CN106847474B - 一种电力变压器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电力变压器，变压器本体，变压器本体包括油箱，油箱内充满耐高温绝缘油，油箱内装设变压器芯体，变压器芯体浸没于耐高温绝缘油内，油箱上方设有箱盖，箱盖与油箱密封连接，箱盖上设有若干低压套管、若干高压套管及分接开关，低压套管、高压套管及分接开关与变压器芯体连接，油箱外的设有散热水套。本发明提供的一种电力变压器，油箱呼吸腔外设置散热水套，使油箱内的绝缘油与油箱外散热水套内的水形成热交换，而波纹形的油箱壁能够提高油箱内绝缘油与散热水套内散热水的热交换面积，从而提高热交换性能。

Description

一种电力变压器

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，尤其涉及一种提高散热性能的一种电力变压器。

背景技术

变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压等。变压器是发电、供电及用电企业中的重要设备，它在电网中也处于极为关键的地位，是保证电网安全、可靠的运行和人们生产及生活用电极其重要的设备。

油浸式变压器适用于电力***、工矿企业、交通、邮电部门、科研单位等，对各种高压电气设备、电器元件、绝缘材料进行工频或直流高压下的绝缘强度试验。油浸式变压器是依靠油作冷却介质，如油浸自冷，油浸风冷，油浸水冷及强迫油循环等。油的作用是绝缘、散热、消灭电弧。

电力变压器在完成将某一电压转换成另一电压等级的过程中，存在着空载损耗和负载损耗，因此，必然伴随着热量的产生。油浸变压器的油起着绝缘和散热的双重作用。变压器损耗的增加与容量的3/4次方成比例，而变压器油箱冷却表面的增加只与容量的1/2次方成比例。110kV级油浸式电力变压器电压等级高、容量大。因而，随着变压器容量的增加，只有采用适当的冷却方式才能保证热量的散发。

为了解决上述问题，中国专利CN202549554U公开了一种110kV级油浸式电力变压器，包括变压器器身、散热装置和设有箱盖的变压器油箱，变压器器身位于充满变压器油的变压器油箱内，其特征是散热装置为热管；热管从油箱上部通过油箱的箱盖，***油箱内。本实用新型通过热管能迅速将油箱内的热量传递出去，以保持油温稳定，具有传热效率高、体积较小特点，不但解决了室内变压器散热问题，而且达到了隔音降噪，节约能源、保护环境的目的，延长了变压器的使用寿命。但是，仅仅通过上述热管将油箱内的热量传递出去往往不能达到很好的散热效果。

又如中国专利CN204242762U公开了一种水循环式三角形卷铁变压器，包括油箱，其特征是：所述油箱连接有水循环机构，所述水循环机构包括水箱，所述水箱的内部设有水泵，所述水箱连接有出水管与回水管，所述出水管连接于水泵，所述出水管与回水管分别连通油箱，所述油箱的内部设有用于带走油温的竖直方向设置的螺旋管道，所述螺旋管道分别连接出水管与回水管，所述水箱、出水管、回水管与螺旋管道构成水流通的循环路径。本实用新型披露的技术方案，利用水泵将冷却水通过出水管流进自下向上设置的螺旋管道再经回水管流回水箱，冷却水将油箱内的油温带走加速散热，温度较高的油会上升螺旋管道自下向上的设置可以大量带走油温，水泵的控制可以在控制柜上控制启动与关闭，增大使用的安全性。但是，本实用新型披露的技术方案中用于热交换的螺旋管道置于变压器油箱内部，其机构复杂，不易实现，同时，油浸式变压器其有限的密封性能要求较高，油箱内的绝缘油属易燃易爆物质，若密封措施没有做好则容易发明安全隐患。

发明内容

为克服上述现有技术中存在的等问题，本发明提供了一种提高散热功能，且结构简单，安全可靠的一种电力变压器。

本发明提供的一种电力变压器，包括变压器本体，所述变压器本体外设有散热水套。

在一些实施方式中，所述变压器本体包括油箱，所述油箱内充满耐高温绝缘油，所述油箱内装设变压器芯体，所述变压器芯体浸没于所述耐高温绝缘油内，所述油箱上方设有箱盖，所述箱盖与所述油箱密封连接，所述箱盖上设有若干低压套管、若干高压套管及分接开关，所述低压套管、高压套管及所述分接开关与所述变压器芯体连接，所述油箱外的设有所述散热水套。

