CN210865779U - 一种变压器冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种变压器冷却装置，包括变压器外壳，所述变压器外壳上设置有若干个用于对变压器冷却油进行散热的散热翅管，且所述散热翅管通过管道与油泵连接，所述散热翅管的两侧均开设有连接凹槽，且所述散热翅管通过连接凹槽连接有用于对散热翅管进行散热的外循环冷却组件，所述外循环冷却组件通过管道与水泵连接，使用时，可通过设置的外循环冷却组件贴合所设置的散热翅管，进一步通过水冷实现变压器的高效散热，可有效的避免变压器在发热量较大的情况下工作，易由于散热不及时而出现故障的问题，由于冷却水管未完全将散热翅管包裹，因此在变压器低发热量的情况下，可单独通过散热翅管进行散热，其在使用时会更加的节能。

Description

一种变压器冷却装置

技术领域

本实用新型实施例涉及变压器技术领域，具体涉及一种变压器冷却装置。

背景技术

变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯。主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压等。

当前的变压器在运行过程中，由于铜损、铁损的存在，不可避免的会发热，其温升会直接影响着变压器绝缘的寿命，所以必须进行冷却，对于高温高负荷的地区，变压器冷却的常用油循环和风冷组合的方式，油泵将在油温或者绕组温度达到设定值时自行启动，但是在实际的使用的过程，只通过油循环和风冷结合的方式对于过载或通风不好的变压器而言，其降温效果有限，不仅容易使油泵和风扇的过载运行，而且散热不及时，还容易造成变压器的损坏。

实用新型内容

为此，本实用新型实施例提供一种变压器冷却装置，以解决现有技术中油循环与风冷结构的方式对于过载或通风不好的变压器，其无法起到良好散热的问题。

为了实现上述目的，本实用新型的实施方式提供如下技术方案：

一种变压器冷却装置，包括变压器外壳，所述变压器外壳上设置有若干个用于对变压器冷却油进行散热的散热翅管，且所述散热翅管通过管道与油泵连接，所述散热翅管的两侧均开设有连接凹槽，且所述散热翅管通过连接凹槽连接有用于对散热翅管进行散热的外循环冷却组件，所述外循环冷却组件通过管道与水泵连接；

所述外循环冷却组件包括两个与连接凹槽相匹配且通过管道相互连接的冷却水管和转动在其中一个所述冷却水管两侧的固定卡板，所述固定卡板远离冷却水管的一端固定安装在变压器外壳上，在所述固定卡板上还等间距开设有若干个定位孔，在另一个所述固定卡板上设置有与定位孔对应的定位块。

作为本实用新型的一种优选方案，所述固定卡板转动连接在远离变压器外壳的冷却水管上。

作为本实用新型的一种优选方案，相邻两个所述外循环冷却组件之间通过管道连接。

作为本实用新型的一种优选方案，所述冷却水管为导热性金属材质制作，包括铜合金。

作为本实用新型的一种优选方案，所述冷却水管与散热翅管的接触部位涂设有导热硅脂。

本实用新型的实施方式具有如下优点：

本实用新型在进行使用时，可通过设置的外循环冷却组件贴合所设置的散热翅管，能够进一步配合油泵与风冷实现对变压器的高效散热，可有效的避免变压器在过载工作时发热量较大，而导致变压器容易由于过热而造成变压器出现故障的问题，由于冷却水管未完全将散热翅管包裹，因此在变压器低发热量的情况下，可单独通过散热翅管进行散热，其在使用时更加的节能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本实用新型实施方式中变压器冷却装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施方式中冷却水管的安装结构示意图；

