CN201503750U - 干式变压器的散热模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种干式变压器的散热模组，通过轴流式风机取代原有横流式冷却风机，其具体特点是：该散热模组包括一矩形体的机架以及装配在该机架内的三组轴流式风机，其中各风机的电机轴心平行于变压器的线圈轴心；且各风机的电源接线端并联到机架高、宽度方向一侧面开设的总线接口上；机架顶面镂设有对应于各轴流式风机出风口的透风孔，且机架在其高、长度方向一侧面设有用于固接到变压器支承台的第一连接部。本实用新型的设计方案投入应用后，能够增强散热模组对干式变压器的冷却效果，同时兼具风扇运转平衡性高、噪声低、散热模组运转可靠性高、便于接线、位置与高度调整容易、构造坚固且美观，以及易于维修快速恢复使用的优点。

Description

干式变压器的散热模组

技术领域

本实用新型涉及一种散热模组，尤其涉及一种干式变压器的散热模组，用于对干式变压器的线圈绕组进行冷却。

背景技术

干式变压器在正常工作中产生大量的热量，需要尽快进行散热，目前对这种变压器的散热采用风冷的方式，即用风机进行吹风达到散热的目的。现有的干式变压器散热风机大都是利用普通的引风机，利用一个蜗壳状的风机壳体，其侧面为轴向进风口，壳体的切线方向有一个排风口，壳内装有板状叶片与电机轴相接，叶片轴承支撑在壳体上，这种散热风机噪声非常大，工作时震动剧烈，散热效果差，使用寿命也相对较短。

中国专利号为03212472.4的实用新型公开了一种改进了的“干式变压器横流式冷却风机”。其主要特征是：在端板与电机板之间接有四块风机板，六块板体围成风叶旋转腔体并留有排风口，其中部分风机板上设有进风口，进风口与排风口之间设有隔板，在端板与电机板之间装有转动风叶筒，固定在电机板上的电机输出轴与转动风叶筒相接。其中转动风叶筒的结构为：圆盘状的风叶固定板的周围均匀分布有凹槽，长条状的风叶以一定的倾斜角度置于凹槽内形成筒状的转动风叶筒，两端的风叶固定板分别与端板和电机板轴承连接。

不难发现，对干式发电机散热风机的改进前后，其散热方式的本质并没有改变，两种散热结构均基于横流式风机设计并制成。如图1所示，是现有技术横流式冷却风机应用于干式变压器散热的结构示意图。从图中可见：其中干式变压器1底部可视部分包括由铁芯、低压绕组11、高压绕组12、支承台装配架13和线圈支撑物14。而在干式变压器的每相底部均设有两个横流式冷却风机2，分别对应低压绕组11和高压绕组12，通过冷却风机2内的转动风叶筒21向干式变压器1供风，且转动风叶筒21得以运转的供能是通过其侧面所设的配线端子22实现的。整个干式变压器1被装配在变压器支承台7或经垫高块71进行加高处理的变压器支承台7之上。从图中风向箭头所示显见，该干式变压器存在以下缺陷：

I、扇叶平衡性差，风机使用寿命短：由于横流式风机的马达轴心和风扇框架轴承座的中心点，在组装时不易保持同心位置，造成扇叶轴两端固定在上述两点后，会产生局部偏心现象，因此在扇叶告诉旋转过程中，极易发生轴承异常损坏。同时扇叶既长又重，转动力矩较大，也易产生旋转不平衡振动，使轴承加速损耗，分机寿命也将缩短

II、运转可靠性：横流式风机体积较大，一般都是每相装设两台冷却风扇，即每台三相变压器装有六台横流式风机。该结构情况下，任意一台横流式风机出现故障，对整个冷却散热系统的效率将会大打折扣。

III、冷却效果：风机吹出的气流以约45度仰角方向吹进绕组内外侧风道，而在径向的分流易造成乱流，使得对绕组散热有益的轴向气流减少。

IV、接线方式：横流式风机体积较大，通常先用框架固定再配线，同时其端子排裸露在外，配线路径凹凸不平，因此从外观上很难把线路整理整齐。如果遇到风扇电气控制单元需由用户自行接线时，常易发生错接的可能。

V、位置调整：安装在不同规格的变压器时，横流式风机需要特别考虑调整扇体与绕组之间的相对位置，使气流以最佳角度吹入；但当遇到容量较小的变压器，风扇装置空间不足时需要另外加大变压器高度，造成材料成本的增加及变压器高度空间的浪费。