在一些实施方式中，所述油箱四壁成迂回波纹形，形成呼吸腔，所述呼吸腔外设置所述散热水套。

在一些实施方式中，所述油箱四壁呼吸腔外的所述散热水套通过管道依次连通。

在一些实施方式中，所述油箱相邻侧散热水套间通过至少一根所述管道连通，连通各所述散热水套的其中一根所述管道间连通循环水泵。

在一些实施方式中，其中一侧所述散热水套底部设有出口，所述出口通过阀门密封。

在一些实施方式中，所述变压器芯体包括铁芯及缠绕于所述铁芯外的线圈，所述线圈包括低压线圈及高压线圈，所述低压线圈绕设于所述铁芯外，所述高压线圈绕设于所述低压线圈外，所述低压线圈与所述箱盖上的低压套管相连，所述高压线圈连接于所述箱盖上的所述分接开关，再连接于所述高压套管。

在一些实施方式中，所述铁芯成卧式“日”字形，所述铁芯内设有多条所述冷却油道，所述冷却油道与所述油箱连通。

在一些实施方式中，所述冷却油道包括多条横向油道及多条竖向油道，所述横向油道分布于“日”字形铁芯横部内，所述竖向油道分布于“日”字形铁芯竖部内，所述横向油道及所述竖向油道在竖直平面内呈层状分布，同一竖直平面上的所述横向油道与该平面上的所述竖向油道连通，所述竖向油道贯穿所述铁芯。

在一些实施方式中，其中若干条所述冷却油道成波形起伏状在所述铁芯内蔓延。

与现有技术相比，本发明提供的一种电力变压器的有益效果在于：

一、本发明提供的一种电力变压器，在铁芯内布置冷却油道，且冷却油道遍布整铁芯，可使铁芯损耗发出的热量能够被绝缘油在循环时充分带走，从而达到良好的冷却效果。

二、本发明提供的一种电力变压器，冷却油道成波形起伏状在铁芯内蔓延，延长了绝缘油在铁芯内的路径，从而延长了冷却油在铁芯中的通过时间，即延长了热交换的时间，因此，提高了铁芯的散热性能。

三、本发明提供的一种电力变压器，油箱采用波纹形，形成呼吸腔，使油箱具有呼吸功能，能够补偿因温度变化而引起油的体积变化，取代了储油柜，使变压器油与外界隔离，能够有效防止氧气、水份进入油箱，导致绝缘性能的下降，另外，同时降低了变压器的高度，另外，在呼吸腔外设置散热水套，使油箱内的绝缘油与油箱外散热水套内的水形成热交换，而波纹形的油箱壁能够提高油箱内绝缘油与散热水套内散热水的热交换面积，从而提高热交换性能。

四、本发明提供的一种电力变压器，油箱相邻两面外侧的散热水套间通过管道连通，同时管道上连通循环水泵，使各散热水套内的水循环运转，从而进一步提高热交换性能。

五、本发明提供的一种电力变压器，其中一侧散热水套下方设置出口，方便更换散热水套内的循环水，或方便取用散热水套内的热水，从而使能源达到充分利用。

附图说明

图1为本发明一种实施方式提供的一种电力变压器的结构示意图；

图2为图1所示的一种电力变压器的俯视图；

图3为本发明一种实施方式提供的一种电力变压器中油箱的结构示意图；

图4为本发明一种实施方式提供的一种电力变压器中油箱壁面与散热水套的部分剖视图；

图5为本发明一种实施方式提供的一种电力变压器中铁芯的剖视图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1至图5示意性地显示了根据本发明一种实施方式提供一种电力变压器。

如图1所示，本发明披露了一种电力变压器，包括油箱1，油箱1内装有变压器芯体，同时，油箱1内充满耐高温绝缘油，在本发明此实施方式中，耐高温绝缘油为β液，实际应用中也可采用硅油FR3天然酯等。变压器芯体浸没于耐高温绝缘油内。如图1所示，油箱1底部连接有底座127支撑，底座127为槽钢制成。

如图1、图3和图4所示，作为优选的，在本发明此实施方式中，油箱1采用波纹油箱，如图3所示，油箱1的成上方开口的中空长方体腔体，油箱1中部腔体内由于装放上述变压器芯芯体及上述耐高温绝缘油，如图3和图4所示，油箱1四壁成迂回的波纹形，从而形成若干细窄的呼吸腔11，呼吸腔11均与中部腔体连通，因此，使油箱1具有呼吸功能，能够补偿因温度变化而引起油的体积变化，取代了储油柜，使变压器油与外界隔离，能够有效防止氧气、水份进入油箱，导致绝缘性能的下降，另外，同时降低了变压器的高度。在本发明此实施方式中，呼吸腔11均匀布置，且具有相同的宽度及横向深度。

