CN117877846A - 一种能主动散热的电力变压器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种能主动散热的电力变压器，涉及电气设备技术领域，包括变压器本体，变压器本体的顶部与底部均固定连接有支撑架，位于顶部支撑架的一侧配备有散热组件，且散热组件用于对变压器本体进行有效散热；散热组件包括主动散热部件和被动散热部件，主动散热部件包括电机，电机位于其中一个支撑架的顶部，变压器本体的内部转动连接有传动管，传动管的两端均贯穿延伸至变压器本体的外部，传动管的顶端滑动连接有连接件，通过散热组件的设置，能够在变压器内部温度高时主动散热，在低负载内部温度低时被动进行散热，二者结合，可以根据实际需求智能地选择合适的散热方式，通过被动散热实现节能，避免不必要的电能消耗。
Description
技术领域
本发明涉及电气设备技术领域，尤其涉及一种能主动散热的电力变压器。
背景技术
变压器作为一种通用的设备广泛应用于电力领域，分为油浸与干式两种，对于油浸式变压器来说，其主要特点是在其内部的线圈和绕组之间充满了绝缘油。这种绝缘油通常是矿物油或合成油，其目的是提供电绝缘和冷却。
现有的油浸式变压器运行中，绕组和铁心产生的热量被变压器油吸收，然后通过油的循环流动传递到散热器，利用自然对流散热，而在夏季高峰负荷时期，变压器可能因大量使用空调而过载运行，导致损耗增加，进而使变压器的温度急剧升高，需要通过散热扇对其进行主动散热，在低峰负荷时期，变压器内部温度较低时，散热扇也会处于转动状态，散热扇的运转需要电能，但是此时变压器负荷较小内部温度较低，持续运转的散热扇会导致不必要的能源浪费。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的技术问题，本发明提供一种能主动散热的电力变压器，其优点在于：变压器能够将主动散热与被动散热二者结合，可以根据实际需求智能地选择合适的散热方式，通过被动散热实现节能，避免不必要的电能消耗。
为了实现上述目的，本发明具体采用了如下技术方案：
一种能主动散热的电力变压器，包括变压器本体，变压器本体的顶部与底部均固定连接有支撑架，位于顶部支撑架的一侧配备有散热组件，且散热组件用于对变压器本体进行有效散热；
散热组件包括主动散热部件和被动散热部件，主动散热部件包括电机，电机位于其中一个支撑架的顶部，变压器本体的内部转动连接有传动管，传动管的两端均贯穿延伸至变压器本体的外部，传动管的顶端滑动连接有连接件，连接件外壁与电机的输出端转轴均固定连接有摩擦盘，且摩擦盘用于驱动传动管主动转动。
通过以上技术方案：散热组件能够在变压器内部温度高时主动散热，在低负载内部温度低时被动进行散热。
本发明进一步设置为，其中一个支撑架远离电机的一侧设有电缸，电缸的输出端固定连接有连接板，连接板与连接件转动连接，连接件的顶端设有多个卡块。
通过以上技术方案：电缸能够带动连接板一侧的连接件移动，实现主动和被动散热的切换。
本发明进一步设置为，被动散热部件包括转动锥，转动锥与其中一个支撑架转动连接，转动锥的一端开设有连接腔，连接腔与连接件上的卡块相匹配，转动锥的外壁固定连接有扭簧，扭簧远离转动锥的一端与支撑架固定连接。
通过以上技术方案：被动散热部件有助于节约能源，降低变压器本体的运行成本。
本发明进一步设置为，变压器本体的顶部与底部均设有壳体，两个壳体的内部均转动连接有散热扇，两个散热扇内部的轴体分别与传动管的两端固定连接，两个壳体相向的一端均连通设置有多个风道，且风道用于引导壳体所产生风的流向。
通过以上技术方案：散热扇产生的气流输送至风道内部，风道在将气流输送至出风盒。
