CN201796683U

CN201796683U - 具备多种冷却方式的大型油浸式电力变压器

Info

Publication number: CN201796683U
Application number: CN2010205129389U
Authority: CN
Inventors: 张中; 郦丽俊; 贺平; 时昊
Original assignee: Jiangsu Sunel Transformer Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Sunel Transformer Co Ltd
Priority date: 2010-08-26
Filing date: 2010-08-26
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2020-08-26

Abstract

本实用新型公开了一种具备多种冷却方式的大型油浸式电力变压器，包括变压器主体、油箱和冷却系统；所述变压器的冷却系统包括片式散热器、油泵、冷却风扇、油流继电器、进油管、出油管、上部集油管、下部集油管和风冷控制箱；油泵为低转速、低扬程、小流量的叶轮升降式轴流泵；风冷控制箱则按用户自行设定的油面温度及负荷可自动控制冷却风扇与油泵的投运或切除，从而具备片散自然冷却(ONAN)、片散吹风冷却(ONAF)、强迫油循环片散自然冷却(ODAN)及强迫油循环片散吹风冷却(ODAF)这四种冷却方式。本实用新型具有具备多种冷却方式、噪音较低、过负荷能力强、冷却效果好、外形尺寸小、节约材料等优点。

Description

具备多种冷却方式的大型油浸式电力变压器

技术领域

本实用新型属于变压器领域，具体地说是一种具备多种冷却方式的大型油浸式电力变压器。

背景技术

对于额定电压为22万伏及以上、额定容量为120-300MVA的油浸式电力变压器，在2008年以前的国家标准和传统的结构设计中，常规的冷却方式为强迫油循环导向冷却，即国标所定义的ODAF(或ODWF)方式；这种方式的冷却系统由强油风冷却器或强油水冷却器组成，可根据温度或负荷逐台投切；由于器身采用强迫油循环冷却，故冷却效果较好，油面温升及线圈温升较低，且具备较强的过负荷能力；其主要缺点是，噪音比较大，空载状况下也必须启动冷却器才能运行，即不具备自冷运行能力。冷却器易发生故障，冷却系统的维护工作量较大。

在上世纪末及本世纪初，随着环境保护对噪声的要求越来越高，特别是在夜间(此时变压器负荷较小)迫切需要降低居住环境周围的噪声，处于城镇中的变压器必须满足环保的要求，为此供电部门对变压器制造厂提出了降噪的要求。于是，上述规格的油浸式电力变压器渐渐被要求做成自然油循环风冷/自冷(即ONAF/ONAN)的型式，其冷却系统由片式散热器和冷却风扇组成。在负荷较低时(一般小于额定容量的67％)，不启动冷却风扇，完全依靠片式散热器实现自然油循环自冷(ONAN)；当负荷超过自冷容量时，即按照负荷或温度逐台投入冷却风扇，实现自然油循环风冷(ONAF)；这种冷却方式的优点是具备相当的自冷运行能力，在自冷容量以下运行时不消耗冷却功耗；噪音明显低于强迫油循环导向冷却方式；冷却系统的维护工作量较小。其主要缺点是，过负荷能力较弱；且由于完全依赖于自然油循环，当容量大时，线圈的冷却效果较差。

在最近几年中，随着变压器用户对变压器免维护和噪音的要求愈发提高，有相当一部分上述规格的油浸式电力变压器被要求做成单一的自然油循环自冷(即ONAN)的型式，其冷却系统单纯由片式散热器组成，目前这种趋势有愈演愈烈之势。片式散热器的用量按照最大负荷时满足温升要求来配置。这种当前最主流的冷却方式的优点如下：

(a)在满负荷容量运行时也不消耗任何冷却功耗，十年变电成本最低；

(b)因为没有了冷却风扇的噪音，故整体噪音亦是最低；

(c)冷却系统维护工作量几乎不存在。

但自然油循环自冷方式应用于大型变压器时，同样存在如下明显的缺点：

(a)占地面积相当大，浪费了相当大的不可再生的土地资源；据统计，采用单一自然油循环自冷方式的大型变压器，其占地面积相比于自然油循环风冷的同规格变压器要增加15％左右，比强油冷却方式要增加30％以上；这种土地资源的浪费是不能简单地用减少了维护工作量来弥补的。

(b)变压器耗材量最大，造价最高；其冷却系统所用片式散热器重量及片式散热器中的油量与风冷时相比要增加约1倍；以一台22万伏自耦有载“10”型变压器来说，当采取自然油循环风冷时，所用片式散热器重量在8.2吨左右，片式散热器中的油重量约为4吨；而采用单一自然油循环自冷方式时，所用片式散热器重量在16吨以上，其中油重约8.5吨；仅此两项已使该规格变压器总重量增加12吨以上，由此对比可见其显著增加成本。由于其在制造过程中消耗了太多的材料，因此其变电成本方面的节能效果大打折扣。

