CN102696082B - 具有隔板的变压器及其冷却方法 - Google Patents

Abstract

一种变压器包括：封壳(10)；布置在封壳内的磁芯组件，该磁芯组件具有第一芯柱、第二芯柱和第三芯柱；包括第一线圈组件(30)和第二线圈组件(40)和第三线圈组件(50)的三个线圈组件(30, 40, 50)。第一线圈组件(30)以同轴的方式围绕第一芯柱而设置，并且位于第一芯柱和第一线圈组件之间的沿轴向延伸的第一内部管道(38)沿径向把它们隔开。第一线圈组件具有第一最外部线圈。第二线圈组件(40)以同轴的方式围绕第二芯柱而设置，并且位于第二芯柱和第二线圈组件之间的沿轴向延伸的第二内部管道(48)沿径向把它们隔开。第三线圈组件(50)以同轴的方式围绕第三芯柱而设置，并且位于第三芯柱和第三线圈组件之间的沿轴向延伸的第三内部管道(58)沿径向把它们隔开。至少一个隔板(62, 64)布置在封壳(10)内，隔板(62, 64)基本密封到第一最外部线圈上，并且布置成引导冷却流体串行地通过第一内部管道(38)，通过第二内部管道(48)，通过第三内部管道(58)以及沿着第三最外部线圈、第二最外部线圈和第一最外部线圈的外部通过额外的线圈容积。

Description

具有隔板的变压器及其冷却方法

技术领域

本发明的各方面涉及变压器，尤其涉及具有封壳的变压器，并且更具体而言，涉及进一步具有磁芯组件和布置在其中的至少两个线圈组件的变压器。另外的方面涉及用于冷却这种变压器的方法。

背景技术

随着时间的过去，变压器已经变得越来越强大，并且能够转换越来越高的电压、电流和功率。这样的变压器(尤其是干式变压器)的重要限制是它们的冷却。如果冷却不充分，则变压器的一些部件可过热。热的产生和冷却两者大体上不均一地分布在变压器中，而且在变压器中因此可存在一些局部过热的部分(热点)。这种局部过热可急剧地降低变压器的寿命和可靠性。

因此，使用用于冷却变压器的各种冷却方案。例如，US 2751562描述了具有空气冷却的干型变压器。变压器包括从变压器壳体的内表面延伸到变压器的绕组的外周边附近的挡板部件，其中，在绕组部件的外周边和挡板部件的邻近的边缘之间有空间。

WO 02082478描述了一种液体冷却式和浸液式单相变压器，其封闭在罐中，并且使用管道***来引导冷却液体并行地通过分别包围第一芯柱和第二芯柱的绕组的圆柱形室。

GB 691849描述了一种液体冷却式变压器，其封闭在罐中，并且冷却液体在罐中通过两个线圈组件中的各个的流体管道从罐的侧壁的底部上的入口并行地引导到罐的侧壁的顶部上的出口。提供具有孔口的隔板，从而迫使冷却液体通过孔口而进入到磁芯支腿的外表面和承载变压器线圈的邻近的圆柱体之间的空间中。

US 2388565描述了一种布置在罐中、具有串行冷却循环的油浸式变压器，通过第一线圈组件和第二线圈组件的内部管道来提供该冷却循环。油从底侧上的进口端口循环通过第一线圈组件的多个管道，并且传送出来而沿着第一线圈组件和第二线圈组件的外部进入到隔室中。然后，油从隔室循环到第二线圈组件的多个管道中，并且通过出口开口经由第二线圈组件下面的底侧上的单独的室传送出来。

US 2615075描述了一种在变压器的外部设有呈散热器的形式的冷却器的油浸式变压器。油通过流体管道从罐的底侧循环到顶侧，流体管道在磁芯和周围的线圈之间形成。

例如在DE 909122、DE 1563160、US 2927736和US 2459322中描述了具有那种类别的冷却手段的其它变压器。

但是，关于以上变压器，冷却效率存在有待改进的空间。

发明内容

考虑到上述，提供一种根据权利要求1的变压器和根据权利要求13的方法。根据从属权利要求、描述和附图，可与本文描述的实施例结合的另外的优点、特征、方面和细节是明显的。

根据第一方面，一种变压器包括：封壳；布置在封壳内的磁芯组件，磁芯组件具有至少第一芯柱；第一线圈组件，其以同轴的方式围绕第一芯柱而设置，并且位于第一芯柱和第一线圈组件之间的沿轴向延伸的第一内部流体管道沿径向将第一线圈组件和第一芯柱隔开，第一线圈组件具有第一最外部线圈；以及布置在封壳内的至少一个隔板，隔板基本密封到第一最外部线圈上。