本发明进一步设置为，变压器本体的四周均设有一组散热片，每个散热片的两端均设有出风盒，每个出风盒的一端分别与对应风道相连通，且出风盒用于引导风道内部的空气沿着散热片表面流动。
通过以上技术方案：出风盒可以有助于引导风道内的空气沿着散热片表面流动，使空气更充分地接触到散热片的表面，提高散热效率。
本发明进一步设置为，两个壳体相对的一端均设有滤网板，两个滤网板相对的一端均设有清理组件。
通过以上技术方案：滤网板可以避免灰尘进入到壳体内部。
本发明进一步设置为，清理组件设有两组，每组清理组件包括清理部件和往复部件，清理部件包括固定块，固定块的数量设置为两个，两个固定块相对的一端均通过转轴连接有连接杆，且两个转轴的一端也设有扭簧，扭簧用于连接杆的转动回弹，两个连接杆相对的一端均固定连接有弹性件，两个弹性件的底部均连接有清理刷。
通过以上技术方案：当转轴转动时也会带动清理刷同步转动。
本发明进一步设置为，往复部件包括往复丝杆，传动管的内部设有空腔，往复丝杆的顶端与空腔的内壁转动连接，往复丝杆的外壁螺纹连接有滑块，往复丝杆的底部固定连接有轴体，所述轴体位于空腔的内部，轴体的底端与位于底部的所述支撑架固定连接，传动管的两端均开设有通槽，滑块的两端分别贯穿对应通槽呈滑动连接，两个通槽的内部均设有密封垫，两个密封垫分别滑块的两端相连接，滑块的两端均固定连接有弹簧，两个弹簧的一端均固定连接有移杆，两个连接杆的内部均开设有滑槽，每个移杆分别与对应滑槽滑动连接，移杆用于驱动连接杆进行往复移动。
通过以上技术方案：当滑块转动时，滑块会在静止的往复丝杆外壁上下滑动。
本发明进一步设置为，多个出风盒的两侧均设有安装板，多个安装板的内部均螺纹连接有固定螺栓，多个出风盒分别通过固定螺栓与变压器本体相连接，每个风道的内部一端均固定连接有固定板，每个固定板的一侧均设有风道滤网，每个风道滤网靠近固定板的一端均固定连接有多个插块，多个插块位于风道滤网的四周，每个固定板的内部均开设有插槽，多个插块分别与对应插槽相插接。
通过以上技术方案：固定螺栓方便出风盒的安装与拆卸。
本发明进一步设置为，变压器本体的底部设有两个固定座，两个固定座沿变压器本体的中轴线对称部分，且固定座用于变压器本体的固定安装，变压器本体的顶部设有温度传感器，变压器本体的内部设有控制器，控制器与温度传感器、电机和电缸电性连接。
通过以上技术方案：温度传感器负责监测变压器本体的温度，测量结果通常会传送到控制器，在负荷不同或环境温度变化时，控制器可以根据测得的温度数据调整风扇、电机和电缸的运行状态，以最大程度地提高散热效率。
本发明的有益效果为：
1、本发明通过散热组件的设置，能够在变压器内部温度高时主动散热，在低负载内部温度低时被动进行散热，主动散热通过电机带动散热扇的运转产生气流，而被动散热通过风力带动散热扇进行散热，二者结合，可以根据实际需求智能地选择合适的散热方式，通过被动散热实现节能，避免不必要的电能消耗。
2、本发明通过清理组件的设置，能够对滤网板进行清理，具体是当散热扇在使用时，其进风端的滤网板上会附着灰尘或杂质，当传动管转动时便会带动滑块转动，滑块转动时便会在静止的往复丝杆上下移动，实现清理刷对滤网板的转动往复清理，防止灰尘或杂质在滤网板上积累，保持滤网的通透性，维持散热系统的高效运行。
3、本发明出风盒通过固定螺栓与变压器本体相连接，这样的设计可以确保出风盒稳固地安装在变压器本体上，也能在需要维修散热片或清理风道滤网时，便于维修和拆卸。
4、本发明通过插块和插槽的设置，方便将风道滤网进行拆卸清理，有助于去除堆积在风道滤网上的灰尘、颗粒物等，维持系统的良好通风和空气流动。
附图说明
图1为本发明提出的一种能主动散热的电力变压器的整体结构示意图；