(c)冷却效果差，一方面变压器的上下部油温相差可达20度以上，而在强迫油循环冷却方式下，此温差仅在5度左右；另一方面，因为完全依赖于温差导致的对流，线圈内的油流速度很小，线圈对油的温升较高，线圈的热量不能及时地散发出来；

(d)变压器的过负荷能力最差，几乎不具备超过急救过负荷标准的过负荷运行能力；

(e)变压器的外形尺寸相当大，这对于许多改建或扩建的变电站而言，由于原来的变压器通常并非采用单一自然油循环自冷方式且容量稍小，出于空间的限制，无法使用单一自然油循环自冷方式。

因此，综合考虑以上因素，有必要研究一种具备多种冷却方式的大型油浸式电力变压器，尽量兼容以上各种冷却方式的优点，以较低成本实现节约能源、节省土地资源的目的。

发明内容

本实用新型的目的是要提供一种具备多种冷却方式且能以较低成本实现节约能源、节省土地资源的目的的大型油浸式电力变压器。

本实用新型实现上述目的的技术方案是：一种大型油浸式电力变压器，包括变压器主体、油箱和冷却系统，变压器主体位于油箱内，其改进点在于：所述冷却系统包括片式散热器、油泵、冷却风扇、油流继电器、进油管、出油管、上部集油管、下部集油管和风冷控制箱；所述出油管连接在油箱的顶部，并与上部集油管的进口相连，上部集油管的出口与片式散热器的进口相连；所述进油管连接在油箱的端壁的下部，并与下部集油管的出口相连；下部集油管的进口与片式散热器的出口相连，冷却风扇设在片式散热器的下方，风冷控制箱与油泵和冷却风扇电连接，所述油泵为叶轮升降式轴流泵，所述油泵的进口与下部集油管相通，出口与进油管相通。

所述油箱的两个端壁的下部均连接有进油管，所述油泵具有两台，分别安装在油箱的两端的进油管中。

所述油流继电器的流向均为水平方向，且具有两台，分别安装在油箱两端的进油管中，两台油流继电器内的油流流向相反。

所述油箱上固定连接有上支架和下支架，上部集油管固定连接有上支架，下部集油管固定连接有下支架上。

所述冷却风扇固定连接在下支架上，且位于片式散热器的下方或侧面。

所述冷却风扇的数量为片式散热器组数的二分之一。

热油经过油箱顶部的出油管流入上部集油管后，再流进各组片式散热器；热油在片式散热器内经对流冷却或吹风冷却后进入下部的集油管，然后自然流动或经油泵强迫送油至下部的进油管，冷却油再经过器身内部的封闭油路直接送入线圈下部，从而完成油流循环。

风冷控制箱则按用户自行设定的油面温度及负荷可自动控制冷却风扇与油泵的投运或切除，从而具备片散自然冷却(0NAN)、片散吹风冷却(ONAF)、强迫油循环片散自然冷却(ODAN)及强迫油循环片散吹风冷却(ODAF)这四种冷却方式。

在自然油循环冷却方式，即片散自然冷却(ONAN)及片散吹风冷却(ONAF)时，叶轮升降式轴流泵停止运行，叶轮降落，使油管路通畅；当负荷增大或油面温度升高到一定程度，则通过风冷控制箱切换进入强迫油循环冷却方式，即强迫油循环片散自然冷却(ODAN)及强迫油循环片散吹风冷却(ODAF)时，油泵启动，叶轮升起，加速油流循环。

采用这种冷却系统后，当负荷不超过自冷容量时(自冷容量为额定容量的65％左右)，变压器仅依靠片式散热器自然冷却，不消耗冷却功耗，噪音很低；当负荷超过自冷容量时，则启动油泵，进入强迫送油自然冷却模式；当负荷渐大、温升渐高，通常超过75％负荷时，则切除油泵，启动冷却风扇，进入自然油循环吹风冷却模式；当超过85％负荷时，则同时投入风扇及油泵，进入强迫送油吹风冷却模式，此时的冷却效果达到最佳。这种多冷却方式的变压器由于在最大负荷时为强迫油循冷却结构，油流速度明显大于自然油循环时，故冷却效率大增，具备较强的过负荷能力；冷却同等的损耗热量所需的片式散热器用量和其中油重量均显著减少，直接降低了变压器的材料成本，缩减了外形尺寸从而节省了占地空间。以上各种运行模式下对应的负荷数值，根据变压器用户的运行及控制要求或变压器温升计算的具体情况，可以作适当的调整，具体负荷数值仅为举例说明，并非限定。

