CN204315334U - 油式变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种油式变压器，包括油箱、工作组件、变压器油和散热组件，变压器油盛放于油箱中，工作组件部分浸泡在变压器油中，散热组件至少为一个，设于变压器的外壁上但不与变压器内部连通。与现有技术不同的是，本实用新型首创性地采用散热组件设于油式变压器外壁但不与其内部连通的散热方式，以空气为散热介质，充分利用空气在散热通道内循环对流的原理实现自然散热，低碳环保，高效节能，且在不影响油式变压器主体结构且保证良好自然散热性能的前提下大为减小了变压器的体积，散热翅的配合使用，将空气散热和变压器油散热两种自然散热方式巧妙结合，使油式变压器的散热效果达到最佳；因此，具有十分广阔的应用前景和推广价值。

Description

油式变压器

技术领域

本实用新型涉及一种变压器，具体说，是涉及一种油式变压器，属于电力设备技术领域。

背景技术

油式变压器，又称油浸式变压器，属于变压器的一种结构形式，工作状态下线圈浸泡在油中，具有体积大、成本低、维修简单、散热好、过负荷能力强、环境适应性好等特点，目前电网上运行的电力变压器大部分仍为油式变压器，其中保证变压器的良好散热性能是变压器的关键技术性能之一。

目前国内外油式变压器的冷却方式主要有四种，即自然油循环自冷散热、自然油循环风冷散热、强迫油循环风冷散热和强迫油循环水冷散热。自然油循环自冷散热适用于小型油式变压器，通常采用片式散热器进行散热，如中国实用新型专利CN 203466020U公开的一种油浸式变压器，通过在变压器油箱的的四个侧壁上均布散热翅，散热翅内置散热腔，变压器油在油箱内与散热腔之间流动，可增加散热面积，提高变压器的散热效果。但是，实践中发现，该种片式散热方式下的变压器横向体积国语庞大，无论是运输还是维修都很不方便，且片式散热效率很低，虽然在低容量变压器散热中得到广泛应用，但难以解决大容量变压器的散热问题，故存在一定的局限性。自然油循环风冷散热方式是利用变压器绕组及铁心发热后，本体内的油形成对流，油流经散热器后，由冷却风扇吹出的风将热量带走，从而达到散热目的。该种散热方式通常采用冷却风扇，如中国实用新型专利CN1933046A公开的一种大型变压器散热翅的冷却方式，通过在散热翅上设置数对风扇，且与水平方向成8-12度仰角相对布置，使风向倾斜，改变散热路径，具有一定的散热效果，适用于中、大型油式变压器。强迫油循环风冷散热方式多用于特大及大中型油式变压器中，主要通过油泵的作用使变压器内的油被迫快速循环，在油流经散热器时，由冷却风扇吹出的风将热量带走。该种散热方式通常采用风冷却器，风冷却器通过油泵将变压器顶层高温油送入冷却管内，将其产生的热量传给冷却管内壁和翅片，再由冷却风扇吹风将将热量排放至空气中。该种散热方式不仅可以给变压器的制造安装、使用、维修带来方便，而且可 以减少渗漏油，但其比较适用于天气寒冷地区和少水地区，对于常年气温较高的地区，则要考虑风冷却器的额定冷却容量有所下降的问题。强迫油循环风冷却器与自然油循环风冷却器的主要区别是采用潜油泵强迫油进行循环，这样油流速加快，冷却效率得以提高。强迫油循环水冷散热通常采用水冷却器作为大、特大型变压器的热交换装置，由于空气的比热仅为水的1/4，所以水冷却器比风冷却器冷却效果好，且由于空气的传热系数比水的传热系数低，故在冷却容量相同的前提下，水冷却器要比风冷却器的体积小、重量轻和噪声低。但目前国内常用的水冷却器几乎都采用单管结构，所以发生过多起因水冷却器中冷却铜管破裂致使冷却水进入到变压器油中的现象，由于无法及时发现水已进入到变压器油中，往往使进水的变压器油绝缘性能大幅度下降，从而造成变压器在运行过程中发生严重事故，影响甚是恶劣。针对上述情况，中国实用新型专利CN 201311821Y公开了一种油浸式水冷变压器，采用水冷板式散热器替代常规的单管立式冷却散热管结构，在增大了热交换面积的同时提高了变压器工作的稳定性，具有一定的散热效果。