图2为本发明提出的一种能主动散热的电力变压器的传动管与扭簧连接结构示意图；
图3为本发明提出的一种能主动散热的主动散热组件整体结构示意图；
图4为本发明提出的一种能主动散热的电力变压器的壳体内部结构示意图；
图5为本发明提出的一种能主动散热的电力变压器的清理组件整体结构示意图；
图6为本发明提出的一种能主动散热的电力变压器的传动管内部结构示意图；
图7为本发明提出的一种能主动散热的电力变压器的平面图；
图8为本发明提出的一种能主动散热的电力变压器的变压器本体与散热片连接结构示意图；
图9为本发明提出的一种能主动散热的电力变压器的风道滤网与固定板连接结构示意图；
图10为本发明提出的一种能主动散热的电力变压器的图3中A处结构放大图；
图11为本发明提出的一种能主动散热的电力变压器的图6中B处结构放大图。
图中：1、变压器本体；2、支撑架；3、散热片；4、传动管；5、转动锥；6、扭簧；7、壳体；8、风道；9、出风盒；10、滤网板；11、散热扇；12、清理刷；13、连接杆；14、固定块；15、滑块；16、往复丝杆；17、弹簧；18、密封垫；19、固定座；20、固定螺栓；21、风道滤网；22、插块；23、固定板；24、移杆；25、弹性件；26、电机；27、电缸；28、摩擦盘；29、连接板；30、卡块；31、连接件。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
实施例1，参照图1-图11，一种能主动散热的电力变压器，包括变压器本体1，变压器本体1的顶部与底部均固定连接有支撑架2，位于顶部支撑架2的一侧配备有散热组件，且散热组件用于对变压器本体1进行有效散热；
散热组件包括主动散热部件和被动散热部件，主动散热部件包括电机26，电机26位于其中一个支撑架2的顶部，变压器本体1的内部转动连接有传动管4，传动管4的两端均贯穿延伸至变压器本体1的外部，传动管4的顶端滑动连接有连接件31，连接件31外壁与电机26的输出端转轴均固定连接有摩擦盘28，且摩擦盘28用于驱动传动管4主动转动。
参照图1-图3，其中一个支撑架2远离电机26的一侧设有电缸27，电缸27的输出端固定连接有连接板29，连接板29与连接件31转动连接，连接件31的顶端设有多个卡块30。
当温度传感器检测到变压器本体1的温度过高，靠外界的空气已无法满足变压器本体1的散热要求，需要主动散热时，启动电缸27带动连接板29向下移动，使连接件31与转动锥5脱离，使两个摩擦盘28相接触，通过电机26带动一个摩擦盘28转动，进而带动传动管4上的两个散热扇11转动，实现主动散热，防止变压器本体1过热，从而提高设备的可靠性和寿命。
传动管4位于变压器本体1的内部，为了避免对变压器本体1的正常运行造成影响，传动管4选择不锈钢或铝合金等材料，减小其对变压器本体1内部磁场的影响，并且将传动管4安置在线圈外部，在传动管4与线圈或其他电气部件接触的位置，采取绝缘层或隔离层，确保变压器本体1的正常运行和性能稳定。
参照图1-图8，变压器本体1的四周均设有一组散热片3，每个散热片3的两端均设有出风盒9，每个出风盒9的一端分别与对应风道8相连通，且出风盒9用于引导风道8内部的空气沿着散热片3表面流动。
当主动散热或是被动散热时，都会将散热扇11产生的气流输送至风道8内部，风道8在将气流输送至出风盒9，出风盒9可以有助于引导风道8内的空气沿着散热片3表面流动，使空气更充分地接触到散热片3的表面，提高散热效率。