磁芯组件可进一步包括第二芯柱，并且变压器也可包括具有第二最外部线圈的第二线圈组件。第二线圈组件可以同轴的方式围绕第二芯柱而设置，并且位于第二芯柱和第二线圈组件之间的沿轴向延伸的第二内部流体管道沿径向将第二线圈组件和第二芯柱隔开。该至少一个隔板可基本密封到第二最外部线圈上，并且也优选地密封到第三线圈组件的最外部线圈上，如果存在的话，以及/或者可能也密封到芯组件的至少一个部分上。该至少一个隔板可布置成引导冷却流体串行地或并行地通过第一内部流体管道，以及通过第二内部流体管道。

根据另一方面，一种变压器包括：封壳；布置在封壳内的磁芯组件，磁芯组件具有布置在封壳内的至少第一芯柱；第一线圈组件，其以同轴的方式围绕第一芯柱而设置，并且位于之间第一芯柱和第一线圈组件的沿轴向延伸的第一内部流体管道沿径向将第一线圈组件和第一芯柱隔开，第一线圈组件具有第一最外部线圈；布置在封壳内的至少一个隔板，其用于引导冷却流体通过第一内部流体管道，以及之后经过第一最外部线圈。冷却流体在流过第一内部流体管道之后不需要直接流经第一最外部线圈，即它们之间可存在一些流。另一方面，本文描述的流应当在一个单冷却循环内，即在使冷却流体循环的情况下，例如，在本文描述的两个步骤之间，流体可不相继地在热交换器中被再冷却。

第一芯柱和第二芯柱可平行于彼此。另外，至少一个隔板可布置成引导冷却流体以Z字形的方式通过第一内部流体管道和第二内部流体管道。这里，Z字形表示，至少一个隔板布置成沿着冷却流体路径引导冷却流体，该冷却流体路径具有在第一内部流体管道中的第一部分以及在第二内部流体管道中的第二部分，第一部分和第二部分彼此是逆平行的。在三个柱的情况下，冷却流体路径具有在第三内部流体管道中的第三部分，并且第二部分与第一部分和第三部分是逆平行的。

另外，至少一个隔板可布置成在冷却流体在已经被引导通过第一内部流体管道和/或第二内部流体管道之后，引导冷却流体经过第一最外部线圈的外部，可能在这之间具有其它引导步骤或冷却步骤，例如引导冷却流体通过第三内部流体管道的步骤。

另外，封壳可具有用于在冷却之前让冷的冷却流体进入的至少一个冷却流体入口以及用于在冷却之后让受加热的冷却流体离开的至少一个冷却流体出口；这里，冷却流体具体而言为空气。出口可具体而言布置在变压器封壳的、面向线圈组件中的至少一个的外部的侧部处，以及布置在线圈组件的端部之间的轴向高度处。出口可布置在封壳的、基本平行于第一线圈组件和第二线圈组件的轴线的侧部处。

另外，封壳可为密封的。变压器可进一步包括用于在冷却循环已经完成之后冷却冷却流体的热交换器。冷却流体可为冷却气体，诸如空气、N₂和/或SF6。

变压器可进一步包括用于主动地产生冷却流体流或冷却流体循环的流体流发生装置，尤其是在流体是气体的情况下的气扇。气扇可适于在封壳内产生某个压差。至少一个隔板可布置成使得压差如本文描述的那样促进或引导冷却气体流。

第一线圈组件可包括以同轴的方式围绕第一芯柱而设置的多个线圈。另外，位于第一线圈组件的线圈之间的至少一个第一沿轴向延伸的线圈间流体管道可沿径向将线圈彼此隔开。至少一个隔板可布置成引导冷却流体并行地通过第一内部流体管道和至少一个第一线圈间流体管道。

第一线圈组件可包括高电压线圈和低电压线圈，具体而言高电压线圈为第一线圈组件的最外部线圈。这也同样适用于第二线圈组件和第三线圈组件，如果存在的话。

磁芯组件可进一步具有第三芯柱，并且变压器可进一步包括第三线圈组件，第三线圈组件以同轴的方式围绕第三芯柱而设置，并且位于第三芯柱和第三线圈组件之间的沿轴向延伸的第三内部流体管道沿径向将第三线圈组件和第三芯柱隔开。至少一个隔板可布置成引导冷却流体串行地通过第一内部流体管道、第二内部流体管道和第三内部流体管道。

