芯筒，所述阀芯筒朝向变压器箱体的一端开口设置，阀芯筒侧面开有多个阀芯孔，所述活塞下移带动转轴旋转，通过转轴带动阀芯筒向变压器箱体方向移动使阀芯孔进入连通管内实现连通管的封堵。

作为优化，所述活塞下端固接有气缸杆，气缸杆下端固接有上圆板，转轴上端固接有下圆板，上圆板和下圆板之间设有多个周向均布的连接杆，所述连接杆上端与上圆板球铰连接，连接杆下端与下圆板球铰连接。

作为优化，所述转轴侧面固接有摆臂，所述摆臂通过摆动拉杆与阀芯筒连接。

作为优化，所述摆动拉杆一端与摆臂铰接，另一端与阀芯筒铰接。

作为优化，所述换热器上端与散热器上端连通的管路上装有上开口的补液罐。

作为优化，所述换热器包括上水室、下水室以及竖向连通上水室和下水室的多个换热管，所述上水室和下水室位于换热箱外，换热管延伸至换热箱内。

作为优化，所述换热管为无缝管折弯而成，包括竖直段以及上下两端的水平段，所述水平段为圆管且密封穿过换热箱，所述竖直段通过挤压使两侧形成扁平面，相邻换热管的扁平面互相靠近且平行设置。

作为优化，所述扁平面上设有多个竖向排布的导流凹槽，所述导流凹槽倾斜设置且靠近变压器箱体的一端向上倾斜。

一种电炉变压器冷却方法，包括如下步骤：

a、冷却液在换热器和散热器之间流动，带走换热箱内变压器油的热量，换热箱内的变压器油冷却后向下流动，通过下方连通管进入变压器箱体；变压器箱体内的变压器油受热向上流动，通过上方连通管进入换热箱；

b、通过充气阀向活塞上方的气腔冲入气体至一定压力，气腔内的气压向下推动活塞使换热箱和变压器箱体内的变压器油保持一定的压强，防止换热器的冷却液泄漏至换热箱内；

c、换热器泄漏后，换热箱内的变压器油被压入换热器，活塞下移从而通过关闭阀组件实现两个连通管的封堵，从而防止冷却液进入变压器箱体。

本发明的有益效果为：本发明的一种电炉变压器循环冷却系统及冷却方法，通过冷却液在换热器和散热器之间流动，带走换热箱内变压器油的热量，从而实现了电炉变压器的冷却，同时可以杜绝换热器中冷却液进入变压器箱体，保证了电炉变压器的正常运行，防止变压器短路损坏。

附图说明

图1为本发明内部结构示意图；

图2为本发明上圆板和下圆板的连接示意图；

图3为本发明图2中A-A面剖视图；

图4为本发明连通管和阀芯筒的连接示意图；

图5为本发明图4中B-B面剖视图；

图6为本发明换热器结构示意图；

图7为本发明图6中C-C面剖视图；

图中所示：

1、变压器箱体，2、换热箱，3、换热器，4、散热器，5、水泵，6、补液罐，7、风扇，8、气缸体，9、活塞，10、充气阀，11、压力表，12、气缸杆，13、上圆板，14、连接杆，15、下圆板，16、转轴，17、连通管，18、阀芯筒，19、阀芯孔，20、摆臂，21、摆动拉杆，31、上水室，32、下水室，33、换热管，34、导流凹槽。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

如图1~7所示，本发明的一种电炉变压器循环冷却系统，包括换热箱2以及连通在换热箱2上端的气缸体8，所述换热箱2上下两端分别通过连通管17与变压器箱体1连通，变压器箱体1和换热箱2内注满变压器油。

连通管17为圆形硬质管，水平设置，变压器箱体1内的变压器油从上方的连通管17进入换热箱2内，冷却后从下方的连通管17返回变压器箱体1，从而使变压器油循环流动从而在换热箱2内实现冷却。也可以在任意一个连通管17上安装水泵，来提高变压器油的循环流动速度。

还包括散热器4以及插入换热箱2内的换热器3，所述换热器3上下两端分别通过管路与散热器4上下两端连通且一个管路上装有水泵5，散热器4上装有风扇7，提高散热器4的散热效果，冷却液在换热器3和散热器4之间循环流动，从而将换热器3中的热量带入到散热器4进行散热。

水泵5在安装换热器3下端与散热器4下端连通的管路上，所述换热器3上端与散热器4上端连通的管路上装有上开口的补液罐6，补液罐6一方面向内补充冷却液，另一方面降低冷却液的压强，便于换热器3破损后变压器油进入换热器3。