图3为本实用新型实施方式中冷却水管与散热翅管连接的截面结构示图；

图4为本实用新型实施方式中变压器运行监测系统的结构示意图。

图中：

1-变压器外壳；2-散热翅管；3-连接凹槽；4-外循环冷却组件；5-油泵；6-水泵；

401-冷却水管；402-固定卡板；403-定位孔；404-定位块。

具体实施方式

为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。

如图1至图4所示，本实用新型提供了一种变压器冷却装置，包括变压器外壳1，变压器外壳1上设置有若干个用于对变压器冷却油进行散热的散热翅管2，且散热翅管2通过管道与油泵5连接，散热翅管2优选为铜合金制作，且在实际生产过程中，可在散热翅管2的两侧加装散热鳍片，以提高在自然风冷却的情况下，通过散热翅管对变压器内冷却油进行冷却的效果，散热翅管2的两侧均开设有连接凹槽3，且散热翅管2通过连接凹槽3连接有用于对散热翅管2进行散热的外循环冷却组件4，外循环冷却组件4通过管道与水泵6连接，其在散热翅管2内部的循环的冷却油的流经为自上而下，以便于将处于变压器内上层的高温冷却油抽至散热翅管2中进行散热，然后将降温后的冷却油从底部排进变压器，可有效的提高通过油泵5对变压器进行散热的效果。

外循环冷却组件4包括两个与连接凹槽3相匹配且通过管道相互连接的冷却水管401和转动在其中一个冷却水管401两侧的固定卡板402，

冷却水管401为导热性金属材质制作，包括铜合金，可在启用冷却水管401对其进行散热时，能够使散热翅管2中冷却油的热量迅速的传导给冷却水管401中的冷却水，进一步的通过热交换的方式完成对变压器散热的目的，而散热翅管上所设置的连接凹槽3，可增加散热翅管2与冷却水管之401间的接触面积，可进一步的提高热交换的能力，

另外，同样在生产的过程中，也可在冷却水管401上加装散热鳍片，其在加强冷却水管401中冷却水的散热效果同时，还可有效的加强冷却水管401的结构强度。

如图3所示，固定卡板402远离冷却水管401的一端固定安装在变压器外壳1上，在固定卡板402上还等间距开设有若干个定位孔403，在另一个固定卡板402上设置有与定位孔403对应的定位块404，固定卡板402转动连接在远离变压器外壳1的冷却水管401上，在进行安装时，可将相对的两个冷却水管401通过所开设的连接凹槽3预固定于散热翅管上，之后转动所设置的固定卡板402，可使固定卡板402上的定位孔403与另一个冷却水管401上的定位块404相嵌合，实现两个冷却水管401之间的相互连接，最后则可通过螺钉将固定卡板402固定在变压器外壳1上，之后通过管道使两个冷却水管401相连接，则可完成外循环冷却组件4的安装，冷却水采用绝缘性较好的去离子纯水，以保证其在泄露时，不会影响到变压器的正常运行，而由于该外循环冷却组件4安装在变压器的外侧，不仅可大大降低冷却水泄露时对变压器所造成的影响，而且还可在出现故障时，便于用于将冷却水管401整体拆卸下来进行检测，其使用会更加的方便。

另外，相邻两个外循环冷却组件4之间通过管道连接，多个外循环冷却组件4连接在一起后，可通过管道连接水泵6与盛放冷却水的冷却箱，即形成一个完成的循环，保证冷却水在通过与冷却油的热交换后，能够在经过循环后将热量散发至外界，可有效的提高该变压器的散热效果。

冷却水管401与散热翅管2的接触部位涂设有导热硅脂，导热硅脂可填充冷却水管401与散热翅管2在连接时的缝隙，可使散热翅管2中冷却油的热量能够更加迅速的传导给冷却水管401中的冷却水，其热交换的效率更高。

需要补充的是，冷却水管401安装在散热翅管2上后，其并未完成包裹住散热翅管2，因此在停用外循环冷却组件4时，依旧可通过散热翅管2将热量散热至外界，可避免无论是变压器在低功率工作时还是在过载工作时均需要开启水泵6进行散热的问题，可有效的降低变压器在工作时，其冷却装置所需要消耗的电能，更加的节能。