隔板可基本密封到封壳的一部分上。第一芯柱和第二芯柱可沿着竖向轴线(限定竖向的轴线或方向)平行于彼此而延伸。然后，至少一个隔板可具有在水平的平面上(即基本垂直于竖向轴线的平面)延伸的水平的部分和在竖向的平面上(即基本平行于竖向轴线的平面)延伸的竖向的部分。水平的部分和竖向的部分可由接头部分连接，接头部分针对冷却空气基本被密封，以便使冷却空气转向。接头部分可为L形或T形。隔板可包括至少两个水平的隔板部分(可能相对于彼此而沿竖向移位)和至少两个竖向的隔板部分(可能通过相应的L形的接头部分而各自连接到水平的隔板部分中的相应的一个上)。隔板可从封壳的一侧延伸到另一侧。

变压器可为整流(也称为变流)变压器。另外，变压器可适于超过1 kV的输入电压。变压器可为室外变压器。

根据另一方面，提供一种使用冷却流体来冷却变压器的方法。变压器可为本文描述的任何变压器。该方法包括：引导冷却流体通过第一内部流体管道，从而至少部分地冷却第一芯柱和第一线圈组件；以及引导来自第一内部流体管道的冷却流体通过第二内部流体管道，从而至少部分地冷却第二芯柱和第二线圈组件。

根据另一方面，一种使用冷却流体来冷却变压器的方法包括：引导冷却流体通过第一内部流体管道，从而至少部分地冷却第一芯柱和第一线圈组件；以及引导在第一内部流体管道内已经被加热的冷却流体经过第一最外部线圈，从而冷却第一最外部线圈。

本发明还涉及一种用于实现公开的方法的设备，并且其包括用于执行各个描述的方法步骤的设备部件。可通过硬件构件、用合适的软件编程的计算机、这两种方式的任何组合或任何其它方式来执行这些方法步骤。另外，本发明还涉及描述的设备运行的方法。该方法包括用于实现设备的每个功能或制造设备的每个部件的方法步骤。

附图说明

参照结合附图得到的本发明的实施例的以下描述，将更好地理解本发明，其中：

图1是为了说明目的而包括在本文中的变压器的横截面侧视图；

图2是根据本发明的第一个实施例的变压器的横截面侧视图；

图3是图2的变压器的透视图；以及

图4是变压器的横截面侧视图。

具体实施方式

现在将详细参照各种实施例，在各个图中示出了实施例的一个或多个示例。以解释的方式提供各个示例，并且它们不表示限制。例如，示为或描述成一个实施例的一部分的特征可用于任何其它实施例或与任何其它实施例结合起来使用，以产生又一个实施例。意图的是本公开包括这样的修改和变型。

在图的以下描述内，相同参考标号指示相同或相似的构件。大体上，仅描述关于单独实施例的差异。除非另有规定，对一个实施例中的部分或方面的描述也适用于另一个实施例中的对应的部分或方面。

图1是干型变压器1的横截面侧视图。与油浸式变压器相比，这种干型变压器可安装成更接近最终利用点，从而降低负载电缆损耗，因为它们几乎没有着火和***的风险。不存在可燃性和污染性液体还会使干式变压器对关于安全和环境要求非常严格的应用有吸引力。另一方面，这种干式变压器的热设计是要求高的。

变压器1包括限定内部封壳容积的封壳10。封壳可包含例如不锈钢或一些其它足够强健的材料。变压器1进一步包括三柱式芯20和三个线圈组件30、40、50，各个线圈组件置于芯20的相应的柱周围。柱是圆柱形形状的，并且线圈组件也是圆柱形形状的，并且相对于相应的柱同心地布置。备选地，例如柱和线圈的长方形形状是可行的，在这种情况下，线圈组件再次可按同轴的方式相对于相应的柱而布置。芯20大体是铁磁的，并且可包含例如铁磁性铁。

线圈组件30、40、50中的各个包括以同轴的方式围绕相应的芯柱而设置的两个线圈(例如第三线圈组件50的线圈52和54)。而且，不同数量的线圈是可行的，例如每个线圈组件一个线圈或三个线圈。线圈组件可包括例如HV线圈(适于1 kV以上的电压)和/或LV线圈。例如，内部线圈54可为LV线圈，而外部线圈52可为HV线圈，或者相反。