VI、构造坚固性：横流式风机的外壳普遍没有特殊的承重设计，在装配、使用过程中，常易因踩踏而变形，有时甚至致使扇叶无法转动的情况发生。

VII、由于横流式风机的生产不普遍，而且不同规格通用性差，一旦风扇故障，不易立即更换同规格产品，且维修较困难。

综合以上对于横流式风机结构特征及其应用上七个方面的缺陷描述可见，现有技术普遍采用横流式冷却风机作为干式变压器的散热装置，存在诸多的不便及安全作业隐患。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的旨在提供一种干式变压器的散热模组，取代原有横流式冷却风机，提高干式变压器工作情况下的散热冷却效果，提高变压器工作的可靠性、稳定性及散热装置的易维护性。

本实用新型目的得以实现的技术解决方案是：

设计并构建一种干式变压器的散热模组，其特点是：该散热模组包括一矩形体的机架以及装配在该机架内的三组轴流式风机组，其中各风机的电机轴心平行于变压器的线圈轴心；且各风机的电源接线端并联到机架高、宽度方向一侧面开设的总线接口上；机架顶面镂设有对应于各轴流式风机出风口的透风孔，且该机架在其高、长度方向一侧面设有用于固接到变压器支承台的第一连接部，以螺接、挂钩或焊接等形式将散热模组固接在干式变压器上。

进一步地，前述干式变压器的散热模组，其中每组轴流式风机组所含的风机数量为1至3个。如果所含的风机数量为1个或2个，则各轴流式风机的电机轴心位于长度方向的同一直线上；但如果所含的风机数量为3个，则任意一组轴流式风机中两侧风机的电机轴心与中间风机的电机轴心在长度方向上为错位排布。

进一步地，前述干式变压器的散热模组，其中该机架为底面敞开式结构，且机架内部设有两条平行于宽度方向的加强筋，将机架沿长度方向上划分为三个风机装配区。

更进一步地，前述干式变压器的散热模组，其中该加强筋朝向机架底侧延设有带水平镂槽的导接板；且机架还包括两个具有高度调节槽的第二连接部，通过第二螺钉穿透垂直相交的高度调节槽与水平镂槽固接在对应的导接板上，第二连接部的底面抵持在变压器支撑台上，相对第一连接部形成垂直定位。

进一步地，前述干式变压器的散热模组，其中该机架顶面内侧排设有复数导接线路，其一端汇接至总线接口，而另一端分别在各轴流式风机装配位置接设一插座；各轴流式风机的电源接线端为对应于所述插座的插头。

进一步地，前述干式变压器的散热模组，其中该轴流式风机与机架顶面在对应位置均设有装配透孔，风机通过第一螺钉螺接到顶面内侧。

本实用新型干式变压器的散热模组应用实施后，采用数量及规格可选性强的轴流式风机结合机架，能够使得风机吹出的气流能以90度的仰角方向将气流吹入绕组风道内，从而增强了散热模组对干式变压器的冷却效果。除此之外，本实用新型还具有风扇运转平衡性高、噪声低、散热模组运转可靠性高、便于接线、位置与高度调整容易、构造坚固且美观，以及易于维修快速恢复使用的优点。

以下结合多个优选实施例结合其附图，对本实用新型设计的散热模组的结构特征及采用该散热模组后所取得的突出效果作进一步地详细阐述。

附图说明

图1是现有技术横流式冷却风机应用于干式变压器散热的结构示意图；

图2是本实用新型散热模组应用于干式变压器散热的结构示意图；

图3是本实用新型散热模组一优选实施例内部底侧的结构示意图；

图4是图3中A部分的放大示意图；

图5是图3中B部分的放大示意图；

图6是本实用新型一较佳实施例的结构外观示意图；

图7是本实用新型另一实施例的结构外观示意图；

图8是图3所示优选实施例的结构外观示意图。

以上实施例附图中各附图标记的含义如下：

1～干式变压器、11～低压绕组、12～高压绕组、13～支承台装配架、14～线圈支撑物；

2～横流式风机、21～转动风叶筒、22～配线端子；

3～散热模组、31～轴流式风机、31a-31i～轴流式风机、311～装配透孔、32～机架、321～机架顶面、321a-321f～透风孔、322～机架高、宽方向的侧面、323～机架长、宽方向的侧面、33～总线接口、34～加强筋、35～导接板、351～水平镂槽；