综上所述，不难看出，为了维持较佳的散热性能，容量较大的大中型变压器中多采用外力强迫散热，而采用自然油散热往往会因为其油式变压器自身的结构布局所限，无法形成对流良好的自然散热系统，且变压器油的密度会随使用时间的增长而增大，使变压器油变得黏稠，其流动性也会因此大大降低，散热效果变差而需要定期更换，因此不得不借助上述强迫散热设备进行散热，故而增加了油式变压器内的设备，导致总成本和维护难度增加，在一定程度上限制了油浸式变压器的推广。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种油式变压器，以克服现有技术中油式变压器通过增加强迫散热设备而导致的变压器复杂化、总成本和维护难度增加等问题。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种油式变压器，包括油箱、工作组件、变压器油和散热组件，变压器油盛放于油箱中，工作组件部分浸泡在变压器油中，散热组件至少为一个，设于变压器的外壁上但不与变压器内部连通。

优选地，工作组件包括铁芯及绕组，绕组缠绕在铁芯上并随铁芯一起置于油箱中部。

优选地，该散热组件设于油式变压器内。

优选地，散热组件包括一散热壁和由散热壁围绕形成的散热通道。

更优选地，为了充分利用自然通风实现节能环保高效散热，散热通道两端同时贯穿变压器四侧壁中的一对相对侧壁，即不相连的两侧壁；或顶壁和底壁；或侧壁和底壁；或同一侧壁；或以上任意一种以上的组合。

优选地，散热通道与变压器底壁平行且贯穿变压器四侧壁中的一对相对侧壁，即不相连的两侧壁；或散热通道与变压器侧壁平行且贯穿变压器的顶壁和底壁。

值得一提的是，该散热组件可大为减小油式变压器的体积，散热通道为了进一步匹配油式变压器结构，降低制造成本以及不复杂该油式变压器的结构，散热通道与侧壁平行设置并贯穿变压器底壁，此外，还可增设一辅助散热通道贯穿侧壁，该辅助散热通道可通过弯折两端使之成非直线型，此时该散热组件成弯管(弯通道)状，该弯管的圆弧度可由具体制作工艺而定，选用现有技术中成本最低且性能稳定的弧度，由此可大为减小油式变压器的油箱体积。与常规油式变压器不同的是，应用了该散热组件的油式变压器可大为降低变压油用量，以及减少装有变压油或散热剂的散热翅数量，甚至可不通过此类散热翅而实现散热。

更优选地，为了进一步保证散热效果，可将常规变压器油箱的长度增加，以增大油箱容积，进而使得变压器内容变压油增多，从而增加散热介质，进一步改善散热效果。

为实现进一步缩小箱式变电站体积及占地面积仍能维持较佳的散热性能，作为一种较佳的实施方式，可在将变压器油箱的长度增加的基础上，缩小油箱的宽度(厚度)，而使得该油箱仍维持与常规油式变压器相同体积的变压油。

更优选地，散热壁的横截面为非平面。

更优选地，散热壁的横截面为波浪形面。

更优选地，散热壁的横截面包括弧形波浪形面和多边形波浪形面。

更优选地，散热通道的横截面包括非封闭式横截面或封闭式横截面。

更进一步优选地，散热通道的横截面的形状包括但不限于矩形、菱形、圆形、椭圆形、三角形、梯形、六边形、八边形或十二边形。

更进一步优选地，散热通道的横截面的形状优选矩形、菱形、圆形或六边形。

更优选地，散热通道的中轴线包括直线形、折线形、弧线形或螺线形。

优选地，散热组件与变压器油箱的连接方式为固定连接，优选为焊接。

为了进一步改进散热性能，尤其是自然散热性能，作为一种较佳的实施方式，该油式变压器外设多个散热翅，散热翅与变压器油箱内部相通，换言之，变压油在散热翅中流动。其中，散热翅的形状与安装位置可参考现有技术中的带散热翅的油式变压器。