如图1至图4所示，一种变压器冷却运行监测系统，包括变压器冷却装置、用于监测变压器冷却装置中水泵6运行的外循环水冷监测模块、用于监测变压器冷却装置中油泵5运行的内循环油冷监测模块、云服务器、控制器和无线信号传输模块，控制器分别与无线信号传输模块、外循坏水冷监测模块和内循环油冷监测模块电性连接，且控制器通过无线信号传输模块与云服务器连接。

其中，所设置的内循环油冷监测模块、云服务器、控制器和无线信号传输模块均优选为采用双电源供电，即一个通过220V的交流电进行供电，另一个则通过蓄电池进行供电，蓄电池优选为太阳能板供电，在实际的使用过程中，可避免因停电而造成无法对变压器运行状态进行监测的问题。

控制器优选为单片机，可优选为STM32MP1通用微处理器产品系列，无线信号传输模块则为无线信号接收器与无线信号发生器的总成，可便于工作人员通过用户查看和控制该变压器冷却装置。

内循环油冷监测模块包括第一温度传感器、第二温度传感器、第一流量计和用于检测变压器冷却装置中油泵5运行速度的速度传感器，第一温度传感器置于变压器内用于检测变压器内的油温，第二温度传感器设置有若干个且不规则固定安装在变压器冷却装置中的散热翅管2上，第一流量计设置在变压器冷却装置中油泵5的排油口处。

外循环水冷检测模块包括第三温度传感器、第四温度传感器和第二流量计，第三温度传感器设置有若干个且与第二温度传感器对应设置在变压器冷却装置中的冷却水管401上，第四温度传感器设置在变压器冷却装置中水泵6进水口处，且第二流量计设置在变压器冷却装置中水泵6出水口处。

变压器设置有温度示警值，且温度示警值分为三个逐级递增的阶段，且三个阶段分别对应不启动水泵6和油泵5、启动油泵5而不启动水泵6以及启动水泵6和油泵5，对所设置的三个阶段在衔接部分设置有缓冲区间，即处于第一阶段或第二阶段的温度示警值数据，想要突破进入到下一阶段，则需要温度示警值数据高于缓冲区间的最高阈值数据，而相反处于第二阶段或第三阶段的温度示警值数据想要进入前一阶段，则需要温度示警值数据降低于缓冲区间的最低阀值以下，在此过程中，可避免温度示警值处于两阶段之间而忽高忽低，造成频繁启动或关闭油泵以及水泵的问题，其实用性更强。

另外，所设置的冷却装置，其水冷部分优选为多通道结构，可提高冷却水的流通量，而所设置的第三温度传感器，则为了监测冷却水从热交换开始阶段到结束阶段的全过程，不仅能够根据检测的结果判断该装置在运行过程的异常，而且还可更加的方便计算冷却水流量与冷却油冷却速度之间的关系，在实际的使用过程中，可由云服务器将在该冷却装置在运行时的各项数据记录下来，建立运行数据库，不仅可方便工作人员进行查看该装置的历史运行状态，还可便于在出现问题时，方便工作人员通过运行数据判断问题所在，且在实际的使用过程中会更加的方便。

控制油泵5和水泵6进行工作前的准备工作有：

测取若干组第一流量计数据、油温数据、冷却水温度数据、第二流量计数据、以及油温分布数据信息和冷却水温度分布信息，将测取的数据上传至云服务器，由云服务器计算得出第一流量计数据、油温数据、冷却水温度数据、第二流量计数据四者之间关系的降温数据信息；

测取第一流量计和第二流量计在不同数值下油泵5与水泵6的耗电量，将测取数据上传云服务器，由云服务器计算第一流量计数值与油泵5耗电量以及第二流量计数值与水泵6耗电量之间的耗电量数据信息。

所计算得出的降温数据信息和耗电量数据信息，可作为基本信息存储于控制器中，便于在无线信号传输模块出现问题时，依旧可通过控制器根据降温数据信息和耗电量数据信息对该变压器冷却装置进行控制。

