CN211404240U - 一种油浸式变压器冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种油浸式变压器冷却装置，属于变压器技术领域。该油浸式变压器冷却装置，包括变压器本体，以及设置在变压器本体外部并与变压器本体连通的散热箱和油泵；其中，变压器本体内部设置有循环流动的并用于冷却变压器本体的绝缘油；散热箱用于冷却自变压器本体的热的绝缘油；油泵提供绝缘油在变压器本体与散热箱循环的动力。本实用新型的油浸式变压器冷却装置，将热的绝缘油在变压器本体外部的散热箱中进行冷却，提高了绝缘油的冷却效率；通过油泵使绝缘油循环流动，提高了绝缘油的流动性，进一步提高了绝缘油的冷却效率，从而提高了变压器本体的负载能力；避免使用水喷淋等辅助散热装置，提高了变压器本体的使用安全性。

Description

一种油浸式变压器冷却装置

技术领域

本实用新型涉及变压器技术领域，尤其涉及一种油浸式变压器冷却装置。

背景技术

受夏季高温天气的影响，负荷多以空调、电扇等降温电器为主，负荷波动较大，配电变压器承受的负荷冲击也就越大，温升较快，继而出现配电变压器因温升较高而烧毁事故。变压器绝缘经受高温作用，其寿命会明显降低，因此及时将变压器运行时的热量导出，调控变压器温度对于电力行业的安全运行及经济成本具有重要影响。

油浸式变压器由于具有损耗低及价格低等特点，在电力系统中得到广泛应用。变压器内部依靠油作冷却介质，冷却油通过和外部的冷却器配合把热量传递到大气中。这种冷却方式在夏季用电负荷大、持续高温环境下很难保证变压器安全稳定的运转。

当前为解决电力变压器在特定时段的散热降温问题，相应的辅助散热降温系统或装置已多见研究。现有技术中，最为常见的是采用水喷淋的方式，变压器及其绝缘子由于长期裸露在污秽的大气中，表面就逐渐集聚了污秽，在水喷淋时，绝缘强度会下降，容易引起绝缘子闪络，存在着人身及设备安全隐患；或者用风扇吹风，但用鼓风机或风扇对变压器进行吹风，因空气比热容低，导热效率差，很难在变压器高负载快速发热的情况下带走足够的热量，降温效果不佳；以及放置冰块等方法增加变压器的辅助散热，但是通过外部介质来冷却变压器，变压器的热量需先传导到变压器油，再传导到变压器外壳，再用物理方法对外壳进行降温，热量传递链条长，效率较低。

如因客观原因无法使用降温装置，则只能通过拉闸限电，使变压器停止运行或低负载运行，变压器自然降温，但在配电变压器高负载的时间段，也是客户用电高峰期，用电需求非常大，此时停电或限电将严重影响客户的工作和生活；且在现行制度下，停电指标考核任务很重，本身就很难完成，用停电或限电的方法降温将占用珍贵的停电时户数指标。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种油浸式变压器冷却装置，冷却效率高，进而提高了变压器的负载能力，提高变压器的使用安全性。

为实现此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种油浸式变压器冷却装置，包括变压器本体，设置在变压器本体外部并与变压器本体连通的散热箱和油泵；其中，

变压器本体，内部设置有循环流动的并用于冷却变压器本体的绝缘油；

散热箱，用于冷却自变压器本体的热的绝缘油；

油泵，提供绝缘油在变压器本体与散热箱循环的动力。

可选地，油浸式变压器冷却装置还包括用于连通变压器本体、散热箱和油泵的输油管，以及设置在输油管上的控制阀，控制阀用于输油管的通断。

可选地，油浸式变压器冷却装置还包括设置在变压器本体外部并与变压器本体和散热箱连通的热油箱，热油箱用于储存自变压器本体的热的绝缘油，热的绝缘油能流进散热箱。

可选地，油浸式变压器冷却装置还包括用于储存经散热箱冷却的绝缘油的冷油箱，冷却的绝缘油能流进变压器本体。

可选地，散热箱包括呈S型的散热管，绝缘油在散热管内流动。

可选地，散热箱上设置有用于冷却绝缘油的散热器，散热器包括风冷散热器，和/或水冷散热器，和/或蒸发散热器。

可选地，散热箱还包括安装在散热管上的散热鳍片。

可选地，散热箱包括用于支撑散热管的散热外壳。

可选地，散热管至少包括上下设置的两层管路，散热箱包括开设在散热外壳的进风口和的开设在散热外壳顶部的出风口，散热箱还包括与进风口连接的鼓风机，鼓风机与出风口相对设置。