作为本发明的一个发明点，如图3和图4所示，油箱1外连接套设有散热水套1101，如图4所示，所述散热水套1101位于油箱1四面迂回波纹形的呼吸腔11外，散热水套1101内装设散热水，用于吸收油箱1内耐高温绝缘油的热量。因此，本发明披露的一种电力变压器，使油箱1内的耐高温绝缘油与油箱1外散热水套1101内的水形成热交换，而波纹形的油箱壁能够提高油箱1内耐高温绝缘油与散热水套1101内散热水的热交换面积，从而提高热交换性能。

作为优选的，如图3所示，在本发明此实施方式中，油箱1四壁呼吸腔11外的散热水套1101通过管道1102依次连通，从而使油箱1四面散热水套1101内的散热水形成一体，扩大的水容量，从而提高散热性能。作为更进一步优选的，如图3所示，在本发明此实施方式中，油箱1相邻侧的散热水套1101间通过至少一根管道1102连通，如图3所示，在本发明此实施方式中，相邻侧的散热水套1101间采用两根管道1102连通，当然，管道1102的具体根数在本发明中不作限定。

作为再更进一步优选的，如图3所示，在本发明此实施方式中，连通各散热水套1101的其中一根管道1102间连通循环水泵1103，循环水泵1103使各散热水套1101内的水循环运转，成活活水，从而进一步提高热交换性能。

另外，如图3所示，在本发明此实施方式中，其中一侧散热水套1101底部设有出口1104，且出口1104通过阀门密封，从而方便更换散热水套1101内的循环水，或方便取用散热水套1101内的热水，从而使能源达到充分利用。

如图3所示，在本发明此实施方式中，每侧散热水套1101的棱边处均通过加强筋111连接，从而加强散热水套1101硬度，防止散热水套1101变形。

如图1和图2所示，油箱1上端开后处通过箱盖12密封，如图所示，箱盖12上方固定有若干低压套管121、若干高压套管122及分接开关123，作为优选的，在本发明此实施方式中，包括四个低压套管121及三个高压套管122，其中，四个低压套管121并排固定于箱盖12上方一侧，三个高压套管122并排固定于箱盖12上方另一侧，低压套管121与高压套管122平行设置，分接开关123固定于低压套管121与高压套管122之间。在本发明此实施方式中，变压器芯体装设于油箱1的腔体内，浸没于耐高温绝缘油液面下，如图2和图5所示，作为优选的，在本发明此实施方式中，变压器芯体包括铁芯2及缠绕于铁芯外的线圈，在本发明此实施方式中，铁芯2成卧式“日”字形，由硅钢片构成，铁芯2外缠绕有低压线圈，低压线圈外缠绕有高压线圈，作为进一步优选的，在本发明此实施方式中，低压线圈及高压线圈的匝绝缘为NOMEX绝缘纸。其中，低压线圈与箱盖12上的低压套管121相连，高压线圈连接于箱盖12上分接开关123，再连接于高压套管122。

作为本发明的另一个发明点，如图1和图5所示，在本发明此实施方式中，铁芯2内设有多条冷却油道201，冷却油道201与油箱1连通，冷却通道201的条数不做限定。

作为优选的，如图5所示，冷却油道201沿铁芯2的轮廓方向分布，因而总体呈卧式的“日”字形。如图5所示，冷却油道201包括多条横向油道2011及多条竖向油道2012，横向油道2011分布于“日”字形铁芯2横部21内，竖向油道2012位于“日”字形铁芯2的竖部22内，作为优选的，在本发明此实施方式中，横向油道2011及竖向油道2012构成的冷却油道201在竖直平面内呈层状分布，即如图5所示，在本发明此实施方式中，同一竖直平面上的横向油道2011与该平面上的竖向油道2012连通，所有的竖向油道均上下贯穿所述铁芯2。