为变压器降温的流程为：

通过第一温度传感器检测变压器冷却油温度数据信息，根据检测的冷却油温度数据信息，由控制器判断温度所处阶段，根据所处阶段启动与之相关的传感器检测对应的数据，并将所检测到的数据信息上传至云服务器，由服务器将数据代入至降温数据信息与耗电量数据信息中，计算得出最佳的水泵6与油泵5运行数据，并将数据返还至控制器，由控制器根据返还数据控制水泵6与油泵5工作，并将相关数据信息通过无线信号传输模块传输至用户端，完成对变压器的降温。

需要补充的是，在该变压器冷却装置出现故障和调整运行状态时，均会由控制器将相关数据通过无线信号传输模块传输给用户端，以便于工作人员对变压器异常的工作状态进行及时处理。

检测散热翅管2堵塞程度包括以下流程：

测取若干组在不同变压器油温且散热翅管2在无堵塞情况中油泵5的运行速度和第一流量计的数值数据，将测取的数据上传云服务器，并由云服务器计算得出油泵5在正常运行情况下油泵5运行速度与第一流量计数值数据关系的标准数据；

测取实际运行时变压器油温数据以及油泵5运行速度和第一流量计数值数据，将测取数据上传云服务器，由云服务器将测取数据代入标准数据进行对比进行计算，完成对散热翅管2堵塞程度以及油泵的运行状态进行判断。

需要注意的是，所测取的油泵5运行速度，指在额定功率下油泵5正常运行以及散热翅管2在堵塞情况下油泵5的运行速度，便于后续对散热翅管2的堵塞程度进行判断。

在使用时，由于变压器内部有铜损与铁损的存在，不可避免的会在变压器中产生一定的异物，其异物混杂在冷却油中，会随着油泵5在散热翅管2中运动，因此会存在散热翅管2被异物堵塞的问题，使用时，可设定若干个散热翅管2堵塞程度等级，即对单次对变压器进行维护的成本与变压器冷却装置在堵塞情况下运行时所造成额外影响作出统计数据，将实际运行的数据代入至统计数据计算可得出在不影响变压器在正常运行的情况下，对该变压器冷却装置进行维护的最佳方案，同时也可对内循环油冷监测模块进行全面的检测与评估，其实用性更强。

以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种变压器冷却装置，包括变压器外壳(1)，其特征在于，所述变压器外壳(1)上设置有若干个用于对变压器冷却油进行散热的散热翅管(2)，且所述散热翅管(2)通过管道与油泵(5)连接，所述散热翅管(2)的两侧均开设有连接凹槽(3)，且所述散热翅管(2)通过连接凹槽(3)连接有用于对散热翅管(2)进行散热的外循环冷却组件(4)，所述外循环冷却组件(4)通过管道与水泵(6)连接；

所述外循环冷却组件(4)包括两个与连接凹槽(3)相匹配且通过管道相互连接的冷却水管(401)和铰接在其中一个所述冷却水管(401)两侧的固定卡板(402)，所述固定卡板(402)远离冷却水管(401)的一端固定安装在变压器外壳(1)上，在所述固定卡板(402)上还等间距开设有若干个定位孔(403)，在另一个所述固定卡板(402)上设置有与定位孔(403)对应的定位块(404)。

2.根据权利要求1所述的一种变压器冷却装置，其特征在于，所述固定卡板(402)转动连接在远离变压器外壳(1)的冷却水管(401)上。

3.根据权利要求1所述的一种变压器冷却装置，其特征在于，相邻两个所述外循环冷却组件(4)之间通过管道连接。

4.根据权利要求1所述的一种变压器冷却装置，其特征在于，所述冷却水管(401)为导热性金属材质制作，所述导热性金属材质包括铜合金。

5.根据权利要求1所述的一种变压器冷却装置，其特征在于，所述冷却水管(401)与散热翅管(2)的接触部位涂设有导热硅脂。

Images