CN220569514U - 一种具有自循环式散热降温装置的电抗器及供电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有自循环式散热降温装置的电抗器及供电系统，包括壳体，其设置有内部的腔体并填充有绝缘液体；绕线组，其设置于腔体中；散热组件，其包括热交换装置、第一导流管和第二导流管，第一导流管的一端连接热交换装置的输入端，另一端连通腔体，第二导流管的一端连接热交换装置的输出端，另一端连通腔体。本电抗器利用其内部的温度变化导致的压强变化来驱动其内部的绝缘液体循环流动，绝缘液体从电抗器的内部运动至外部的热交换装置处进行热交换后流回壳体中形成散热循环，不仅能够将热量快速导出，且无需使用外部的冷却液循环驱动设备就可以实现散热循环，使用的成本低，同时整个电抗器的结构简单，安装及维护方便，适于实用。

Description

一种具有自循环式散热降温装置的电抗器及供电系统

技术领域

本实用新型涉及电抗器技术领域，尤其是指一种具有自循环式散热降温装置的电抗器及供电系统。

背景技术

在新能源发电、储能、电源、变频器等领域，电力电子设备内部都会用电抗器进行滤波或储能，电抗器在使用的过程中会因为电流的热效应而发热，如果不能将电抗器内部的热量及时散发出去，将会影响整个系统运行的可靠性。

常见的散热方式主要有自然冷却、风冷和水冷三种，其中，水冷散热因其散热效果较好而被越来越多地应用于各种散热场景中；应用水冷散热方式或结构的电抗器的生产工艺难度大，水冷散热结构的水管需要穿过电抗器，会对电抗器的整体结构产生一定的影响，且需要增加外部的冷却水驱动循环设备形成散热循环，生产成本较高。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中应用水冷散热方式或结构的电抗器的生产工艺难度大，水冷散热结构的水管需要穿过电抗器，会对电抗器的整体结构产生一定的影响，且需要增加外部的冷却水驱动循环设备形成散热循环，生产成本较高的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种具有自循环式散热降温装置的电抗器，包括，

壳体，所述壳体包括主体、顶盖和底座，所述主体为两端开口的筒状结构，所述顶盖和所述底座分别设置于所述主体的两个开口处形成内部的腔体，且所述腔体中填充有绝缘液体；

绕线组，所述绕线组设置于所述腔体中；

散热组件，所述散热组件包括热交换装置、第一导流管和第二导流管，所述热交换装置设置于所述壳体的外侧，所述第一导流管的一端连接所述热交换装置的输入端，所述第一导流管的另一端在靠近所述顶盖的一端连通所述腔体，所述第二导流管的一端连接所述热交换装置的输出端，所述第二导流管的另一端在靠近所述底座的一端连通所述腔体。

在本实用新型的一个实施例中，所述顶盖朝向所述腔体的一面上设置有气囊。

在本实用新型的一个实施例中，所述绕线组的一端连接所述底座，所述绕线组的另一端延伸向所述顶盖并与所述顶盖之间具有间隙。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一导流管靠近所述顶盖的一端在所述间隙的位置连通所述腔体。

在本实用新型的一个实施例中，所述热交换装置包括框架和散热管，所述框架为矩形框架，所述框架任意相对的两个侧面之间连接有多个相互平行的散热板，所述散热管依次垂直贯穿所述散热板。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一导流管和所述第二导流管上均设置有单向阀。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一导流管与所述热交换装置的输入端之间连接有变截面导管。

在本实用新型的一个实施例中，所述主体的侧面上分别开设有供所述第一导流管和所述第二导流管穿过的通孔，且所述第一导流管和所述第二导流管与所述通孔之间均设置有密封件。

在本实用新型的一个实施例中，所述绝缘液体为绝缘油。

一种供电系统，包括如上述任意一项所述的电抗器。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本实用新型所述的一种具有自循环式散热降温装置的电抗器及供电系统，电抗器包括壳体、绕线组和散热组件；壳体包括内部的腔体，且腔体中填充有绝缘液体；绕线组设置于腔体中；散热组件包括热交换装置、第一导流管和第二导流管，热交换装置设置于壳体的外侧，第一导流管的一端连接热交换装置的输入端，第一导流管的另一端连通腔体，第二导流管的一端连接热交换装置的输出端，第二导流管的另一端连通腔体；电抗器运行的过程中，浸泡在绝缘液体中的绕线组会产生热量，绝缘液体在吸收这些热量后温度升高，同时腔体中的压强也随之升高，在内部压强的作用下，高温的绝缘液体进入第一导流管中并在流经热交换装置时进行热量的交换，绝缘液体的温度降低并通过第二导流管流回至腔体中形成循环；本实用新型的电抗器，利用其内部温度的变化导致的压强变化来驱动其壳体中的绝缘液体循环流动，高温的绝缘液体从电抗器的内部运动至外部的热交换装置处进行热交换后流回壳体中形成散热循环，不仅能够将电抗器内部的热量快速导出，且无需设置外部的冷却液驱动循环设备就可以实现散热循环，使用的成本低，同时整个电抗器的结构简单，安装及维护方便，适于实用。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1是本实用新型优选实施例的具有自循环式散热降温装置的电抗器的立体图；

