CN212587318U - 高效散热的油浸式变压器设备 - Google Patents

Abstract

高效散热的油浸式变压器设备，包括变压箱、辐射冷却装置和对流冷却装置，变压箱包括壳体、箱盖和底座，箱盖连接在壳体上端，壳体连接在底座中部，辐射冷却装置包括散热片、水管、喷头和强冷风扇，多个散热片固定连接在壳体外侧面上，壳体侧壁上端绕壳体设有一圈水管，水管下侧壁上间隔设有多个喷头，喷头对着下方的散热片，在底座的边缘处设有强冷风扇；对流冷却装置包括冷却室、制冷器、弯曲冷却管和油泵，冷却室内设有制冷器，冷却室上表面设有油泵，油泵下方与冷却室内的弯曲冷却管连接，弯曲冷却管下端穿过冷却室底面，连接外部的油液回输管；本设备能够根据温度分级对变压箱进行降温，不仅降温效果好，而且节能环保，具有显著的经济效益。

Description

高效散热的油浸式变压器设备

技术领域

本实用新型属于电力设备技术领域，尤其涉及一种散热效果好的箱式变压设备。

背景技术

随着经济的快速发展，对电力的需求越来越大，油浸式变压器作为一种通用的变压器，其在工矿企业与民用建筑供配电系统中的重要地位已经不言而喻。影响油浸式变压器正常工作的因素当中，发热的影响不可忽视，发热时一种常见的现象，但是其对油浸式变压器具有极大的损坏性，而且发热对油浸式变压器的影响是不可能完全杜绝的，因此只有采取有效的散热措施，才能把损失降到最低。

目前国内外油浸式变压器的散热方法主要有辐射散热和对流散热这两种方式，辐射散热即在变压箱体上加装散热片，依靠散热片向空气中辐射热量来进行散热，这种方式最大的缺点在于其散热效率很低，而对流散热主要有自然油循环自冷散热法或自然油循环风冷散热法，这两种方法是依靠变压箱体内的油形成对流对绕组线圈和铁芯进行降温的，只适用于中小型变压器，对于大型变压器而言，当变压器本体处于持续高温状态时，箱体内的油液也会持续升温，最终油液将无法对线圈和铁芯进行冷却，同时高温状态下的油液也十分危险，一旦在变压器附近有明火，变压器及箱内的油液有发生火灾的危险。

实用新型内容

本实用新型提供一种综合了辐射散热和对流散热的油浸式变压箱设备，在现有技术的基础上，本设备对辐射散热装置进行了改造，同时用箱外冷却油液，冷油液重新注入箱内的方式，提供了一种更为主动有效的对流散热形式，本实用新型的技术方案如下：

高效散热的油浸式变压器设备，包括变压箱、辐射冷却装置和对流冷却装置，所述变压箱包括壳体、箱盖和底座，箱盖可拆卸的连接在壳体上端，壳体连接在底座中部，所述辐射冷却装置包括散热片、水管、喷头和强冷风扇，多个散热片固定连接在壳体外侧面上，多个散热片之间呈一定间隔平行设置，壳体侧壁上端绕壳体设有一圈水管，水管下侧壁上间隔设有多个喷头，所述喷头对着下方的散热片，在底座的边缘处正对散热片的位置设有强冷风扇；所述对流冷却装置设置在与变压器相邻处，包括冷却室、制冷器、弯曲冷却管和油泵，冷却室内设有制冷器，冷却室上表面设有一个油泵，油泵下方与冷却室内的弯曲冷却管连接，弯曲冷却管下端穿过冷却室底面，连接外部的油液回输管，连接处设有阀门。

为了准确掌握变压箱内油液的温度情况，进一步的方案是：所述壳体上部的内壁上设有一个温度传感器，壳体内底部设有密封注油口，油液回输管通过密封注油口与壳体底部贯通连接。

进一步的方案是：所述箱盖上设置有接线端子、抽油端口、抽油管和处理器，抽油端口贯通箱盖设置，所述抽油管一端穿过抽油端口伸入壳体中，没入壳体上层的油液中，另一端连接油泵，所述处理器接收来自温度传感器的信息，并控制辐射冷却装置和对流冷却装置的运行。

在箱盖上设置抽油端口和抽油管是为了抽出壳体内上层的高温油液，在变压箱外对高温油液进行降温冷却后，再从壳体底部注入冷却后的油液，达到对壳体内油液进行降温的目的，同时从上抽取，从下注入油液的方式也能使壳体内的油液形成对流，有利于油液的降温。