作为进一步优选方案，散热翅对称安装在油式变压器两侧壁上，与油式变压器内部连通，变压器油可在各散热翅内循环流动，将热量带入各散热翅中，通过散热翅与外部空气进行热交换散热，将空气散热和变压器油散热两种自然散热方式巧妙有机结合，自然散热效果显著增加。作为较佳的实施方式，散热翅安装在油式变压器相间距离较大的两侧壁上。

此外，为了进一步增加变压器室内的空气流动性，提升变压器室的散热性能，油式变压器旁还可设置多个风扇，风扇错落安装，鼓风方向与各散热组件的散热通道方向一致，可加速散热通道内的空气流通速度，显著增加散热效果。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果是：本实用新型首创性地采用散热组件设于油式变压器外壁但不与其内部连通的散热方式，以空气为散热介质，充分利用空气在散热通道内循环对流的原理实现自然散热，低碳环保，高效节能，且在不影响油式变压器主体结构且保证良好自然散热性能的前提下大为减小了变压器的体积，散热翅的配合使用，能更好地利用变压器油的自然散热，使得油式变压器的自然散热效果达到最佳，因此，具有十分广阔的应用前景和推广价值。

附图说明

图1为本实用新型提供的油式变压器的第一种优选实施例的剖视图；

图2为本实用新型提供的油式变压器的第二种优选实施例的剖视图；

图3为本实用新型提供的油式变压器的第三种优选实施例的剖视图；

图4为本实用新型提供的油式变压器的第四种优选实施例的立体图；

图5为本实用新型提供的油式变压器的第四种优选实施例的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施例对本实用新型作进一步详细、完整地说明。

实施例1

图1为本实用新型提供的一种油式变压器的优选实施例示意图，如图1所示，油式变压器为长方体结构，包括油箱1、工作组件2、变压器油(图中未显示)和多个散热组件3，变压器油内盛放于油箱1中，工作组件2包括铁芯201及绕组202，绕组202缠绕在铁芯201上并随铁芯201一起置于油箱1中部；散热组件3由散热壁301及其围绕形成的散热通道302构成；散热组件301设于油箱1内，但不与变压器内部连通。

散热壁301的横截面为波浪形面，相比较平面形横截面而言，波浪形横截面具有更大 的横截面积，与变压器内部的热交换面积亦更大，更有利于散热。散热通道302的横截面为圆形，同样便于加工制造，有利于减少制造成本。此外，散热组件3的轨迹线为直线型，使得散热组件3整体上呈中空管状。此处需要说明的是散热壁和散热通道的横截面形状并未唯一，而是随相应的变压器的结构进行灵活调整；本实施例中对于该散热组件的散热壁和散热通道的横截面形状的描述并不应视为唯一。

为了充分利用油式变压器的内部空间，改善油式变压器内部自然散热性能，散热通道302两端同时贯穿油箱1四侧壁中的一对相对侧壁101和103，散热组件3以焊接的方式固定安装在侧壁101和103上，不与变压器内部连通。如图1所示，散热组件3对称布置在油式变压器内两侧，从上至下均布在处于中间位置的油式变压器工作组件2的两侧，当油式变压器处于工作状态时，其工作组件2散发的热量由多组散热组件3吸收并由自然流通的循环空气经散热通道302带至外部空气中自然散发，自然散热效果显著。值得一提的是，该散热组件3以空气作为散热介质，充分利用空气在散热通道302内循环对流的原理实现自然散热，低碳环保，高效节能，且在不影响油式油式变压器主体结构且保证良好自然散热性能的前提下大为减小了油式变压器的体积，具有十分广阔的应用前景和推广价值。