可选地，进风口上设置有能开闭的通风顶盖。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的一种油浸式变压器冷却装置，将热的绝缘油在变压器本体外部的散热箱中进行冷却，提高了绝缘油的冷却效率；油泵将热的绝缘油从变压器本体抽进散热箱，并将散热箱中冷却的绝缘油流进变压器本体，通过油泵使绝缘油在变压器本体和散热箱之间循环流动，提高了绝缘油的流动性，进一步提高了绝缘油的冷却效率，从而提高了变压器本体的负载能力；避免使用水喷淋等辅助散热装置，提高了变压器本体的使用安全性。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式提供的油浸式变压器冷却装置结构示意图；

图2是本实用新型具体实施方式提供的散热箱俯视剖面图；

图3是本实用新型具体实施方式提供的散热箱侧视剖面图。

图中：

1-变压器本体；11-第一进油口；12-第一出油口；

2-热油箱；

3-散热箱；31-散热管；311-上层管；312-下层管；32-散热外壳；33-散热支架；34-通风顶盖；35-鼓风机；36-进风口；37-第二进油口；38-第二出油口；

4-冷油箱；5-控制阀；6-输油管；

71-运载台；72-轮子；

8-油泵。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，在电和磁的作用下，其线圈和铁芯(磁芯)发热，现有技术中采用的冷却方式是由变压器内部循环流动的绝缘油来冷却绕组，变压器的热量先传导到绝缘油，再通过绝缘油将热量传导到变压器外壳，再用物理方法对外壳进行降温；冷却绕组后自身被加热的绝缘油需通过散热器进行热交换冷却后再进入变压器内对绕组进行循环冷却，传统主要采用风扇吹风或者自然散热等方式，冷却效率低，变压器的负载承载能力弱，在用电负荷大及持续高温环境下很难保证变压器安全稳定运行，降低了变压器的使用寿命。为解决上述问题，提供了两个实施例。

实施例一

本实施例提供了一种油浸式变压器冷却装置，如图1所示，包括变压器本体1，设置在变压器本体1外部并与变压器本体1连通的散热箱3和油泵8；其中，变压器本体1内部设置有循环流动的绝缘油，绝缘油用于冷却变压器本体1；散热箱3用于冷却自变压器本体1的热的绝缘油；油泵8提供绝缘油在变压器本体1与散热箱3循环的动力。

具体地，将热的绝缘油在变压器本体1外部的散热箱3中进行冷却，提高了绝缘油的冷却效率；油泵8将热的绝缘油从变压器本体1抽进散热箱3，并将散热箱3中冷却的绝缘油输送回变压器本体1，通过油泵8使绝缘油在变压器本体1和散热箱3之间循环流动，提高了绝缘油的流动性，进一步提高了绝缘油的冷却效率，从而提高了变压器本体1的负载能力；避免使用水喷淋等辅助散热装置，提高了变压器本体1的使用安全性。

本实施例中，冷却装置还包括设置在变压器本体1外部并与变压器本体1和散热箱3连通的热油箱2，热油箱2用于储存自变压器本体1的热的绝缘油，热的绝缘油能流进散热箱3，通过在散热箱3和变压器本体1之间设置热油箱2，避免变压器本体1流出的热的绝缘油直接流进散热箱3时出现涌流冲击，对散热箱3造成伤害，提高冷却装置的使用寿命。

可选地，冷却装置还包括用于储存经散热箱3冷却的绝缘油的冷油箱4，冷却的绝缘油能流进变压器本体1。具体地，冷油箱4设置在散热箱3和油泵8之间，油泵8启动后，首先从冷油箱4中抽取冷却的绝缘油进入变压器本体1中，冷油箱4起到缓存作用，避免油泵8直接作用于散热箱3时对散热箱3产生冲击作用。

可选地，冷却装置还包括用于连通变压器本体1、热油箱2、散热箱3、冷油箱4和油泵8的输油管6，变压器本体1的底部和顶部分别设有第一出油口和第一进油口11，第一进油口11、热油箱2、散热箱3、冷油箱4、油泵8和第一进油口11分别通过输油管6依次连通，形成一个封闭的用于冷却变压器本体1及绝缘油的循环油路。可选地，输油管6由不锈钢材料制成，不锈钢具有良好的耐腐蚀性，在长期输油过程中，减少输油管6的维护等。

其冷却过程及工作原理：油泵8为绝缘油的循环提供动力，首先油泵8启动后，首先从冷油箱4中抽取冷却的绝缘油送到变压器本体1中，使变压器本体1内部压力升高，同时使冷油箱4中压力降低，由于油路封闭，油压一升高一降低，形成压力差，推动绝缘油从变压器本体1流至热油箱2，再到散热箱3的冷却后流动到冷油箱4，油路中的绝缘油开始循环。