参照图4-图6，两个壳体7相对的一端均设有滤网板10，两个滤网板10相对的一端均设有清理组件，清理组件设有两组，每组清理组件包括清理部件和往复部件，清理部件包括固定块14，固定块14的数量设置为两个，两个固定块14相对的一端均通过转轴连接有连接杆13，且两个转轴的一端也设有扭簧6，扭簧6用于连接杆13的转动回弹，两个连接杆13相对的一端均固定连接有弹性件25，两个弹性件25的底部均连接有清理刷12，往复部件包括往复丝杆16，传动管4的内部设有空腔，往复丝杆16的顶端与空腔的内壁转动连接，往复丝杆16的底部固定连接有轴体，轴体位于空腔的内部，轴体的底端与位于底部的支撑架固定连接，往复丝杆16的外壁螺纹连接有滑块15，传动管4的两端均开设有通槽，滑块15的两端分别贯穿对应通槽呈滑动连接，两个通槽的内部均设有密封垫18，两个密封垫18分别滑块15的两端相连接，滑块15的两端均固定连接有弹簧17，两个弹簧17的一端均固定连接有移杆24，两个连接杆13的内部均开设有滑槽，每个移杆24分别与对应滑槽滑动连接，移杆24用于驱动连接杆13进行往复移动。
通过清理组件的设置，能够对滤网板10进行清理，具体是当散热扇11在使用时，其进风端的滤网板10上会附着灰尘或杂质，当传动管4转动时便会带动滑块15转动，滑块15转动时便会在静止的往复丝杆16上下移动，进而便可使滑块15在通槽的密封垫18(密封垫18具有一定的弹性形变)内部上下滑动，当滑块15上下滑动时带动弹簧17和移杆24在连接杆13的滑槽内部往复移动，因为移杆24卡入的是连接杆13内部的滑槽，所以移杆24会对连接杆13起到限位作用(参考图11)，进而带动连接杆13垂直摆动，因为连接杆13内部的转轴也设有扭簧6，当移杆24向上滑动时，扭簧6的弹力便会使连接杆13垂直回弹，因为清理刷12与连接杆13之间设有弹性件25，所以清理刷12在清理时会始终贴合滤网板10，防止灰尘或杂质在滤网板10上积累，保持滤网的通透性，维持散热系统的高效运行。
往复丝杆16底部固定连接的轴体与底部的支撑架2固定连接，使往复丝杆16处于静止状态，轴体位于传动管4的内部，且不与传动管4接触，不会影响传动管4的正常传动。
实施例2，参照图1-图3，被动散热部件包括转动锥5，转动锥5与其中一个支撑架2转动连接，转动锥5的一端开设有连接腔，连接腔与连接件31上的卡块30相匹配，转动锥5的外壁固定连接有扭簧6，扭簧6远离转动锥5的一端与支撑架2固定连接，变压器本体1的顶部与底部均设有壳体7，两个壳体7的内部均转动连接有散热扇11，两个散热扇11内部的轴体分别与传动管4的两端固定连接，两个壳体7相向的一端连通设置有多个风道8，且风道8用于引导壳体7所产生风的流向。
当温度传感器检测到变压器本体1的温度不高，不需要主动进行散热时，通过电缸27带动连接板29向上移动，使连接件31与插入到转动锥5的连接腔内，通过风力带动转动锥5转动。
当风力大时，风的力大于阻力，便会带动扭簧6收紧，带动两个散热扇11正向转动，当风力减小时，扭簧6便会回弹，带动两个散热扇11反向较快转动，因为两个散热扇11分别位于两个变压器本体1的顶部与底部，所以两个散热扇11不管扭簧6正向转动或是逆向转动，都会有一个始终对散热片3进行散热，有助于节约能源，降低变压器本体1的运行成本。
实施例3，参照图1-图9，多个出风盒9的两侧均设有安装板，多个安装板的内部均螺纹连接有固定螺栓20，多个出风盒9分别通过固定螺栓20与变压器本体1相连接，变压器本体1的底部设有两个固定座19，两个固定座19沿变压器本体1的中轴线对称部分，且固定座19用于变压器本体1的固定安装，变压器本体1的顶部设有温度传感器，变压器本体1的内部设有控制器，控制器与温度传感器、电机26和电缸27电性连接，每个风道8的内部一端均固定连接有固定板23，每个固定板23的一侧均设有风道滤网21，每个风道滤网21靠近固定板23的一端均固定连接有多个插块22，多个插块22位于风道滤网21的四周，每个固定板23的内部均开设有插槽，多个插块22分别与对应插槽相插接，温度传感器的型号是DS18B20。