图2是本实用新型优选实施例的具有自循环式散热降温装置的电抗器的剖面图；

图3是本实用新型优选实施例的具有自循环式散热降温装置的电抗器的散热组件的结构示意图；

图4是本实用新型的实施例二的具有自循环式散热降温装置的电抗器的散热组件的不同结构形式的示意图。

说明书附图标记说明：1、壳体；11、主体；12、顶盖；13、底座；14、气囊；2、绕线组；3、散热组件；31、热交换装置；311、框架；312、散热管；313、散热板；314、支撑架；32、第一导流管；33、第二导流管；34、单向阀；35、变截面导管；36、出油孔；37、回油口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

实施例一

参照图1-图3所示，本实用新型的一种具有自循环式散热降温装置的电抗器，包括

壳体1，壳体1包括主体11、顶盖12和底座13，主体11为两端开口的筒状结构，顶盖12和底座13分别设置于主体11的两个开口处形成内部的腔体，且腔体中填充有绝缘液体；

绕线组2，绕线组2设置于腔体中；

散热组件3，散热组件3包括热交换装置31、第一导流管32和第二导流管33，热交换装置31设置于壳体1的外侧，第一导流管32的一端连接热交换装置31的输入端，第一导流管32的另一端在靠近顶盖12的一端连通腔体，第二导流管33的一端连接热交换装置31的输出端，第二导流管33的另一端在靠近底座13的一端连通腔体。

具体的，主体11为两端开口的筒状结构，顶盖12和底座13分别对主体11的两个开口进行封闭形成具有内部的腔体的壳体1，腔体中填充有绝缘液体；绕线组2设置于腔体中，且绕线组2的一端与底座13相连，另一端与顶盖12之间具有一定的间隙；第一导流管32的一端贯穿主体11的侧面伸入间隙中与腔体连通，第一导流管32的另一端连接热交换装置31的输入端，第二导流管33的一端在主体11侧面上靠近底座13的位置贯穿主体11与腔体连通，第二导流管33的另一端连接热交换装置31的输出端。

工作原理：电抗器运行的过程中，浸泡在绝缘液体中的绕线组2会产生热量，绝缘液体在吸收这些热量后温度升高，同时腔体中的压强也随之升高，在内部压强的作用下，高温的绝缘液体进入第一导流管32中并在流经热交换装置31时进行热量的交换，绝缘液体的温度降低并通过第二导流管33流回至腔体中形成循环。

本实用新型的电抗器，利用其内部温度的变化导致的压强变化来驱动其壳体1中的绝缘液体循环流动，高温的绝缘液体从电抗器的内部运动至外部的热交换装置31处进行热交换后流回壳体1中形成散热循环，不仅能够将电抗器内部的热量快速导出，且无需设置外部的冷却液驱动循环设备就可以实现散热循环，使用的成本低，同时整个电抗器的结构简单，安装及维护方便，适于实用。

参照图2所示，进一步的，顶盖12朝向腔体的一面上设置有气囊14。具体的，当腔体中的压强升高时，设置在顶盖12上的气囊14可以发生一定程度的形变，能够提供一定的缓冲空间，可以避免腔体中的压强升高导致的壳体1形变，保证电抗器运行过程的稳定性和安全性。

进一步的，绕线组2的一端连接底座13，绕线组2的另一端延伸向顶盖12并与顶盖12之间具有间隙。

进一步的，第一导流管32靠近顶盖12的一端在间隙的位置连通腔体。可以想到的是，电抗器工作的过程中，电抗器内部的温度从底座13向顶盖12的方向逐渐升高，位于间隙位置的绝缘液体的温度是比较高的，并且间隙区域的压强也是比较高的，设置第一导流管32的一端在间隙的位置连通腔体，同时设置第二导流管33的一端在绝缘液体的温度相对较低的一端连通腔体，即使得高温的绝缘液体的输出端在高压区，降温后的绝缘液体的回流端在低压区，有利于绝缘液体形成散热循环。