经计算对比，同等容量、同等损耗的大型油浸式电力变压器，当采用这种多种冷却方式结构时，相对于采用自然油循环吹风冷却方式，可以节省20％左右的片式散热器，外形尺寸缩减15％左右，且制造成本低于后者；将这种多种冷却方式结构与单一自然油循环自冷方式相比，则制造成本优势更明显，前者只需使用数量不到后者的50％的片式散热器，加上风机、油泵即可达到更好的冷却效果，且变压器总占地面积仅为后者的70％左右。

综上所述，本实用新型具备多种冷却方式，具备噪音较低、过负荷能力强、冷却效果好、外形尺寸小、节约材料等优点，以较低成本实现了节能、节地、节材的目的。

附图说明

图1为本实用新型的主视图；

图2为本实用新型的俯视图；

图3为本实用新型的侧视图；

图4为图1的K向局部视图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作出进一步说明。

如图1～4所示，一种大型油浸式电力变压器，包括变压器主体、油箱TK和冷却系统，变压器主体位于油箱TK内，所述冷却系统包括片式散热器1、油泵2、冷却风扇3、油流继电器4、进油管5、出油管6、上部集油管7、下部集油管8和风冷控制箱9；所述出油管6连接在油箱TK的顶部，并与上部集油管7的进口相连，上部集油管7的出口与片式散热器1的进口相连；所述进油管5连接在油箱TK的端壁的下部，并与下部集油管8的出口相连；下部集油管8的进口与片式散热器1的出口相连，冷却风扇3设在片式散热器1的下方，风冷控制箱9与油泵2和冷却风扇3电连接。油泵2和冷却风扇3均用控制电缆与风冷控制箱9电连接，所述油泵2为低转速、低扬程、小流量的叶轮升降式轴流泵，所述油泵2的进口与下部集油管8相通，出口与进油管5相通。

所述油箱TK的两个端壁的下部均连接有进油管5，所述油泵2具有两台，分别安装在油箱TK的两端的进油管5中。为防止油泵启动、停止时，因油压变动导致突发压力继电器或气体继电器误动作，应选用低转速、低扬程、小流量的油泵。

所述油流继电器4的流向均为水平方向，且具有两台，分别安装在油箱TK两端的进油管5中，两台油流继电器4内的油流流向相反。

所述风冷控制箱9按用户自行设定的油面温度及负荷自动控制冷却风扇3与油泵2的投入运行或切除。

所述油箱TK上固定连接有上支架11和下支架10，上部集油管7固定连接有上支架11，下部集油管8固定连接有下支架10上。

所述冷却风扇3固定连接在下支架10上，且位于片式散热器1的下方。

所述冷却风扇3的数量为片式散热器1组数的二分之一。本实施例采用了6个。

Claims

1.一种大型油浸式电力变压器，包括变压器主体、油箱(TK)和冷却系统，变压器主体位于油箱(TK)内，其特征在于：所述冷却系统包括片式散热器(1)、油泵(2)、冷却风扇(3)、油流继电器(4)、进油管(5)、出油管(6)、上部集油管(7)、下部集油管(8)和风冷控制箱(9)；所述出油管(6)连接在油箱(TK)的顶部，并与上部集油管(7)的进口相连，上部集油管(7)的出口与片式散热器(1)的进口相连；所述进油管(5)连接在油箱(TK)的端壁的下部，并与下部集油管(8)的出口相连；下部集油管(8)的进口与片式散热器(1)的出口相连，冷却风扇(3)设在片式散热器(1)的下方或侧面，风冷控制箱(9)与油泵(2)和冷却风扇(3)电连接，所述油泵(2)为叶轮升降式轴流泵，所述油泵(2)的进口与下部集油管(8)相通，出口与进油管(5)相通。

2.根据权利要求1所述的大型油浸式电力变压器，其特征在于：所述油箱(TK)的两个端壁的下部均连接有进油管(5)，所述油泵(2)具有两台，分别安装在油箱(TK)的两端的进油管(5)中。

3.根据权利要求2所述的大型油浸式电力变压器，其特征在于：所述油流继电器(4)的流向均为水平方向，且具有两台，分别安装在油箱(TK)两端的进油管(5)中，两台油流继电器(4)内的油流流向相反。

4.根据权利要求1所述的大型油浸式电力变压器，其特征在于：所述油箱(TK)上固定连接有上支架(11)和下支架(10)，上部集油管(7)固定连接有上支架(11)，下部集油管(8)固定连接有下支架(10)上。

5.根据权利要求4所述的大型油浸式电力变压器，其特征在于：所述冷却风扇(3)固定连接在下支架(10)上，且位于片式散热器(1)的下方。

6.根据权利要求5所述的大型油浸式电力变压器，其特征在于：所述冷却风扇(3)的数量为片式散热器(1)组数的二分之一。