41～第一连接部、42～第二连接部、421～高度调节槽；

5～温控引线；

61～第一螺钉、62第二螺钉；

7～变压器支承台、71～垫高块；

α、β～位于同一直线上的多个风机轴心的分布线迹。

具体实施方式

实施例一

如图3至图5本实用新型散热模组一优选实施例内部底侧的结构示意图及其A、B部分的放大示意图结合如图8其结构外观示意图所示，可以了解到该用于对干式变压器进行冷却作业的散热模组3主要包括一个底面敞开式矩形体的机架32，以及装配在该机架32内的三组轴流式风机组(本实施例中共计含有9个轴流式风机，并且每3个风机构成一组)。所有这些轴流式风机31a～31i的电源接线端都汇集并联到机架高、宽度方向一侧面322所设的总线接口33上。并且该机架32的顶面321(如图8所示)对应于装配的轴流式风机31a的出风口镂设有透风口321a，对应于其它所装配的轴流式风机31b～31i的出风口处结构雷同。此外，该机架32在其高、长度方向一侧面323设有用于固接到变压器支承台7的第一连接部41。其中：

如图4所示，该轴流式风机31a设有装配透孔311，并且该机架32的顶面321在对应位置也设有装配透孔(未图示)。尤其在本实施例中，该机架32的底面并非完全敞开，尚留有非常狭窄的边框，并且在该边框上也设有对应于轴流式风机31a及顶面321的装配透孔，如此便使得该轴流式风机31a可以通过螺钉61穿透这三个同轴对位的装配透孔，螺接到机架32顶面321内侧。需要说明的是，此处仅以一个轴流式风机31a作为示例性说明，其它各轴流式风机的装配结构可以与它完全一致；但也可以不一致，任何可以将轴流式风机固定到顶面321内侧的连接结构均为可行，如嵌接、卡扣连接等。

作为各轴流式风机进行冷却作业的前提，需要分别对其进行供能，驱动其轴心带动扇叶转动，产生朝向变压器绕组风道的气流。每个轴流式风机都具有各自独立的电源接线端，当完成结构装配后，各电源接线端需要整理并汇集在一起，以并联的电路结构形式连接到设在侧面322上的总线接口33上。如此一来，籍由总线接口33与外部温控引线的接头实现电气对接，从而达到驱动各轴流式风机的目的(如图5所述)。

如图3所示，还可以看到该机架内还设有两条宽度方向的加强筋34，一方面增加机架的整体强度，另一方面将机架32在长度方向上划分为三个风机装配区，对应装配三组轴流式风机组，以利实现在各组轴流式风机组的间隙形成进一步的强化或支撑结构。本实施例中，在该加强筋34上朝向机架底侧延伸设有导接板35，并在该导接板35上设有水平镂槽351，用于在组装第二连接部42时的高度定位。而该机架32还可以包括两个设有高度调节槽421的第二连接部42，分别与加强筋34及其导接板35一一对应。在组装时，通过使用螺钉62穿透垂直相交的高度调节槽421和水平镂槽351固接在对应的导接板35上。于使用时，该第二连接部42的底面抵持在变压器支承台7之上，相对于第一连接部41形成具有较高结构强度的垂直定位。

该第一连接部41数量及形式上具有多样性，一般选用两到五个即可，而其相对于变压器支承台7的连接形式可以是挂钩，也可以是螺接孔，凡是能将机架32稳固装配到变压器支承台7的常规连接结构均适用可行。

如图8所示的该实施例结构外观示意图可见，该三组轴流式风机组每组均含有三个独立分机。为提高其吹出气流组合的散热效果，也为了节省散热模组的整体体积，每个轴流式风机组中两侧风机31d、31f的电机轴心与中间风机31e的电机轴心在长度方向上位错位排布。并且各轴流式风机组的中间风机的电机轴心连线形成一分布线迹α，而各两侧风机的电机轴心连线形成一分布线迹β。很明显该轴心分布线迹α与轴心分布线迹β为错位排布。

实施例二

如图6所示，是本实用新型一较佳实施例的结构外观示意图。该实施例的散热模组结构特征及装配特征与实施例一基本相同，故相同部分不再赘述。其区别在于每组轴流式风机组所含风机数量只有一个，并且各风机的电机轴心位于长度方向的同一直线上，即形成轴心分布线迹α。