可选地，如图2所示，散热箱3包括呈S型的散热管31，绝缘油在散热管31内流动，S型散热管31能增加散热面积，有利于绝缘油散热；散热管31一般由不锈钢管组成，绝缘油从散热管31中流动，将绝缘油的热量带到散热管31的表面，进而散发到周围空气中。可选地，散热箱3包括用于支撑散热管31的散热外壳32，散热外壳32由不锈钢板组成，有利于散热外壳32散热；进一步可选地，散热箱3包括用于支撑散热管31的散热支架33，散热支架33刚性连接在散热箱3外壳上，起到支撑散热管31的作用，并能更加有利于散热管31的散热。

可选地，散热箱3上设置有用于冷却绝缘油的散热器，散热器包括风冷散热器，和/或水冷散热器，和/或蒸发散热器，水冷散热器及蒸发散热器为现有技术，在此不再详述。

本实施例中，如图3所示，散热管31至少包括上下设置的两层管路，即至少包括上层管311和下层管312，上层管311和下层管312之间还可以设置中间层管，散热管31的层数设置越多越有利于散热；散热箱3包括开设在散热外壳32的进风口36和的开设在散热外壳32顶部的出风口，散热箱3还包括与进风口36连接的鼓风机35，鼓风机35与出风口相对设置；鼓风机35从进风口36吸空气，吹入散热箱3中，鼓风机35与出风口对应设置形成对流，有利于散热管31的冷却；可选地，进风口36上设置有能开闭的通风顶盖34，当需要散热时打开通风顶盖34，热的空气由此处流出散热箱3；当不需要散热时关闭通风顶盖34避免异物进入散热箱3；具体地，降温装置启动后，通风顶盖34打开并启动鼓风机35，气流自下向上吹送，对散热管31进行风冷。可选地，进风口36位于散热箱3的侧面底部，鼓风机35位于散热箱3的底部，对散热管31进行冷却。

可选地，散热箱3还包括安装在散热管31上的散热鳍片。

本实施例中，降温装置启动后，通风顶盖34打开并启动鼓风机35，气流自下向上吹送，对散热管31进行风冷，热绝缘油从第二进油口37进入散热箱3的最上层的上层管311，经过若干层中间层管冷却后，从下层管312经第二出油口38流出。

对于本方法的可行性，本实施例以S11-315型变压器来进行简单计算分析(只考虑换油降温及变压器自身散热)。

该型变压器各项参数如下，空载损耗功率(P0)为0.5kw，负载损耗功率(P1)为5kw，绝缘油比热容(C)2100J/kg*K，在变压器处于额定负荷下散热功率应为损耗功率之和(Pa＝P0+P1)为5.5kw，当假设变压器正运行于额定负荷率的1.41倍(β)，发热功率Pb如下：

Pb＝P0+P1*β2＝0.5+5*1.412＝10.5(kw)

注入的冷绝缘油温度(T1)为30℃，变压器顶层油温(T0)已经达到85℃，若此时要保障油温不再升高，注油速度S(kg/s)如下：

S＝Pb/((T0-T1)*C)＝10.5kw/((85℃-30℃)*2100J/kg*K)＝0.0946kg/s

绝缘油密度约为890kg/m3，计算得每秒注入约0.106升的绝缘油，扬程一般不超过5米，绝缘油黏度也很低，功率100w的油泵8即可实现，故该方法在工程上具有可行性。

实施例二

本实施例与实施例一的不同之处在于，冷却装置还包括用于连通变压器本体1、散热箱3和油泵8的输油管6，以及设置在输油管6上的控制阀5，控制阀5为关断阀，控制阀5用于输油管6的通断，以控制调节绝缘油流通；通过设置控制阀5，可选择性地对变压器本体1进行冷却，当处于用电高峰期时，变压器本体1的负载较大，打开控制阀5对绝缘油冷却，增强冷却效果；当夜晚用电量较低时，变压器本体1的负载很小，则可关闭控制阀5，节约冷却所需的能量，降低成本。

本实施例中，油浸式变压器冷却装置的具体安装布局如下：

具体地，变压器本体1的顶部设有第一进油口11，第一进油口11上安装有控制阀5，控制阀5处于常闭状态，与外界环境不流通，当需要应急降温时，输油管6接在第一进油口11上，打开控制阀5，输油管6与第一进油口11连通，装置运行时，冷的绝缘油从此口注入变压器本体1。

变压器本体1的底部开设有第一出油口，第一出油口上安装有控制阀5，控制阀5处于常闭状态，与外界环境不流通，当需要应急降温时，输油管6接在第一出油口，打开控制阀5，热的绝缘油由此口流出。