实施例2

图2为本实用新型提供的另一种油式变压器的优选实施例示意图。由于实施例1中油式变压器的工作组件2位于其内部中心区域，导致散热组件3无法从中心区域穿过，只能分布在两侧，在一定程度上降低了油式变压器内部的自然散热性能，因此，为了更加充分地利用油式变压器的内部空间，增大散热组件3与油式变压器内部的热交换面积，改善散热效果，发明人在实施例1的基础上做出了部分结构上的改进。

如图2所示，在油式变压器油箱1的相对侧壁101和103上对应于工作组件2的区域增设了10组对称且均匀分布的散热组件31，每组散热组件31均包括3个由大至小的独立散热组件31a、31b和31c，每个独立的散热组件31a、31b和31c均由非平面形散热壁3101及其围绕形成的正方形散热通道3102构成，每组的三个散热组件31a、31b和31c间隔均匀，其相应轨迹线呈C形且均处于同一竖直平面内，大型散热组件31a处于最外侧，中型散热组件31b处于中间，小型散热组件31c处于最内侧，每组散热组件31的散热通道3102两端同时贯穿油式变压器油箱1的同一侧壁101或103，散热组件31均以焊接的方式固定安装在侧壁101和103上，不与油箱1内部连通。散热组件3与散热组件31的配合使用，工作组件2的四周散热均匀，当油式变压器处于工作状态下时，其工作组件2朝各个方向散发的热量由散热组件3与散热组件31从 四周吸收，并由自然流通的循环空气经散热通道302和3102带至外部空气中自然散发，在实施例1的基础上提升了油式变压器内部中心区域的自然散热性能，改善了油式变压器的自然散热效果。

实施例3

图3为本实用新型提供的另一种油式变压器的优选实施例示意图。与上述实施例不同的是，为了更加充分的利用油式变压器底部的自然冷空气散热，促进冷空气在油式变压器内的循环，进一步改善散热效果，发明人对油式变压器的结构做出了进一步改进。

如图3所示，油式变压器2在实施例1的基础上增设了两组散热组件32，其散热通道3201两端分别贯穿油箱1的侧壁101和底壁106以及侧壁103和底壁106，由于冷空气多集中在油式变压器的底部，故该种布局方式有利于油式变压器底部的冷空气同中上部的热空气进行热量交换，散热通道3201的设置使得油式变压器上下两端的冷热空气得以循环流动，从而可使油式变压器自上而下各部分温度均匀，避免了局部过热现象，极大地提升了油式变压器的自然散热性能。

实施例4

图4和图5为本实用新型提供的另一种油式变压器的优选实施例示意图。与上述实施例不同的是，为了更好地提升箱油式变压器的自然散热性能，可在上述任一实施例的结构基础上增设两组散热翅，具体以实施例2所述的油式变压器为例。如图4和图5所示，每组散热翅4均由15个独立散热翅401构成，散热翅401呈C字形空心结构，分别对称设置于油箱1距离较远的两相对侧壁102和104上，并与油式变压器油箱1的内部连通，变压器油可在各散热翅401内循环流动，油式变压器内部产生的热量由流动的变压器油带入各散热翅401中，通过散热翅401与外部空气进行热交换散热。该种结构的油式变压器弥补了因散热组件3和31的设置导致变压器油减少从而削弱油循环散热的不足，将空气散热和变压器油散热两种自然散热方式巧妙有机结合，极大地提升了油式变压器的自然散热性能。

实施例5

为了进一步增加变压器室内的空气流动性，提升变压器室的散热性能，在上述任一实施例的基础上，散热系统进一步增设至少一风扇，风扇安装在变压器室内，鼓风方向与各散热组件的散热通道方向一致，可加速散热通道内的空气流通速度，显著增加散热效果。