实施例三

如图7所示，是本实用新型另一较佳实施例的结构外观示意图。该实施例的散热模组结构特征及装配特征与前述两个实施例基本相同，故相同部分也不再赘述。其区别在于每组轴流式风机组所含风机数量只有两个，并且各风机的电机轴心位于长度方向的同一直线上，即形成轴心分布线迹α。

除上述实施例外，本实用新型还可以针对接线方式进行改良，以追求更方便的维修及更美观的效果。具体做法是：在机架32的顶面321内侧紧贴排设复数导接线路(未图示)，各导接线路的一端汇接至总线接口33，而另一端分别在各轴流式分机装配位置接设一插座(未图示，但可理解为常规的双端子插座)，而各轴流式风机的电源接线端设有对应于该插座的插头；在轴流式风机完成物理结构的装配后，可以通过简单的插接作业实现风机的电气装配，大大提高了该散热模组3的装配及维护效率。

通过以上多个实施例的具体描述，本实用新型相对于现有基于横流式风机制成的散热冷却系统，其所具有的突出优点便显而易见了。如图2所示的本实用新型散热模组应用于干式变压器散热的结构示意图。从图中所示可以看到：应用了该基于轴流式风机的散热模组后，可以省却原有造成材料耗损的支承台垫高块71，通过支承台装配架13直接装配到变压器支承台7上。并且最主要的是对于干式变压器每相的高、低压绕组，均采用90度直吹的气流进行散热，使得干式变压器运作时的冷却效果大大提高。除此之外，该以轴流式风机为核心构建而成的散热模组，还具有风扇运转平衡性高、噪声低、使用寿命长、散热模组运转可靠性高、便于接线、位置与高度调整容易、构造坚固且美观，以及易于维修快速恢复使用等优点。

综上所述，对本实用新型一种干式变压器的散热模组的结构特征及应用后的有益效果作了详细的记述。但并非以此限制本实用新型实施方式的多样性，根据不同变压器的规格，其轴流式风机的数量、规格上具有大范围的选择性。因此，但凡对于以上实施例进行简单修改或等效替换所形成的技术方案，能够达成本实用新型目的的设计方案，均应归入本实用新型申请保护的范围内。

Claims (8)

1.干式变压器的散热模组，其特征在于：所述散热模组包括一矩形体的机架以及装配在机架内的三组轴流式风机组，其中所述各风机的电机轴心平行于变压器的线圈轴心；且各风机的电源接线端并联到机架高、宽度方向一侧面开设的总线接口上；所述机架顶面镂设有对应于各轴流式风机出风口的透风孔，且机架在其高、长度方向一侧面设有用于固接到变压器支承台的第一连接部。

2.根据权利要求1所述的干式变压器的散热模组，其特征在于：所述每组轴流式风机组所含的风机数量为1至3个。

3.根据权利要求2所述的干式变压器的散热模组，其特征在于：所述每组轴流式风机组所含的风机数量为1个或2个，且各轴流式风机的电机轴心位于长度方向的同一直线上。

4.根据权利要求2所述的干式变压器的散热模组，其特征在于：所述每组轴流式风机组所含的风机数量为3个，且任意一组轴流式风机中两侧风机的电机轴心与中间风机的电机轴心在长度方向上为错位排布。

5.根据权利要求1所述的干式变压器的散热模组，其特征在于：所述机架为底面敞开式结构，且机架内部设有两条宽度方向的加强筋，将机架沿长度方向上划分为三个风机装配区。

6.根据权利要求5所述的干式变压器的散热模组，其特征在于：所述加强筋朝向机架底侧延设有带水平镂槽的导接板；且所述机架还包括两个具有高度调节槽的第二连接部，通过第二螺钉穿透垂直相交的高度调节槽与水平镂槽固接在对应的导接板上，第二连接部的底面抵持在变压器支撑台上，相对第一连接部形成垂直定位。

7.根据权利要求1所述的干式变压器的散热模组，其特征在于：所述机架顶面内侧排设有复数导接线路，其一端汇接至总线接口，而另一端分别在各轴流式风机装配位置接设一插座；各轴流式风机的电源接线端为对应于所述插座的插头。

8.根据权利要求1所述的干式变压器的散热模组，其特征在于：所述轴流式风机与机架顶面在对应位置均设有装配透孔，风机通过第一螺钉螺接到顶面内侧。

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