所述换热器3包括上水室31、下水室32以及竖向连通上水室31和下水室32的多个换热管33，所述上水室31和下水室32位于换热箱2外，换热管33延伸至换热箱2内。

上水室31与通过管路与散热器4上端连通，下水室32与通过管路与散热器4下端连通，多个换热管33并排设置，通过换热管实现冷却液和变压器油之间的热交换。

所述换热管33为无缝管折弯而成，包括竖直段以及上下两端的水平段，具体来说，是将竖向的无缝管上下两端向一侧折弯形成。所述水平段为圆管且密封穿过换热箱2，穿过换热箱2的穿过孔内装有密封圈，并且水平段与换热箱2焊接，从而实现双层密封结构。

如图7所示，所述竖直段通过挤压使两侧形成扁平面，相邻换热管33的扁平面互相靠近且平行设置。如图6、7所示，所述扁平面上设有多个竖向排布的导流凹槽33，所述导流凹槽33倾斜设置且靠近变压器箱体1的一端向上倾斜。因此从上方连通管17流出的变压器油流经导流凹槽33时，一方面增大换热面积，另一方变将变压器油向下导流，从而提高其向下流动的速度，也就提高了变压器油的循环流动速度。

气缸体8连通在换热箱2顶面靠近变压器箱体1的一侧，所述气缸体8内上下滑接有活塞9，活塞9可以在气缸体8内上下移动，所述活塞9上方的气缸体8构成密闭的气腔且装有充气阀10，充气阀10安装在气缸体8的上端面，用来向气缸体8内冲入气体，气缸体8上还连通有压力表11，当气腔的压力过低或者过高时，应该及时进行检查。

通过气腔内的气压向下推动活塞9使换热箱2和变压器箱体1内的变压器油保持一定的压强，由于换热器3内冷却液的压强较低，从而防止换热器3的冷却液泄漏至换热箱2内；也就是说如果换热器3的换热管33发生破损，变压器油会进入换热器，而冷却液无法进入换热箱，从而杜绝冷却液进入变压器箱体1。

换热器3泄漏后，变压器油被压入换热器3，活塞9下移从而通过关闭阀组件实现两个连通管17的封堵。从而使换热器3一旦泄漏，实现连通管17的封堵，防止冷却液进入变压器箱体1。

如图4所示，所述关闭阀组件包括轴接在换热箱2内的竖向的转轴16以及插入连通管17内的阀芯筒18，阀芯筒18的外圈与连通管17内圈贴合，

所述阀芯筒18朝向变压器箱体1的一端开口设置，另一端封闭设置，阀芯筒18侧面开有多个阀芯孔19，因此当阀芯孔19向右移动出连通管17的范围后，阀芯孔19实现了变压器箱体1与换热箱2的连通。当阀芯筒18向左移动使阀芯孔19进入连通管17内部后，实现变压器箱体1与换热箱2的封堵。

所述活塞9下移带动转轴16旋转，通过转轴16带动阀芯筒18向变压器箱体1方向移动使阀芯孔19进入连通管17内实现连通管17的封堵。

为了实现活塞9下移带动转轴16旋转，所述活塞9下端固接有气缸杆12，气缸杆12与转轴16同轴，气缸杆12下端固接有上圆板13，转轴16上端固接有下圆板15，下圆板15和上圆板13同轴，

上圆板13和下圆板15之间设有多个周向均布的连接杆14，连接杆14倾斜设置，所述连接杆14上端与上圆板13球铰连接，连接杆14下端与下圆板15球铰连接。因此当上圆板13向下移动时，通过连接杆14带动下圆板15旋转。

为了实现转轴16带动阀芯筒18向变压器箱体1方向移动，如图5所示，所述转轴16侧面固接有摆臂20，所述摆臂20通过摆动拉杆21与阀芯筒18连接。所述摆动拉杆21一端与摆臂20铰接，另一端与阀芯筒18铰接。

一种电炉变压器冷却方法，包括如下步骤：

a、冷却液在换热器3和散热器4之间流动，带走换热箱2内变压器油的热量，换热箱2内的变压器油冷却后向下流动，通过下方连通管17进入变压器箱体1；变压器箱体1内的变压器油受热向上流动，通过上方连通管17进入换热箱2；

b、通过充气阀10向活塞9上方的气腔冲入气体至一定压力，气腔内的气压向下推动活塞9使换热箱2和变压器箱体1内的变压器油保持一定的压强，防止换热器3的冷却液泄漏至换热箱2内；

c、换热器3泄漏后，换热箱2内的变压器油被压入换热器3，活塞9下移从而通过关闭阀组件实现两个连通管17的封堵，从而防止冷却液进入变压器箱体1。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。

