CN203839163U - 利用液氮降温的变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用液氮降温的变压器，包括油箱和氮箱，氮箱内形成一氮室，氮室下部为液氮层，上部为气氮层；氮室上部设有气氮输入管，氮室下部设有液氮输出管，所述油箱内设有传感器和降温管，降温管两端分别与液氮输出管和气氮输入管连接，液氮输出管和气氮输入出管上均设有电磁阀，液氮输出管与降温管之间设有循环泵；氮箱上设有能将气氮转化成液氮的降温还原装置；该传感器、电磁阀、泄压阀及降温还原装置均与一控制器电连接；所述降温管沿油箱侧壁一圈设置，降温管在油箱顶壁和底壁之间呈连续U形结构，降温管的两侧分别靠近油箱的顶壁和底部，该设置能快速对变压器油进行降温，且降温效果好，避免变压器因温度过高为烧坏。

Description

利用液氮降温的变压器

技术领域

本实用新型涉及变压器领域，尤其是涉及一种利用液氮降温的变压器。

背景技术

变压器是利用电磁感应原理来改变交流电压的装置，主要构件是铁芯和绕设于铁芯外的绕组，变压器在运行中铁芯和绕组中损耗转化为热量，引起各部位发热，使温度升高，为了降低变压器的温度，普遍采用的方法是将变压器置于装有变压器油的油箱中，通过变压器油来吸收变压器运行时发出的热量，从而降低变压器的温度；可变压器油因吸收变压器的热量而温度升高，而变压器油在箱体中难以将热量散发出去，还是无法解决变压器发热的问题。

为了降低变压器油的温度，目前多采用水循环散热，另外加设一降温箱，即将油箱内的变压器油通过管道穿入降温箱内进行降温，然后在流回油箱内，或者是将降温箱内的水通过管道穿入变压器油箱内进行降温；此两种降温装置均通过水进行降温，水本身的温度就在0°以上，其温度不够低，作为降温的介质，其降温效果差，且降温的速度也慢，容易导致变压器油无法及时散热而烧坏变压器。

实用新型内容

本实用新型为了克服现有技术的不足，提供一种散热速度快，散热效果好的利用液氮降温的变压器。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种利用液氮降温的变压器，包括油箱，所述油箱内设有铁芯和绕设于铁芯外的绕组，还包括氮箱，氮箱内形成一氮室，氮室下部为液氮层，氮室上部为气氮层；氮室上部设有气氮输入管，氮室下部设有液氮输出管，所述油箱内设有传感器和降温管，降温管两端分别与液氮输出管和气氮输入管连接，液氮输出管和气氮输入出管上均设有电磁阀，液氮输出管与降温管之间设有循环泵；氮箱上设有降温还原装置，降温还原装置包括与气氮层连通的气氮进管，该气氮进管连接压缩机，压缩机连接冷凝管，冷凝管与节流阀连接，节流阀与液氮排管一端连接，液氮排管另一端通入液氮层；所述传感器、电磁阀及降温还原装置均与一控制器电连接；所述降温管沿油箱侧壁一圈设置，降温管在油箱顶壁和底壁之间呈连续U形结构，降温管的两侧分别靠近油箱的顶壁和底部。

作为优选，所述降温管与所述气氮输入管之间连接一泄压阀；该泄压阀与一控制器电连接。

作为优选，所述油箱侧壁设有竖直的长凹槽，降温管部分U形结构位于长凹槽内。

作为优选，所述氮室位于氮箱下部，氮箱上部形成容纳所述控制器和所述降温还原装置的安置室。

作为优选，所述油箱的顶壁为可拆卸的盖板，所述传感器设于盖板下表面。

所述变压器设置了控制器，能实现操作的自动化，合理控制降温循环和液氮再生的过程，该结构的降温管增加了液氮与变压器油的接触面积，进而增大了对变压器油的吸热面积，延长了液氮和气氮在油箱中的停留时间，不仅进而加快变压器油的散热速度，而且还充分对低温气氮进行利用。