出风盒9通过固定螺栓20与变压器本体1相连接，这样的设计可以确保出风盒9稳固地安装在变压器本体1上，也能在需要维修散热片3或清理风道滤网21时，通过旋转固定螺栓20将其拆下将出风盒9拆卸，出风盒9和风道8可以为现有技术中的螺丝连接(图中未画出)，拆卸完成后，将风道滤网21拔出，手动进行清理，清理完成后将插块22插入到插槽内部，方便对风道滤网21进行清理，有助于去除堆积在风道滤网21上的灰尘、颗粒物等，维持系统的良好通风和空气流动。
基于实施例1的工作原理：在使用时，如果温度传感器检测到变压器本体1的温度超过设定的安全阈值时，需要主动散热，启动电缸27带动连接板29向下移动，使连接件31与转动锥5脱离，使两个摩擦盘28相接触，通过电机26带动一个摩擦盘28转动，进而带动传动管4上的两个散热扇11转动，两个散热扇11转动时空气从壳体7的顶部或底部进入，位于上方的散热扇11则将空气输送至风道8内部，经由出风盒9传输至散热片3的表面，而下方的散热扇11将顶部产生的气流吸入到散热扇11内部，再从散热扇11的底部排出，有助于在散热片3表面实现更均匀的散热实现主动散热，防止变压器本体1过热，从而提高设备的可靠性和寿命；
当散热扇11使用时，其进风端的滤网板10会附着灰尘或杂质，当传动管4转动时便会带动滑块15转动，滑块15转动时便会在静止的往复丝杆16上下移动，进而便可使滑块15在通槽的密封垫18内部上下滑动，滑块15的运动带动弹簧17和移杆24在连接杆13的滑槽内往复移动，带动连接杆13垂直摆动，当移杆24移动到连接杆13滑槽的最底端向上移动时，扭簧6的弹力便会辅助连接杆13往内侧摆动，实现连接杆13底部清理刷12转动的同时进行往复清理，可以清理滤网板10上的灰尘或杂质，确保滤网板10的通透性，这有助于维持散热扇11的高效运行，避免因积灰而导致散热效果下降。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种能主动散热的电力变压器，其特征在于，包括：
变压器本体(1)，所述变压器本体(1)的顶部与底部均固定连接有支撑架(2)，位于顶部所述支撑架(2)的一侧配备有散热组件，且散热组件用于对变压器本体(1)进行有效散热；
所述散热组件包括主动散热部件和被动散热部件，所述主动散热部件包括电机(26)，所述电机(26)位于其中一个所述支撑架(2)的顶部，所述变压器本体(1)的内部转动连接有传动管(4)，所述传动管(4)的两端均贯穿延伸至变压器本体(1)的外部，所述传动管(4)的顶端滑动连接有连接件(31)，所述连接件(31)外壁与电机(26)的输出端转轴均固定连接有摩擦盘(28)，且摩擦盘(28)用于驱动传动管(4)主动转动。
2.根据权利要求1所述的一种能主动散热的电力变压器，其特征在于，其中一个所述支撑架(2)远离电机(26)的一侧设有电缸(27)，所述电缸(27)的输出端固定连接有连接板(29)，所述连接板(29)与连接件(31)转动连接，所述连接件(31)的顶端设有多个卡块(30)。