作为热源，会在芯(主要损耗是磁滞损耗和涡电流损耗)和绕组(主要损耗是欧姆损耗和涡电流损耗)两者中形成电磁损耗。这里，热被空气流或一些其它冷却流体流带走(在下面，为了明确，将仅描述空气冷却)。为了高效地冷却，冷却气体循环通过形成于线圈组件30、40、50处的冷却气体管道。例如，线圈组件50(更确切地说，其内部线圈54)沿径向与芯20的芯柱隔开，从而限定位于芯柱和线圈组件50之间的内部气体管道58。另外，线圈52和54沿径向与彼此隔开，从而限定位于这些线圈之间的线圈间气体管道56。以上同样适用于其它线圈组件30和40。作为冷却气体而通过这些气体管道且沿着线圈组件30、40、50的外部循环的空气可带走一些热。

空气可通过入口而进入封壳10，并且通过封壳10的出口(未在图1中显示)而从封壳10离开。典型地，入口置于封壳的底部部分处，用于受加热的空气的出口置于封壳的顶部部分处。在例如在船舶上或在矿山中可能存在的要求高的环境条件的情况下，封壳10也可完全密封。然后，可使用热交换器***来将热传递出封壳10。在封壳10内，可通过使用一个或若干个风扇或类似的装置来强迫沿着变压器和热交换器有冷却空气流。

根据另一个示例性示例，图1的变压器可包括水平地定位在封壳10中(即，沿垂直于线圈组件30、40、50的轴线的平面上)的板(未在图1中显示)，从而将封壳10的内部容积分成上部容积和下部容积(这些容积中的各个大致为封壳容积的一半，即，板大致位于中间)。板具有三个用于线圈组件30、40、50的开口，开口的尺寸设置成使得在板和相应的线圈组件30、40和50的外周边之间存在间隙。因而，上部容积和下部容积通过管道(例如线圈组件50的管道56和58)，以及通过板和外部线圈组件周边之间的间隙而连通。

图2是根据本发明的第一个实施例的变压器1的横截面侧视图。变压器具有图1的变压器的元件，并且可能具有上面描述的其变型中的任一个，使得图1的以上描述也适用于图2的变压器1，除非另有说明。

除了图1中显示的元件，图2显示了封壳10的空气入口12和空气出口14。空气入口12允许冷却空气进入封壳，以冷却变压器，而出口14则允许空气在冷却之后离开封壳，即，在热已经传递到空气之后。出口14布置在封壳10的侧部(即，或多或少地平行于线圈组件30、40、50所限定的轴线的封壳壁)处，使得出口14面向线圈组件30的外部，并且出口14布置在线圈组件30的端部之间的轴向(竖向)高度处。

另外，许多隔板62、64、66、68布置在封壳内。隔板由例如绝缘材料制成，诸如复合材料、树脂等。隔板62在垂直于线圈组件30、40、50的轴线的平面上水平地定位在封壳10中。隔板62具有用于线圈组件30的开口(在下面进一步描述用于其余的线圈组件的另外的开口)。另外，在这个开口的边缘处，隔板62基本密封到线圈组件30的最外部线圈(这个最外部线圈在下面称为第一最外部线圈；它大体是HV线圈)上，使得在隔板62和线圈组件30的外周边之间基本不存在间隙。在本文中，基本没有间隙表示不存在将显著地改变隔板62引导空气的方式的间隙或泄漏(其中，对由于密封不完善而引起的被误导的空气流的某个容差是可接受的)。另外，隔板62延伸到封壳10的侧面(该面具有入口12)，并且延伸到封壳10的前部面和背部面(这些面在图2的绘制平面上)，并且基本密封到这些面上。另外，竖向的隔板68密封到隔板62上，并且密封到封壳10的底部面上，并且也密封到封壳10的前部面和背部面上。

从而，作为独立于本实施例的一般方面，隔板62和68在入口12和第一线圈组件30的空气管道36、38之间形成通道，从而将空气从入口12引导到空气管道36、38，但不引导到第一最外部线圈的外部。除了入口12和第一线圈组件30的空气管道(一个或多个)36、38之外，通道基本上没有另外的开口。

另外，隔板64也水平地定位在封壳10中，并且沿竖向(即沿轴向)相对于隔板62有所偏移。隔板64具有用于第一线圈组件30和第二线圈组件40的相应的开口。另外，在这些开口的边缘处，隔板64基本上分别密封到第一最外部线圈和第二最外部线圈上(第二最外部线圈是第二线圈组件40的最外部的线圈)，使得在隔板64和线圈组件30和40的外周边之间基本不存在间隙。另外，隔板64延伸到封壳10的、最接近线圈组件30的侧面，并且延伸到封壳10的前部面和背部面，并且基本密封到这些面上。另外，竖向的隔板66密封到隔板64上，并且密封到封壳10的顶部面上，并且也密封到封壳10的前部面和背部面上。