综上所述，本实用新型具有以下优点：该设置能快速对变压器油进行降温，且降温效果好，避免变压器因温度过高为烧坏。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1所示，一种利用液氮降温的变压器，包括装有变压器油的油箱1和与油箱1连接的氮箱2，所述油箱1顶壁为可拆卸的盖板12，该盖板12通过螺栓进行固定，所述油箱1内设有铁芯和绕设于铁芯外的绕组，所述油箱的盖板12下表面中心位置设有传感器6，且将传感器设于盖板12下表面中心位置，方便安装和拆卸，同时该位置便于检测变压器油的温度；所述氮箱2上部和下部之间通过阻隔板分隔开，所述氮箱2上部形成安置室24，该安置室24用于容纳控制器8和降温还原装置4，氮箱2内下部形成氮室23，氮室23内装有液氮和气氮，将氮箱2设置成氮室23和安置室24，便于管理，同时避免将控制器和降温装置暴露在外，受到环境的影响。

具体的，氮室23内装有液氮和气氮，而液氮的密度大于气氮的密度，导致液氮和气氮在氮室23内分层，液氮在下层，气氮在上层，进而在氮室23的下部形成液氮层，氮室23的上部形成气氮层；氮室23下部设有连通液氮的液氮输出管21，氮室23上部设有连通气氮的气氮输入管22；液氮输出管21与所述油箱1内的降温管3输入端连接，降温管3的输出端与气氮输入管22连接，液氮输出管21和气氮输入管22上均设有电磁阀5，液氮输出管21与降温管3之间设有循环泵9，设置电磁阀可控制液氮输出管和气氮输入管通道的开启和关闭；降温管3与气氮输入管22之间连接一泄压阀7，设置该泄压阀，在电磁阀关闭后可将降温管内没有转换成气氮的液氮排出，避免液氮温度过低变成固氮卡在降温管内；该降温管3沿油箱1侧壁一圈设置，降温管3在油箱1顶壁和底壁之间呈连续U形结构，降温管的两侧分别靠近油箱1的顶壁和底壁，该结构的降温管增大了与变压器油的接触面积，进而增大了对变压器油的吸热面积，延长了液氮和气氮在油箱中的停留时间，且液氮的临界温度为-147℃，起初生产的气氮温度也十分低，该设置能充分对气氮进行利用，进而加快变压器油的散热速度。

液氮是无腐蚀，不可燃、温度极低的液态物质，其温度为-196℃，与水相比具有更低的温度，吸收热量的能力也比水强，用液氮做吸热介质效果要比水好很多，同时液氮的吸热速度非常快，能达到快速降温，避免变压器油无法及时散热而烧坏变压器；同时在正常大气压下温度如果在-196℃就能形成液氮，生成容易，且空气中最多的元素就是氮，取材容易；液氮的无腐蚀，不可燃，可减小事故的发生。

具体的，所述降温还原装置4包括与气氮层连通的气氮进管，该气氮进管连接压缩机41，压缩机41连接冷凝管42，冷凝管42与节流阀43连接，节流阀43与液氮排管一端连接，液氮排管另一端通入液氮层中，该设置能将气氮重新回收还原成液氮，然后通入液氮层内进入循环继续对变压器油进行降温，节约了资源，同时还加快了整个循环的进行。

具体的，所述传感器6、电磁阀5、泄压阀7及降温还原装置4均与一控制器8电连接，设置该控制器可通过控制器实现自动化操作，更加省力。

为了进一步加快变压器油的散热速度，所述油箱1侧壁一圈设有多个长凹槽，长凹槽11沿竖直方向设置，该长凹槽增大了变压器油的散热面积，从而加快了散热速度，且将降温管3部分U形结构置于长凹槽11内，使降温管的安装更加稳定。