Claims (7)

1.一种电炉变压器循环冷却系统，其特征在于：包括换热箱（2）以及连通在换热箱（2）上端的气缸体（8），所述换热箱（2）上下两端分别通过连通管（17）与变压器箱体（1）连通，所述气缸体（8）内上下滑接有活塞（9），所述活塞（9）上方的气缸体（8）构成密闭的气腔且装有充气阀（10），还包括散热器（4）以及插入换热箱（2）内的换热器（3），所述换热器（3）上下两端分别通过管路与散热器（4）上下两端连通且一个管路上装有水泵（5），通过气腔内的气压向下推动活塞（9）使换热箱（2）和变压器箱体（1）内的变压器油保持一定的压强，防止换热器（3）的冷却液泄漏至换热箱（2）内；换热器（3）泄漏后，变压器油被压入换热器（3），活塞（9）下移从而通过关闭阀组件实现两个连通管（17）的封堵；

所述关闭阀组件包括轴接在换热箱（2）内的竖向的转轴（16）以及插入连通管（17）内的阀芯筒（18），所述阀芯筒（18）朝向变压器箱体（1）的一端开口设置，阀芯筒（18）侧面开有多个阀芯孔（19），所述活塞（9）下移带动转轴（16）旋转，通过转轴（16）带动阀芯筒（18）向变压器箱体（1）方向移动使阀芯孔（19）进入连通管（17）内实现连通管（17）的封堵；

所述活塞（9）下端固接有气缸杆（12），气缸杆（12）下端固接有上圆板（13），转轴（16）上端固接有下圆板（15），上圆板（13）和下圆板（15）之间设有多个周向均布的连接杆（14），所述连接杆（14）上端与上圆板（13）球铰连接，连接杆（14）下端与下圆板（15）球铰连接；

所述转轴（16）侧面固接有摆臂（20），所述摆臂（20）通过摆动拉杆（21）与阀芯筒（18）连接。

2.根据权利要求1所述的一种电炉变压器循环冷却系统，其特征在于：所述摆动拉杆（21）一端与摆臂（20）铰接，另一端与阀芯筒（18）铰接。

3.根据权利要求1所述的一种电炉变压器循环冷却系统，其特征在于：所述换热器（3）上端与散热器（4）上端连通的管路上装有上开口的补液罐（6）。

4.根据权利要求1所述的一种电炉变压器循环冷却系统，其特征在于：所述换热器（3）包括上水室（31）、下水室（32）以及竖向连通上水室（31）和下水室（32）的多个换热管（33），所述上水室（31）和下水室（32）位于换热箱（2）外，换热管（33）延伸至换热箱（2）内。

5.根据权利要求4所述的一种电炉变压器循环冷却系统，其特征在于：所述换热管（33）为无缝管折弯而成，包括竖直段以及上下两端的水平段，所述水平段为圆管且密封穿过换热箱（2），所述竖直段通过挤压使两侧形成扁平面，相邻换热管（33）的扁平面互相靠近且平行设置。

6.根据权利要求5所述的一种电炉变压器循环冷却系统，其特征在于：所述扁平面上设有多个竖向排布的导流凹槽（33），所述导流凹槽（33）倾斜设置且靠近变压器箱体（1）的一端向上倾斜。

7.一种使用权利要求1-6任一项所述循环冷却系统进行的电炉变压器冷却方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、冷却液在换热器（3）和散热器（4）之间流动，带走换热箱（2）内变压器油的热量，换热箱（2）内的变压器油冷却后向下流动，通过下方连通管（17）进入变压器箱体（1）；变压器箱体（1）内的变压器油受热向上流动，通过上方连通管（17）进入换热箱（2）；

b、通过充气阀（10）向活塞（9）上方的气腔冲入气体至一定压力，气腔内的气压向下推动活塞（9）使换热箱（2）和变压器箱体（1）内的变压器油保持一定的压强，防止换热器（3）的冷却液泄漏至换热箱（2）内；

c、换热器（3）泄漏后，换热箱（2）内的变压器油被压入换热器（3），活塞（9）下移从而通过关闭阀组件实现两个连通管（17）的封堵，从而防止冷却液进入变压器箱体（1）。