最后有必要在此说明的是：以上实施例只用于对本实用新型的技术方案作进一步详细地说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限制，本领域的技术人员根据本实用新型的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本实用新型的保护范围。

Claims (23)

1.一种油式变压器，其特征在于：包括油箱、工作组件、变压器油和散热组件，变压器油盛放于油箱中，工作组件部分浸泡在变压器油中，散热组件至少为一个，设于变压器的外壁上但不与变压器内部连通。

2.根据权利要求1所述的油式变压器，其特征在于：所述工作组件包括铁芯及绕组，绕组缠绕在铁芯上并随铁芯一起置于油箱中部。

3.根据权利要求1所述的油式变压器，其特征在于：所述散热组件设于油式变压器内。

4.根据权利要求1所述的油式变压器，其特征在于：所述散热组件包括一散热壁和由散热壁围绕形成的散热通道。

5.根据权利要求4所述的油式变压器，其特征在于：所述散热通道两端同时贯穿变压器四侧壁中的一对相对侧壁，即不相连的两侧壁；或顶壁和底壁；或侧壁和底壁；或同一侧壁；或以上任意一种以上的组合。

6.根据权利要求4所述的油式变压器，其特征在于：所述散热通道与变压器底壁平行且贯穿变压器四侧壁中的一对相对侧壁，即不相连的两侧壁；或散热通道与变压器侧壁平行且贯穿变压器的顶壁和底壁。

7.根据权利要求6所述的油式变压器，其特征在于：所述散热通道与侧壁平行设置并贯穿变压器底壁。

8.根据权利要求7所述的油式变压器，其特征在于：所述油式变压器还可增设一辅助散热通道贯穿侧壁。

9.根据权利要求8所述的油式变压器，其特征在于：所述辅助散热通道为非直线型，此时该散热组件成弯管状。

10.根据权利要求1所述的油式变压器，其特征在于：所述变压器油箱的长度大于常规变压器油箱。

11.根据权利要求10所述的油式变压器，其特征在于：所述变压器油箱的宽度小于常规变压器油箱。

12.根据权利要求4所述的油式变压器，其特征在于：所述散热壁的横截面为非平面。

13.根据权利要求4所述的油式变压器，其特征在于：所述散热壁的横截面为波浪形面。

14.根据权利要求4所述的油式变压器，其特征在于：所述散热壁的横截面包括弧形波浪形面和多边形波浪形面。

15.根据权利要求4所述的油式变压器，其特征在于：所述散热通道的横截面包括非封闭式横截面或封闭式横截面。

16.根据权利要求4所述的油式变压器，其特征在于：所述散热通道的横截面的形状包括但不限于矩形、菱形、圆形、椭圆形、三角形、梯形、六边形、八边形或十二边形。

17.根据权利要求16所述的油式变压器，其特征在于：所述散热通道的横截面的形状为矩形、菱形、圆形或六边形。

18.根据权利要求4所述的油式变压器，其特征在于：所述散热通道的中轴线包括直线形、折线形、弧线形或螺线形。

19.根据权利要求1所述的油式变压器，其特征在于：所述散热组件与变压器油箱的连接方式为固定连接。

20.根据权利要求1所述的油式变压器，其特征在于：所述油式变压器外设多个散热翅，散热翅与变压器油箱内部相通，换言之，变压油在散热翅中流动。

21.根据权利要求20所述的油式变压器，其特征在于：所述散热翅对称安装在油式变压器两侧壁上，与油式变压器内部连通，变压器油可在各散热翅内循环流动。

22.根据权利要求21所述的油式变压器，其特征在于：所述散热翅安装在油式变压器相间距离较大的两侧壁上。

23.根据权利要求1所述的油式变压器，其特征在于：所述油式变压器旁还可设置风扇，风扇错落安装，鼓风方向与各散热组件的散热通道方向一致。