3.根据权利要求2所述的一种能主动散热的电力变压器，其特征在于，所述被动散热部件包括转动锥(5)，所述转动锥(5)与其中一个所述支撑架(2)转动连接，所述转动锥(5)的一端开设有连接腔，所述连接腔与连接件(31)上的卡块(30)相匹配，所述转动锥(5)的外壁固定连接有扭簧(6)，所述扭簧(6)远离转动锥(5)的一端与支撑架(2)固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种能主动散热的电力变压器，其特征在于，所述变压器本体(1)的顶部与底部均设有壳体(7)，两个所述壳体(7)的内部均转动连接有散热扇(11)，两个所述散热扇(11)内部的轴体分别与传动管(4)的两端固定连接，两个所述壳体(7)相向的一端均连通设置有多个风道(8)，且风道(8)用于引导壳体(7)所产生风的流向。
5.根据权利要求4所述的一种能主动散热的电力变压器，其特征在于，所述变压器本体(1)的四周均设有一组散热片(3)，每个所述散热片(3)的两端均设有出风盒(9)，每个所述出风盒(9)的一端分别与对应风道(8)相连通，且出风盒(9)用于引导风道(8)内部的空气沿着散热片(3)表面流动。
6.根据权利要求4所述的一种能主动散热的电力变压器，其特征在于，两个所述壳体(7)相对的一端均设有滤网板(10)，两个所述滤网板(10)相对的一端均设有清理组件。
7.根据权利要求6所述的一种能主动散热的电力变压器，其特征在于，所述清理组件设有两组，每组所述清理组件包括清理部件和往复部件，所述清理部件包括固定块(14)，所述固定块(14)的数量设置为两个，两个所述固定块(14)相对的一端均通过转轴连接有连接杆(13)，且两个所述转轴的一端也设有扭簧(6)，所述扭簧(6)用于连接杆(13)的转动回弹，两个所述连接杆(13)相对的一端均固定连接有弹性件(25)，两个所述弹性件(25)的底部均连接有清理刷(12)。
8.根据权利要求7所述的一种能主动散热的电力变压器，其特征在于，所述往复部件包括往复丝杆(16)，所述传动管(4)的内部设有空腔，所述往复丝杆(16)的顶端与空腔的内壁转动连接，所述往复丝杆(16)的外壁螺纹连接有滑块(15)，所述往复丝杆(16)的底部固定连接有轴体，所述轴体位于空腔的内部，所述轴体的底端与位于底部的所述支撑架(2)固定连接，所述传动管(4)的两端均开设有通槽，所述滑块(15)的两端分别贯穿对应通槽呈滑动连接，两个所述通槽的内部均设有密封垫(18)，两个所述密封垫(18)分别滑块(15)的两端相连接，所述滑块(15)的两端均固定连接有弹簧(17)，两个所述弹簧(17)的一端均固定连接有移杆(24)，两个所述连接杆(13)的内部均开设有滑槽，每个所述移杆(24)分别与对应滑槽滑动连接，所述移杆(24)用于驱动连接杆(13)进行往复移动。
9.根据权利要求5所述的一种能主动散热的电力变压器，其特征在于，多个所述出风盒(9)的两侧均设有安装板，多个所述安装板的内部均螺纹连接有固定螺栓(20)，多个所述出风盒(9)分别通过固定螺栓(20)与变压器本体(1)相连接，每个所述风道(8)的内部一端均固定连接有固定板(23)，每个所述固定板(23)的一侧均设有风道滤网(21)，每个所述风道滤网(21)靠近固定板(23)的一端均固定连接有多个插块(22)，多个所述插块(22)位于风道滤网(21)的四周，每个所述固定板(23)的内部均开设有插槽，多个所述插块(22)分别与对应插槽相插接。
10.根据权利要求1所述的一种能主动散热的电力变压器，其特征在于，所述变压器本体(1)的底部设有两个固定座(19)，两个所述固定座(19)沿变压器本体(1)的中轴线对称部分，且固定座(19)用于变压器本体(1)的固定安装，所述变压器本体(1)的顶部设有温度传感器，所述变压器本体(1)的内部设有控制器，所述控制器与温度传感器、电机(26)和电缸(27)电性连接。
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