从而，作为独立于本实施例的一般方面，隔板64和66在第一线圈组件30的空气管道36、38和第二线圈组件40的空气管道46、48之间形成通道，从而将空气从空气管道36、38引导到空气管道46、48，但不从第一最外部线圈/第二最外部线圈的外部引导出或引导到第一最外部线圈/第二最外部线圈的外部。除了第一线圈组件30和第二线圈组件40的空气管道(一个或多个)36、38、46、48，通道基本没有另外的开口。照这样，流基本从第一线圈组件30内的空气管道36、38完全被驱动到第二线圈组件40的空气管道46、48。

另外，隔板62具有用于线圈组件40和50的相应的开口。在这些开口的边缘处，隔板62基本上分别密封到第二最外部线圈和第三最外部线圈(也参见图1，第三最外部线圈52是第三线圈组件50的最外部线圈)上，使得在隔板62和线圈组件40和50的外周边之间基本不存在间隙。另外，隔板62延伸到封壳10的、最接近线圈组件50的侧面，并且基本密封到该侧面上，即，隔板62从封壳10的一个壁延伸到另一个壁。

从而，作为独立于本实施例的一般方面，隔板62和密封到其上的竖向的隔板68(见上文)在第二线圈组件40的空气管道46、48和第三线圈组件50的空气管道56、58形成之间通道，从而将空气从空气管道46、48引导到空气管道56、58，但不从第二最外部线圈/第三最外部线圈的外部引导出或引导到第二最外部线圈/第三最外部线圈的外部。除了第二线圈组件40和第三线圈组件50的空气管道(一个或多个)46、48、56、58，通道基本上没有另外的开口。

作为独立于本实施例的一般方面，存在用于冷却空气的额外的线圈容积，该容积包围第三最外部线圈的外部。另外，额外的线圈容积也包围最外部第二的线圈和第一最外部线圈的外部，并且延伸到出口14。空气管道56、58的出口(顶侧)连接到额外的线圈容积上，使得空气可直接从空气管道56、58流到额外的线圈容积。

作为另外的一般方面，隔板62、64与相应的线圈组件的轴向端齐平。作为另外的一般方面，出口14布置在由线圈组件30、40和50的相应的轴向端限定的水平的平面之间。

在上面描述的隔板62、64、66和68以下列方式引导冷却空气：首先，通过入口12而进入封壳10的冷却空气(冷却空气流由箭头91表示)由隔板62和68引导，以流到空气管道36、38中且流过空气管道36、38，从而冷却第一芯柱和第一线圈组件30，但是基本不直接沿着第一最外部线圈的外部流动。之后，从空气管道36、38离开的空气由隔板64和66引导，以流到空气管道46、48中且流过空气管道46、48，从而冷却第二芯柱和第二线圈组件40，但是基本不直接沿着第二最外部线圈的外部流动。之后，从空气管道46、48离开的空气由隔板62和68引导，以流到空气管道56、58中且流过空气管道56、58，从而冷却第三芯柱和第三线圈组件50，但是基本不直接沿着第三最外部线圈的外部流动。之后，从空气管道56、58离开的空气(由箭头93表示)被引导成沿着第三最外部线圈、第二最外部线圈和第一最外部线圈的外部(箭头96)在额外的线圈容积内流动(箭头95)，从而冷却它们的外表面。之后，空气被引导到出口14(箭头98)。

风扇(未显示)可提供加强上面描述的空气流的压降。可在例如入口12处和/或出口14处提供风扇，而且也可沿着空气流在封壳10的的其它部件内提供风扇。

总之且根据独立于显示的实施例的方面，隔板62、64、66、68引导空气基本串行地通过第一内部流体管道38和第二内部流体管道48(而且还通过第三内部流体管道58，如果存在的话)，使得空气流首先通过第一内部流体管道38，以及之后通过第二内部流体管道48(而且之后通过第三内部流体管道58，如果存在的话)。根据相关的方面，空气受到引导而串行地流过第一线圈组件30、第二线圈组件40和第三线圈组件50的管道。

这个串行的流由基本密封到线圈组件的最外部线圈上的隔板62、64实现，使得从这些隔板的一侧上的容积流到这些隔板的另一侧上的容积的空气被迫流过线圈组件的相应的内部，即通过管道36、38；46、48；56、58。