为了既能稳固的将变压箱和冷却室安装在底盘上，又能同时向变压箱底部通入管道，以便回输冷却后的油液，进一步的方案是：所述底座为矩形框围成的矩形框架，矩形框架内设有多个用于支撑和安装壳体的支撑框条，支撑框条之间设有供管道穿过的镂空部。

进一步的方案是：所述变压箱内设有变压元件，变压元件包括绕组线圈和铁芯。

进一步的方案是：所述弯曲冷却管为金属材质制成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用了三个层次的散热降温方案按照发热情况逐级对变压器进行适应性降温，三个层次按降温强度分别是散热片辐射降温、散热片叠加喷雾及强冷风扇降温以及对流降温。

散热片成组连接在变压器箱体上，轻微的发热只需要依靠散热片将热量辐射到空气中就能达到对设备降温散热的目的；发热升级时，打开喷头对着散热片喷雾，同时强冷风扇直吹散热片，使效率较低的自冷式散热片的散热效率得到显著的提升；当依靠辐射冷却装置依然无法满足设备的降温需求时，对流冷却装置能将高温油液抽出，在箱外进行高效率的冷却，迅速冷却后的油液重新回输至变压箱中，达到对箱内油液的降温目的。

本实用新型使用了温度传感器实施测温，利用处理器进行信息传递，根据温度及时调整降温方案，节能效果更好，经济效益显著。

附图说明

图1 为本实用新型本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型中对流冷却装置运行结构示意图；

图3为本实用新型中变压箱内部结构示意图；

图4为本实用新型中底座的俯视图；

图中标记为：变压箱1、客体11、温度传感器111、密封注油口112、箱盖12、接线端子121、抽油端口122、抽油管123、处理器124、底座13、底座框架131、支撑框条132、辐射冷却装置2、散热片21、水管22、喷头23、强冷风扇24、对流冷却装置3、冷却室31、制冷器32、弯曲冷却管33、油泵34、油液回输管35、阀门36、变压元件4、绕组线圈41、铁芯42。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的描述。

高效散热的油浸式变压器设备，包括变压箱1，设置在变压箱内的变压元件4，以及设置在变压箱外的辐射冷却装置2和对流冷却装置3。

如图1所示，所述变压箱1包括矩形结构的壳体11、箱盖12和底座13，箱盖12可拆卸的连接在壳体11上端，壳体11连接在底座13上的中央位置，所述底座13包括矩形框围成的矩形底座框架131，矩形框架内设有两条交叉的支撑框条132，用于支撑和安装壳体11，底座框架131内还上设有供管道穿过的镂空部；所述壳体11上部的内壁上设有一个温度传感器111，壳体11内底部设有密封注油口112，通过密封注油口112能够从壳体11底部向变压箱1内注入油液；变压元件4设置在壳体11内，包括铁芯42和缠绕在铁芯42上的绕组线圈41； 所述箱盖12上设置有接线端子121、抽油端口122、抽油管123和处理器124，所述接线端子121用以接入外部的电缆，抽油端口122贯通箱盖12设置，所述抽油管123一端穿过抽油端口122伸入壳体11内，抽出壳体11内上层的高温油液；处理器124接收来自温度传感器111的信息，通过分析接收到的温度信息控制所述辐射冷却装置2和对流冷却装置3的运转。

所述辐射冷却装置2包括散热片组、水管22、喷头23和强冷风扇24，四个散热片组分别固定连接在壳体11的四个侧面上，所述每个散热片组包括多个平行设置的散热片21，壳体11侧壁上端绕矩形壳体设有一圈水管22，水管22下侧壁上间隔设有多个喷头23，所述喷头23对着下方的散热片21，高压水流通入水管22内，经过各个喷头23形成喷雾喷在散热片21上，能够对散热片21进行降温；在底座框架131的上表面设有强冷风扇24，强冷风扇24正对着散热片21，喷雾的同时开启强冷风扇24对喷湿的散热片21进行进一步降温，在喷雾和强冷风扇24的双重降温作用下，散热片21的散热效率得到显著提高。