工作过程：根据变压器油的使用温度设定变压器油的最高提示温度和最低提示温度，当油箱1内的变压器油温度高于传感器6内设定的最高提示温时，传感器6向控制器8发送信号，控制器8收到信号后，控制泄压阀7关闭；泄压阀7关闭后，泄压阀7向控制器8发送信号，控制器8接收信号后，控制电磁阀5打开；电磁阀5打开后，电磁阀5向控制器8发送信号，控制器8控制循环泵9开始工作，循环泵9开始工作后，向控制器8发送信号；控制器8接受信号后，控制压缩机41开启，压缩机41向控制器8返回信号，控制接收信号后，又控制冷凝管42开启；冷凝管42向控制器8发出信号后，控制器8控制节流阀43打开；进而使得整个循环被打开，液氮层内的液氮开始在循环泵9的带动下，通过液氮输出管21流到降温管3内，对变压器油进行吸热降温，液氮吸收变压器的热量后由液态变成气态的气氮，气氮从降温管3的输出端到达氮室23的气氮层内；降温还原装置4的压缩机41工作，通过气氮进管抽取气氮层的气氮进行压缩成高温高压的液氮，高温高压的液氮经冷凝管42进行冷却形成低温高压的液氮，然后经过节流阀43进行减压、加速，最后形成低温低压的液氮从液氮排管排入到氮室23的液氮层内，继续循环对变压器油进行吸热降温，直到变压器油温度低于最低提示温度；当传感器6感应到变压器油温度低于最低提示温度时，传感器6向控制器8发出信号，控制器8接收到信号后，控制循环泵9停止工作，循环泵9停止工作后，向控制器8发出信号；控制器8接收到信号后，控制电磁阀5关闭，电磁阀5关闭后，向控制器8发出信号，控制器8接收到信号后，控制泄压阀7打开；泄压阀7打开后，向控制器8发出信号，控制器8接受到信号后，控制压缩机41停止工作，压缩机41停止工作后，向控制器8发出信号；控制器8接收到信号后，控制冷凝管42停止工作；冷凝管42停止工作后，向控制器8发出信号，控制器8接收到信号后，控制节流阀43关闭；，但节流阀43关闭时，整个循环停止工作，而降温管3内没有转化成气氮的液氮通过泄压阀7排出管道外。

显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

Claims (5)

1.一种利用液氮降温的变压器，包括油箱（1），所述油箱（1）内设有铁芯和绕设于铁芯外的绕组，其特征在于：还包括氮箱（2），氮箱（2）内形成一氮室（23），氮室（23）下部为液氮层，氮室（23）上部为气氮层；氮室（23）上部设有气氮输入管（22），氮室（23）下部设有液氮输出管（21），所述油箱（1）内设有传感器（6）和降温管（3），降温管（3）两端分别与液氮输出管（21）和气氮输入管（22）连接，液氮输出管（21）和气氮输入出管（21）上均设有电磁阀（5），液氮输出管（21）与降温管（3）之间设有循环泵（9）；氮箱（2）上设有降温还原装置（4），降温还原装置（4）包括与气氮层连通的气氮进管，该气氮进管连接压缩机（41），压缩机（41）连接冷凝管（42），冷凝管（42）与节流阀（43）连接，节流阀（43）与液氮排管一端连接，液氮排管另一端通入液氮层；所述传感器（6）、电磁阀（5）及降温还原装置（4）均与一控制器（8）电连接；所述降温管（3）沿油箱（1）侧壁一圈设置，降温管（3）在油箱（1）顶壁和底壁之间呈连续U形结构，降温管（2）的两侧分别靠近油箱（1）的顶壁和底部。

2.根据权利要求1所述的利用液氮降温的变压器，其特征在于：所述降温管（3）与所述气氮输入管（22）之间连接一泄压阀（7）；该泄压阀（7）与一控制器（8）电连接。

3.根据权利要求1所述的利用液氮降温的变压器，其特征在于：所述油箱（1）侧壁设有竖直的长凹槽（11），降温管（3）部分U形结构位于长凹槽（11）内。

4.根据权利要求1所述的利用液氮降温的变压器，其特征在于：所述氮室（23）位于氮箱（2）下部，氮箱（2）上部形成容纳所述控制器（8）和所述降温还原装置（4）的安置室（24）。

5.根据权利要求1所述的利用液氮降温的变压器，其特征在于：所述油箱（1）的顶壁为可拆卸的盖板（12），所述传感器（6）设于盖板（12）下表面。