TWI442421B - 變壓器結構 - Google Patents

Description

變壓器結構

本發明係關於一種變壓器結構，尤指一種適用於大電流例如工業煉鋼爐之變壓器結構。

製鋼工業中，爐用變壓器是主要電器設備之一，而工業上煉鋼爐之變壓器與一般電力變壓器不同在於二次側電流大、電壓低，故需採用能承載大電流之組件。

爐用變壓器在二次側(低壓側)之銅板套管因所轉換之電流較大，需慎選適當規格者。依據一般物理，若長度一定，則當所承載電流越大，所需銅板套管要越厚。由於大電流通過銅板套管時會產生熱量，持續一段時間溫度會變很高，但針對銅板套管，習知技術皆未特別設置冷卻機構，而是單純藉由空氣來冷卻之，如此散熱效果差、損失頗大。

發明人緣因於此，本於積極發明之精神，亟思一種可以改善上述問題之變壓器結構，幾經研究實驗終至完成此項嘉惠世人之本發明。

本發明之主要目的係在提供一種大電流變壓器結構，俾能減少板套管材料用量、降低裝置成本。

為達成上述目的，本發明之變壓器結構包括一變壓器箱體、一絕緣座體、複數板套管、及複數冷卻流體管。上述變壓器箱體之內容設有一低壓側組件，絕緣座體是組設於變壓器箱體之表面。

上述板套管穿過絕緣座體並固定於其上，每一板套管包括有一內接續部、及一外露部，內接續部位於變壓器箱體內部並電性連接於低壓側組件，外露部位於變壓器箱體外部。

上述每一冷卻流體管包括有供冷卻流體通行之一流體通道、及一傳熱面，傳熱面是貼觸在對應之板套管之外露部，且相鄰冷卻流體管間係透過一絕緣連接管相連通。

藉由上述結構，板套管在大電流通過期間因可同時透過冷卻流體管內冷卻流體之輔助散熱，故提高了板套管的電流密度，也就是可以減少板套管厚度、降低材料使用量。

每一冷卻流體管可包括一管體、與一固定板，流體通道即貫設於管體，管體焊接於固定板，傳熱面即位於固定板一側，固定板鎖附於對應之板套管。

每一板套管可更包括一固定凸緣，以鎖附方式固定於絕緣座體。變壓器結構可更包括一壓條係與上述固定凸緣一同鎖附於絕緣座體，並一同包夾絕緣座體。

上述絕緣連接管可為具有撓性之一軟管。上述絕緣座體可為玻璃纖維材質。上述板套管可為銅材質，上述冷卻流體管亦可為銅材質。

參考圖1，圖中所示為一爐用變壓器，其主要包括變壓器箱體10、內部組件、及外部組件。內部組件包括低壓側繞組11、高壓側繞組12，外部組件區分為低壓側組件與高壓側組件，其中低壓側繞組11電性連接於低壓側組件之板套管22(繪於圖2)。實施例中各板套管是採用一般常見之銅材質板套管。

參考圖2與圖3，為爐用變壓器低壓側外部組件分解圖、及其組裝圖。詳細而言，低壓側板套管22相關部件還包括絕緣座體21、及冷卻流體管23。絕緣座體21在變壓器箱體10是固定表面上，其上並開設有多個穿出槽211(圖中數量為四)。對應數量之板套管22穿過穿出槽211並固定在絕緣座體21上。

板套管22包括有一內接續部221、一外露部222、及一固定凸緣223，板套管22是從絕緣座體21底部向上組裝，使外露部222露出於板套管22頂面側、內接續部221位於板套管22底面側，而固定凸緣223抵頂於板套管22底面。