参照图3所示，进一步的，热交换装置31包括框架311和散热管312，框架311为矩形框架，框架311任意相对的两个侧面之间连接有多个相互平行的散热板313，散热管312依次垂直贯穿散热板313。具体的，框架311竖直设置在支撑架314上，框架311的两个竖直的框边之间连接有多个水平的散热板313，多个散热板313在竖直方向上间隔均匀地排布，散热管312从框架311的顶部竖直穿下并依次贯穿散热板313，且在贯穿最底部的一个散热板313后向上弯折并依次贯穿散热板313，以此反复；可以想到的是，多次贯穿散热板313并与散热板313接触的散热管312，可以将位于其中的绝缘液体的热量快速传导至散热板313上，实现对电抗器的快速散热。更优的，可以在散热板313的一侧设置风扇，辅助散热板313进行快速散热。

进一步的，第一导流管32和第二导流管33上均设置有单向阀34。在第一导流管32和第二导流管33上设置流向相同的单向阀34，使得在电抗器内部压力的作用下流动的绝缘液体可以形成单向稳定的流动循环，有利于电抗器的快速散热。

进一步的，第一导流管32与热交换装置31的输入端之间连接有变截面导管35。可以想到的是，变截面导管35可以增大绝缘液体的压强并增强其流动性，使绝缘液体有足够的流动性形成散热循环，保证散热过程的顺利进行。更优的，可以在变截面导管35中同轴设置一个可以转动的叶轮，叶轮能够在设备的运行过程中提供使绝缘液体形成散热循环的辅助动力。

进一步的，主体11的侧面上分别开设有供第一导流管32和第二导流管33穿过的通孔，且第一导流管32和第二导流管33与通孔之间均设置有密封件。

进一步的，绝缘液体为绝缘油。

实施例二

参照图4所示，在实施例一的基础上，可以在第一导流管32和第二导流管33均背离散热管312的一端之间设置连接管，使得第一导流管32、散热管312、第二导流管33和连接管组成环形的循环管路，在循环管路靠近顶盖的区段上设置出油孔36，在循环管路靠近底座的区段上设置回油口37，使电抗器内部的绝缘油在循环管路中形成循环；同时可以在循环管路的内部设置沿其长度方向延伸的环形的密闭通路，并且在密闭通路中设置易挥发或易升华的液体物质，这样，当电抗器内部的温度升高时，密闭通路中的物质受热挥发或升华将电抗器内部的热量沿着循环管路快速带至外部的热交换装置31处进行散热，并且在温度降低后恢复为液态流回初始位置形成循环，持续辅助电抗器散热。

实施例三

本实用新型还公开了一种供电系统，包括如实施例一的电抗器。本实用新型的电抗器可以应用于多种用电设备和供电系统中。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。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变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种具有自循环式散热降温装置的电抗器，其特征在于：包括，

壳体，所述壳体包括主体、顶盖和底座，所述主体为两端开口的筒状结构，所述顶盖和所述底座分别设置于所述主体的两个开口处形成内部的腔体，且所述腔体中填充有绝缘液体；

绕线组，所述绕线组设置于所述腔体中；

散热组件，所述散热组件包括热交换装置、第一导流管和第二导流管，所述热交换装置设置于所述壳体的外侧，所述第一导流管的一端连接所述热交换装置的输入端，所述第一导流管的另一端在靠近所述顶盖的一端连通所述腔体，所述第二导流管的一端连接所述热交换装置的输出端，所述第二导流管的另一端在靠近所述底座的一端连通所述腔体。

2.根据权利要求1所述的具有自循环式散热降温装置的电抗器，其特征在于：所述顶盖朝向所述腔体的一面上设置有气囊。

3.根据权利要求1所述的具有自循环式散热降温装置的电抗器，其特征在于：所述绕线组的一端连接所述底座，所述绕线组的另一端延伸向所述顶盖并与所述顶盖之间具有间隙。

4.根据权利要求3所述的具有自循环式散热降温装置的电抗器，其特征在于：所述第一导流管靠近所述顶盖的一端在所述间隙的位置连通所述腔体。

5.根据权利要求1所述的具有自循环式散热降温装置的电抗器，其特征在于：所述热交换装置包括框架和散热管，所述框架为矩形框架，所述框架任意相对的两个侧面之间连接有多个相互平行的散热板，所述散热管依次垂直贯穿所述散热板。

6.根据权利要求5所述的具有自循环式散热降温装置的电抗器，其特征在于：所述第一导流管和所述第二导流管上均设置有单向阀。

7.根据权利要求6所述的具有自循环式散热降温装置的电抗器，其特征在于：所述第一导流管与所述热交换装置的输入端之间连接有变截面导管。

8.根据权利要求1所述的具有自循环式散热降温装置的电抗器，其特征在于：所述主体的侧面上分别开设有供所述第一导流管和所述第二导流管穿过的通孔，且所述第一导流管和所述第二导流管与所述通孔之间均设置有密封件。

9.根据权利要求1所述的具有自循环式散热降温装置的电抗器，其特征在于：所述绝缘液体为绝缘油。

10.一种供电系统，其特征在于：包括如权利要求1-9任意一项所述的电抗器。