具体地，热油箱2前端通过输油管6与第一出油口连通，热油箱2后端通过输油管6与散热箱3连通，热的绝缘油从第一出油口流出后，首先进入热油箱2中(此处的前、后端指的是在绝缘油流向，先到的位置为前端，后到的为后端，下文亦同，本实施例中绝缘油的流向为A)，起到暂存热绝缘油的作用。

具体地，散热箱3上设有第二进油口37，与热油箱2的后端连接，从热油箱2流出的热绝缘油从此口注入散热管31中；散热箱3上开设有第二出油口38，散热管31中冷却后的绝缘油从此口流出。

具体地，冷油箱4前端通过输油管6与第二出油口38连接，后端通过输油管6与油泵8连接，冷油箱4起到存储冷绝缘油的作用。

具体地，油泵8前端通过输油管6与冷油箱4连接，后端通过输油管6与第一进油口11连接，装置启动后，油泵8从冷油箱4吸绝缘油，泵向变压器本体1的第一进油口11。

可选地，变压器本体1与热油箱2之间、热油箱2与散热箱3之间、散热箱3与冷油箱4之间，以及冷油箱4与变压器本体1之间的输油管6上均可设置有控制阀5，以便于各个部件之间流通可控性。

可选地，散热箱3可以采用风冷散热器，也可以采用水冷散热器及蒸发散热器，水冷散热器及蒸发散热器为现有技术，在此不再详述。

可选地，油浸式变压器冷却装置还包括运载台71和与运载台71转动连接的轮子72，运载台71用于承载热油箱2、散热箱3、冷油箱4及油泵8；可选性，运载台71上安装有支撑运载台71的轮子72，使运载台71可移动；当需要对变压器本体1冷却时，推动运载台71至变压器本体1处进行连接并开启冷却，当不需要冷却时，关闭控制阀5，拆卸冷却装置，并将冷却装置运回指定位置，有利于设备的管理；运载台71上安装有轮子72，便于冷却装置的移动。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种油浸式变压器冷却装置，其特征在于，包括变压器本体(1)，以及设置在所述变压器本体(1)外部并与所述变压器本体(1)连通的散热箱(3)和油泵(8)；其中，

所述变压器本体(1)，内部设置有循环流动的并用于冷却所述变压器本体(1)的绝缘油；

所述散热箱(3)，用于冷却自所述变压器本体(1)的热的绝缘油；

所述油泵(8)，提供所述绝缘油在所述变压器本体(1)与所述散热箱(3)循环的动力。

2.如权利要求1所述的油浸式变压器冷却装置，其特征在于，所述油浸式变压器冷却装置还包括用于连通变压器本体(1)、散热箱(3)和油泵(8)的输油管(6)，以及设置在所述输油管(6)上的控制阀(5)，所述控制阀(5)用于所述输油管(6)的通断。

3.如权利要求1所述的油浸式变压器冷却装置，其特征在于，所述油浸式变压器冷却装置还包括设置在所述变压器本体(1)外部并与所述变压器本体(1)和所述散热箱(3)连通的热油箱(2)，所述热油箱(2)用于储存自所述变压器本体(1)的热的所述绝缘油，热的所述绝缘油能流进所述散热箱(3)。

4.如权利要求1所述的油浸式变压器冷却装置，其特征在于，所述油浸式变压器冷却装置还包括用于储存经所述散热箱(3)冷却的绝缘油的冷油箱(4)，冷却的所述绝缘油能流进所述变压器本体(1)。

5.如权利要求1-4任一项所述的油浸式变压器冷却装置，其特征在于，所述散热箱(3)包括呈S型的散热管(31)，所述绝缘油在所述散热管(31)内流动。

6.如权利要求4所述的油浸式变压器冷却装置，其特征在于，所述散热箱(3)上设置有用于冷却所述绝缘油的散热器，所述散热器包括风冷散热器，和/或水冷散热器，和/或蒸发散热器。

7.如权利要求5所述的油浸式变压器冷却装置，其特征在于，所述散热箱(3)还包括安装在所述散热管(31)上的散热鳍片。

8.如权利要求5所述的油浸式变压器冷却装置，其特征在于，所述散热箱(3)包括用于支撑所述散热管(31)的散热外壳(32)。

9.如权利要求8所述的油浸式变压器冷却装置，其特征在于，所述散热管(31)至少包括上下设置的两层管路，所述散热箱(3)包括开设在所述散热外壳(32)的进风口和的开设在所述散热外壳(32)顶部的出风口，所述散热箱(3)还包括与所述进风口连接的鼓风机(35)，所述鼓风机(35)与所述出风口相对设置。

10.如权利要求9所述的油浸式变压器冷却装置，其特征在于，所述进风口上设置有能开闭的通风顶盖(34)。

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