根据另一方面，隔板62、64、66、68引导空气流，使得线圈组件的内部首先得到冷却。仅在后一步骤中，最外部线圈的外表面被空气冷却。线圈组件的内部需要更多冷却，因为大体产生更多热，更少表面可用来进行热移除，而且辐射式冷却不能用作冷却通道。因而，使用较冷的空气来冷却线圈组件的需要更多冷却的内部部分，并且在冷却需要较少冷却的外部部分时使用较热的空气。

因而，以这样的方式布置隔板，即，在芯和线圈的周围平稳地引导流，并且获得较高效的冷却，从而使空气在冷却螺管中用作工作流体。

图2的布置具有下列另外的优点：因为隔板和线圈组件的几何构造和布置以高的速度紧靠受加热的表面而引导空气，所以高效冷却是可行的。因此，在线圈和芯两者中实现显著的温度降低。特别地，在具有封壳的干型变压器的情况下，高效冷却是可行的，相对于油变压器，具有封壳的干型变压器具有许多优点，但是在过去，难以冷却具有封壳的干型变压器。因此，通过使用本文描述的布置，使用干型变压器是可行的，在干型变压器的情况下，这由于冷却难题而在以前是较困难的。

另外，在不显著地增加材料或制造成本的情况下，高效冷却是可行的。由于较高效的冷却，甚至可能减少变压器的材料或成本。

图3在竖向剖面透视图中显示了图2的变压器。图2的描述也适用于图3。在图3中，为了更清楚地显示其它元件而没有显示磁芯20。竖向的隔板66、68具有圆形开口20'，从而允许磁芯穿过隔板。隔板66和68基本在开口20'的边缘处密封到磁芯上。从开口20'的形状，可看出图2的磁芯20具有圆形横截面。

图4是变压器的横截面侧视图，该变压器仅在隔板的布置上不同于本发明的实施例。图1至图3的描述的其它方面也适用于图4。

在图4的变压器的封壳10中，布置隔板62和64。隔板62水平地定位在封壳10中(在垂直于线圈组件30、40、50的轴线的平面上)。隔板62具有三个开口，线圈组件30、40和50中的各个有一个开口。另外，在相应的开口的边缘处，隔板62基本密封到第一线圈组件30的最外部线圈(最外部的第一线圈)、第二线圈组件40的最外部线圈(最外部的第二线圈)上，并且密封到第三线圈组件50的最外部线圈(最外部的第三线圈)上，使得在隔板62和相应的线圈组件30、40和50的外周边之间基本不存在间隙。另外，隔板62在封壳10的内部从一个面延伸到另一个面，并且基本密封到封壳的面上。

从而，作为独立于本实施例的一般方面，隔板62在入口12和第一线圈组件30、第二线圈组件40和第三线圈组件50的空气管道之间形成通道。通道从入口12并行地通往这些空气管道。通道不(直接)通往第一最外部线圈、第二最外部线圈或第三最外部线圈的外部。除了入口12和第一线圈组件30、第二线圈组件40和第三线圈组件50的空气管道之外，通道基本上没有另外的开口。

另外，隔板64也水平地定位在封壳10中，并且相对于隔板62沿竖向(即沿轴向)有所偏移。隔板64具有用于线圈组件30和40的相应的开口。另外，在这些开口的边缘处，隔板64基本上分别密封到第一最外部线圈和第二最外部线圈上，使得在隔板64和线圈组件30和40的外周边之间基本不存在间隙。

隔板64限定从线圈组件30和40的上部开口通往用于冷却空气的额外的线圈容积的通道，容积直接接触第一最外部线圈30、第二最外部线圈40和第三最外部线圈50的外部。

作为另一个一般方面，隔板62、64与线圈组件的相应的轴向端齐平。

上面描述的隔板62和64按下列方式引导冷却空气：首先，通过入口12进入封壳10的冷却空气(箭头91)基本被隔板62引导，以并行地流到第一线圈组件30、第二线圈组件40和第三线圈组件50的空气管道中且流过空气管道(例如箭头92)，但是不直接沿着它们的最外部线圈的外部流动。从而，空气冷却第一芯柱、第二芯柱和第三芯柱以及第一线圈组件30、第二线圈组件40和第三线圈组件50的内部。之后，基本引导从线圈组件30、40、50的空气管道离开的空气(例如箭头93)流到额外的线圈容积的内部(箭头95)，从而使空气沿着第三最外部线圈、第二最外部线圈和第一最外部线圈的外部移动(箭头96)，从而冷却它们的外表面。之后，空气被引导到出口14(箭头98)。