每一板套管22並以其固定凸緣223配合二壓條25而將絕緣座體21包夾，再以螺栓鎖附方式使板套管22確實固定在絕緣座體21。

完成組裝之後，內接續部221位於變壓器箱體10內部，並電性連接於低壓側組件11，外露部222則位於變壓器箱體10外部。

冷卻流體管23數量是對應於板套管22數量。每一冷卻流體管23由一管體231、與一固定板233構成，管體231貫設有供冷卻流體例如水通行之一流體通道232，固定板233上包括有一傳熱面234。管體231是焊接於固定板233，而固定板233是以M12六角螺栓鎖附在板套管22之外露部222，且當固定板233鎖附完成時，傳熱面234會貼觸在板套管22之外露部222。此外，相鄰冷卻流體管間是透過一絕緣連接管24相連通，以構成單一冷卻流體通路、並使各板套管22間不電性連接。

本實施例中，絕緣連接管24使用一具有可撓特性之軟管，絕緣座體21與壓條同為玻璃纖維材質，冷卻流體管23與板套管22同為銅材質。特別地，使絕緣連接管24於連接時呈圓弧狀，可提供更為順暢之冷卻流體流動路徑。

當變壓器有大電流通過時，從圖4中最右邊冷卻流體管之端口(入口P1)注入冷卻流體，使其流動經過完整之通路最後從圖4中最左邊冷卻流體管之端口(出口P2)流出。因此，藉由流體為冷卻媒介將使變壓器板套管溫度保持在一定的低溫，以承載更大電流、或減少板套管厚度需求。

入口P1與出口P2可以是連通至同一冷卻循環系統，也可以是入口P1連通至一冷卻流體供應源、而出口P2連通至一冷卻流體排放區。

經實際驗證，利用本發明在固定電流下，板套管所需厚度可大幅減少至三分之一。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

10．．．變壓器箱體

11．．．低壓側繞組

12．．．高壓側繞組

21．．．絕緣座體

211．．．穿出槽

22．．．板套管

221．．．內接續部

222．．．外露部

223．．．固定凸緣

23．．．冷卻流體管

231．．．管體

232．．．流體通道

233．．．固定板

234．．．傳熱面

24．．．絕緣連接管

25．．．壓條

P1．．．入口

P2．．．出口

圖1係本發明一較佳實施例之爐用變壓器示意圖。

圖2係本發明一較佳實施例之爐用變壓器低壓側外部組件分解圖。

圖3係圖2組件之組裝圖。

圖4係圖3之上視圖。

21．．．絕緣座體

221．．．內接續部

222．．．外露部

231．．．管體

233．．．固定板

24．．．絕緣連接管

25．．．壓條

Claims (7)

1. 一種變壓器結構，包括：一變壓器箱體，其內容設有一低壓側組件；一絕緣座體，組設於該變壓器箱體之表面；複數板套管，穿過並固定在該絕緣座體上，每一板套管包括有一內接續部、及一外露部，該內接續部位於該變壓器箱體內部並電性連接於該低壓側組件，該外露部位於該變壓器箱體外部；以及複數冷卻流體管，每一冷卻流體管包括有供冷卻流體通行之一流體通道、一管體、一固定板、及一傳熱面，該流體通道貫設於該管體，該管體焊接於該固定板，該傳熱面位於該固定板一側，該固定板鎖附於對應之板套管，每一傳熱面貼觸在對應之板套管之外露部，相鄰冷卻流體管間係透過一絕緣連接管相連通。
2. 如申請專利範圍第1項所述之變壓器結構，其中，該絕緣連接管為一軟管。
3. 如申請專利範圍第1項所述之變壓器結構，其中，該絕緣座體為玻璃纖維材質。
4. 如申請專利範圍第1項所述之變壓器結構，其中，該複數冷卻流體管為銅材質。
5. 如申請專利範圍第1項所述之變壓器結構，其中，該複數板套管為銅材質。
6. 如申請專利範圍第1項所述之變壓器結構，其中，每一板套管更包括一固定凸緣係鎖附於該絕緣座體。
7. 如申請專利範圍第6項所述之變壓器結構，更包括一壓條係鎖附於該絕緣座體，並與該固定凸緣一同包夾該絕緣座體。