如图2所示，所述对流冷却装置3包括冷却室31、制冷器32、弯曲冷却管33和油泵34，每两个相邻的散热片组21之间设有一个冷却室31，所述冷却室31近似于横截面为扇形的柱体，其高度小于变压箱1的高度，冷却室31可拆卸的连接在底座13的支撑框条132上；所述冷却室31上表面设有一个油泵34，油泵34与箱盖12上的抽油管123连接，油泵34下方与冷却室31内的弯曲冷却管33连接，弯曲冷却管33为导热效果好的金属管道，弯曲冷却管33设置成弯曲向下的形状以达到冷却管外表面充分接触冷却室内空气的目的，弯曲冷却管33下端穿过冷却室31底面，连接外部的油液回输管35，连接处设有阀门36，油液回输管35穿过底座13上的镂空部与壳体11底部的密封注油口112连接；所述制冷器32设置在冷却室31内，通过制冷器32能对冷却室31内的空气进行制冷。

本实用新型的使用过程如下：变压元件4浸没在壳体11内的油液中，变压元件4工作产生高温传递到油液中，油液持续升温，壳体11内的温度传感器111把感应到的温度数据传递给处理器124，当达到一定温度时，处理器124传递信号给高压水管22输入端阀门和强冷风扇24开关，高压水流流入水管22，并经喷头形成喷雾喷射在散热片21上，同时强冷风扇24开启，向布满细小水珠的散热片21吹风，使散热片21更高效的向外辐射热量；此时如果温度传感器111监测到的油液温度恒定，则仅使用辐射散热装置2就能够达到设备的降温要求，如果温度传感器111监测到油液温度依然在上升，则处理器124将信号传递给对流冷却装置3，制冷器32开启，开始对冷却室31内的空气进行降温制冷，当冷却室31内温度降至一定温度时油泵34抽取壳体11内上层的高温油液，高温油液经抽油管123进入冷却室内的弯曲冷却管33，油液在弯曲冷却管33内向下流动持续降温，直至从冷却室31底部排出，冷却的油液经过油液回输管35再次从壳体11底部注入变压箱1内，变压箱1内的油液温度下降；壳体11内温度下降到一个温度范围内时，处理器124再次传递信号给对流冷却装置3，对流冷却装置3关闭，辐射冷却装置2继续工作，壳体内温度再次下降至更低时，处理器124关闭辐射冷却装置2，仅依靠散热片21进行散热即能满足散热要求。

以上所述，仅为本实用新型较佳的几个实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化和替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.高效散热的油浸式变压器设备，其特征在于：包括变压箱、辐射冷却装置和对流冷却装置，所述变压箱包括壳体、箱盖和底座，箱盖可拆卸的连接在壳体上端，壳体连接在底座中部，所述辐射冷却装置包括散热片、水管、喷头和强冷风扇，多个散热片固定连接在壳体外侧面上，多个散热片之间呈一定间隔平行设置，壳体侧壁上端绕壳体设有一圈水管，水管下侧壁上间隔设有多个喷头，所述喷头对着下方的散热片，在底座的边缘处正对散热片的位置设有强冷风扇；所述对流冷却装置设置在与变压器相邻处，包括冷却室、制冷器、弯曲冷却管和油泵，冷却室内设有制冷器，冷却室上表面设有一个油泵，油泵下方与冷却室内的弯曲冷却管连接，弯曲冷却管下端穿过冷却室底面，连接外部的油液回输管，连接处设有阀门。

2.根据权利要求1所述的高效散热的油浸式变压器设备，其特征在于：所述壳体上部的内壁上设有一个温度传感器，壳体内底部设有密封注油口，油液回输管通过密封注油口与壳体底部贯通连接。

3.根据权利要求1所述的高效散热的油浸式变压器设备，其特征在于：所述箱盖上设置有接线端子、抽油端口、抽油管和处理器，抽油端口贯通箱盖设置，所述抽油管一端穿过抽油端口伸入壳体中，没入壳体上层的油液中，另一端连接油泵，所述处理器接收来自温度传感器的信息，并控制辐射冷却装置和对流冷却装置的运行。

4.根据权利要求1所述的高效散热的油浸式变压器设备，其特征在于：所述底座为矩形框围成的矩形框架，矩形框架内设有多个用于支撑和安装壳体的支撑框条，支撑框条之间设有供管道穿过的镂空部。

5.根据权利要求1所述的高效散热的油浸式变压器设备，其特征在于：所述变压箱内设有变压元件，变压元件包括绕组线圈和铁芯。

6.根据权利要求1所述的高效散热的油浸式变压器设备，其特征在于：所述弯曲冷却管为金属材质制成。

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