总之且根据独立于显示的实施例的方面，隔板62、64、66、68引导空气基本并行地通过第一内部流体管道38和第二内部流体管道48(而且还通过第三内部流体管道58(也参见图1)，如果存在的话)。根据相关的方面，空气被引导成首先流过线圈组件的内部，以及之后，沿着它们的最外部线圈的外表面流动。图4的布置具有另外的优点：均匀地冷却线圈。

而且，隔板的另外的备选布置是可行的。例如，作为对图4的实施例的备选方案，上部隔板64不需要密封到最外部线圈上，并且可减小上部隔板64的大小，或者甚至可完全省略它。例如，可减小大小，使得隔板64紧靠着线圈组件40。备选地，上部隔板64的大小可延长，以便紧靠着或者甚至包围第三线圈组件50。另外，可提供竖向的隔板，从而将封壳分成三个单独的容积部分，每个线圈组件有一个容积部分，以及为各个容积部分提供单独的入口和出口。

作为第一个实施例的另一个备选方案，出口也可位于封壳的顶部面处，使得空气在不穿过线圈间容积的情况下被引导出封壳。

作为对图2至图4的任何变压器的进一步改良，可省略入口12和出口14，使得从外部密封封壳10。然后，可提供热交换器，以从循环的空气(例如在出口14的位置处)中带走热。可布置泵、风扇等，使得空气从出口14的以前的位置流到入口12的以前的位置。

另外，代替空气，可在任何上面描述的方面和实施例中提供任何其它冷却流体。冷却流体可为冷却气体(例如空气；N₂；SF6)或冷却液体，诸如例如基于水的或基于油的冷却剂。在冷却液体的情况下，入口12和出口14可连接到冷却液体供应/或***口上，或者连接到热交换器上。另外，可提供泵以强迫有冷却液体流。

Claims (12)

1.一种干型变压器，包括：

封壳(10)；

布置在所述封壳内的磁芯组件(20)，所述磁芯组件具有第一芯柱、第二芯柱和第三芯柱；

至少三个线圈组件(30, 40, 50)，其中：

　　第一线圈组件(30)以同轴的方式围绕所述第一芯柱而设置，并且位于所述第一芯柱和所述第一线圈组件之间的沿轴向延伸的第一内部气体管道(38)沿径向把所述第一线圈组件与所述第一芯柱隔开，所述第一线圈组件(30)具有第一最外部线圈，

　　第二线圈组件(40)以同轴的方式围绕所述第二芯柱而设置，并且位于所述第二芯柱和所述第二线圈组件之间的沿轴向延伸的第二内部气体管道(48)沿径向把所述第二线圈组件与所述第二芯柱隔开，所述第二线圈组件(40)具有第二最外部线圈；

　　第三线圈组件(50)以同轴的方式围绕所述第三芯柱而设置，并且位于所述第三芯柱和所述第三线圈组件之间的沿轴向延伸的第三内部气体管道(58)沿径向把所述第三线圈组件与所述第三芯柱隔开，所述第三线圈组件(50)具有第三最外部线圈；

布置在所述封壳内的至少两个隔板(62, 64)，所述至少两个隔板基本密封到所述第一最外部线圈上，并且基本密封到所述封壳的一部分上，并且布置成用于引导气态冷却流体串行地通过所述第一内部气体管道(38)，通过所述第二内部气体管道(48)以及通过所述第三内部气体管道(58)，其中，所述至少两个隔板(62, 64)中的每个的水平的和竖向的部分(66, 68)由接头部分而连接，所述接头部分针对所述气态冷却流体基本被密封，以便使所述气态冷却流体转向，以及以便在所述气态冷却流体被引导通过所述第三内部气体管道(58)之后，引导所述气态冷却流体沿着所述第三最外部线圈、所述第二最外部线圈和所述第一最外部线圈的外部在额外的线圈容积的内部流动。

2.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述至少两个隔板(62, 64)布置在所述封壳(10)内，以引导气态冷却流体基本串行地通过所述第一内部气体管道(38)和所述第二内部气体管道(48)，使得在运行期间，所述至少两个隔板引导所述气态冷却流体首先流过所述第一内部气体管道以至少部分地冷却所述第一芯柱和所述第一线圈组件，以及之后通过所述第二内部气体管道以至少部分地冷却所述第二芯柱和所述第二线圈组件。

3.根据权利要求1或2所述的变压器，其特征在于，所述第一芯柱和所述第二芯柱平行于彼此，以及其中，所述至少两个隔板(62, 64)布置成引导所述气态冷却流体以Z字形的方式通过所述第一内部气体管道(38)和所述第二内部气体管道(48)。

4.根据权利要求1或2所述的变压器，其特征在于，所述封壳(10)具有至少一个气态冷却流体入口(12)和至少一个气态冷却流体出口(14)。

5.根据权利要求1或2所述的变压器，其特征在于，所述封壳(10)是密封的，所述变压器进一步包括用于在冷却循环完成之后冷却所述气态冷却流体的热交换器。

6.根据权利要求1或2所述的变压器，其特征在于，所述第一线圈组件(30)包括以同轴的方式围绕所述第一芯柱而设置的多个线圈。

7.根据权利要求1或2所述的变压器，其特征在于，所述第一芯柱和所述第二芯柱沿着竖向轴线平行于彼此而延伸，以及其中，所述至少两个隔板(62, 64)中的每个具有在水平平面上延伸的所述水平的部分和在竖向平面上延伸的所述竖向的部分(66, 68)。

8.根据权利要求1或2所述的变压器，其特征在于，对于所述至少两个隔板(62, 64)中的一个隔板，竖向的部分(66)密封到所述隔板(64)上，以及密封到所述封壳(10)的顶部面上，以及密封到所述封壳(10)的前部面和背部面上。

9.根据权利要求8所述的变压器，其特征在于，对于所述至少两个隔板(62, 64)中的另一个隔板，竖向的部分(68)密封到所述隔板(62)上，以及密封到所述封壳(10)的底部面上，以及密封到所述封壳(10)的所述前部面和背部面上。

10.根据权利要求1或2所述的变压器，其特征在于，所述至少两个隔板(62, 64)中的一个隔板(64)定位成沿竖向相对于所述至少两个隔板(62, 64)中的另一个隔板(62)有所偏移。

11.根据权利要求1或2所述的变压器，其特征在于，所述至少两个隔板(62, 64)包括至少两个相对于彼此沿竖向移位的水平的隔板部分和至少两个通过相应的L形接头部分连接到所述水平的隔板部分中相应的一个上的竖向的隔板部分(66, 68)。

12.一种使用气态冷却流体来冷却干型变压器(1)的方法，所述变压器包括：

封壳(10)，至少两个隔板(62, 64)布置在所述封壳(10)内；

布置在所述封壳内的磁芯组件(20)，所述磁芯组件具有第一芯柱、第二芯柱和第三芯柱；

至少三个线圈组件，其中：

　　第一线圈组件(30)以同轴的方式围绕所述第一芯柱而设置，并且位于所述第一芯柱和所述第一线圈组件之间的沿轴向延伸的第一内部气体管道(38)沿径向把所述第一线圈组件与所述第一芯柱隔开，所述第一线圈组件(30)具有第一最外部线圈；

　　第二线圈组件(40)以同轴的方式围绕所述第二芯柱而设置，并且位于所述第二芯柱和所述第二线圈组件之间的沿轴向延伸的第二内部气体管道(48)沿径向把所述第二线圈组件与所述第二芯柱隔开，所述第二线圈组件(40)具有第二最外部线圈；

　　第三线圈组件(50)以同轴的方式围绕所述第三芯柱而设置，并且位于所述第三芯柱和所述第三线圈组件之间的沿轴向延伸的第三内部气体管道(58)沿径向把所述第三线圈组件与所述第三芯柱隔开，所述第三线圈组件(50)具有第三最外部线圈，

所述方法包括：

引导所述气态冷却流体通过所述第一内部气体管道(38)，从而至少部分地冷却所述第一芯柱和所述第一线圈组件；

将所述气态冷却流体从所述第一内部气体管道(38)引导通过所述第二内部气体管道(48)，从而至少部分地冷却所述第二芯柱和所述第二线圈组件；

将所述气态冷却流体从所述第二内部气体管道(48)引导通过所述第三内部气体管道(58)，从而至少部分地冷却所述第三芯柱和所述第三线圈组件；以及

通过所述至少两个隔板(62, 64)来使所述气态冷却流体转向以及引导所述气态冷却流体，以便在所述气态冷却流体被引导通过所述第三内部气体管道(58)之后，使所述气态冷却流体沿着所述第三最外部线圈、所述第二最外部线圈和所述第一最外部线圈的外部在额外的线圈容积的内部流动。