作为更进一步优选的，在本发明此实施方式中，其中若干条冷却油道201成波形起伏状在铁芯2内蔓延，其中，波形欺负状包括正弦波状、半正弦波状、锯齿状或方波状，其具体形状不做限制，当然，成波形起伏状的冷却通道201的条数及位置不做限定，可为其中若干条横向油道2011成波形起伏状，或其中若干条竖向油道2012成波形起伏状，也可若干条横向油道2011及若干条竖向油道2012成波形起伏状，当然也可所有的横向油道2011及竖向油道2012都成波形起伏状等各种形式。如图5所示，在本发明此实施方式中，以仅有若干条横向油道2011成波形起伏状为例加以具体说明，另外，如图5所示，在本发明此实施方式中，成波形起伏状的横向油道2011为锯齿状为例加以说明，如图5所示，多条竖向油道2012分散式分布，不限于在同一平面内，从而便于使铁芯2散热均匀，同样，如图5所示，多条横向油道2011的波形方向避免完全一致，其目的也是便于使铁芯2散热均匀。横向油道2011及竖向油道2012构成的冷却油道201在竖直平面内呈层状分布，且同一竖直平面上的横向油道2011与该平面上的竖向油道2012连通。本发明提供的一种电力变压器，在铁芯2内布置冷却油道201，可使铁芯2损耗发出的热量能够被绝缘油在循环时充分带走，从而达到良好的冷却效果。同时，冷却油道201成波形起伏状在铁芯内蔓延，延长了绝缘油在铁芯2内的路径，从而延长了冷却油在铁芯2中的通过时间，即延长了热交换的时间，因此，提高了铁芯2的散热性能。

作为优选的，如图2所示，在本发明此实施方式中，箱盖12上方还固定有油位计124，油位计124通入油箱1内，油位计124用于测量油箱1内耐高温绝缘油的液面高度，便于及时填充耐高温绝缘油；如图2所示，箱盖12上方还固定有温度计125，温度计125通入油箱1内，温度计125用于测量油箱1内耐高温绝缘油的温度，便于及时采取散热措施。另外，如图2所示，在本发明此实施方式中，箱盖12上方四角处还固定有吊环126，吊环126便于吊装变压器。

如图2和图3所示，作为本发明另一个发明点，在本发明此实施方式中，油箱1内壁还固定一液位传感器13，箱盖12上方固定一控制器14，液位传感器13与控制器14连接，控制器14与远程控制中心实现通讯，作为优选的，油位计124及温度计125也与控制器14连接。如图3所示，液位传感器13固定于油箱1内壁一侧上端，且位于变压器芯体上方，作为优选的，液位传感器13最下侧部位所在的水平面与变压器芯体最上方部位所在的水平面为同一平面，一般情况下，液位传感器13浸没于耐高温绝缘油液面以下，当耐高温绝缘油的液面下降至液压传感器13最下侧部位所在的水平面时，液位传感器13发送信号至控制器14，控制器14接收液位传感器13发出的信号后，立刻生成报警信号并发送至远程控制中心，提醒远程控制中心及时采取措施，补充耐高温绝缘油，防止绕组露出油面，发生匝间短路现象。另外，远程控制中心也可通过上述控制器14控制油位计124及温度计125工作，读取油箱1内油位及温度，从而实现实时监控的目的。

另外，在本发明此实施方式中，箱盖12和油箱1中间设有密封结构，通过密封结构可防止高温绝缘油泄露而造成燃烧、***的文献，同时可防止水汽及粉尘进入油箱而导致发生短路现象。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种电力变压器，包括变压器本体，其特征在于，所述变压器本体包括油箱(1)，所述油箱(1)内充满耐高温绝缘油，所述油箱内装设变压器芯体，所述变压器芯体浸没于所述耐高温绝缘油内，所述油箱(1)上方设有箱盖(12)，所述箱盖(12)与所述油箱(1)密封连接，所述箱盖(12)上设有若干低压套管(121)、若干高压套管(122)及分接开关(123)，所述低压套管(121)、高压套管(122)及所述分接开关(123)与所述变压器芯体连接，所述油箱(1)外的设有散热水套(1101)；所述变压器芯体包括铁芯(2)及缠绕于所述铁芯(2)外的线圈，所述线圈包括低压线圈及高压线圈，所述低压线圈绕设于所述铁芯(2)外，所述高压线圈绕设于所述低压线圈外；所述低压线圈与所述箱盖(12)上的低压套管(121)相连，所述高压线圈连接于所述箱盖(12)上的所述分接开关(123)，再连接于所述高压套管(122)；所述铁芯(2)成卧式“日”字形，所述铁芯(2)内设有多条冷却油道(201)，所述冷却油道(201)与所述油箱(1)连通；所述冷却油道(201)包括多条横向油道(2011)及多条竖向油道(2012)，所述横向油道(2011)分布于“日”字形铁芯(2)横部(21)内，所述竖向油道(2012)分布于“日”字形铁芯(2)竖部(22)内，所述横向油道(2011)及所述竖向油道(2012)在竖直平面内呈层状分布，同一竖直平面上的所述横向油道(2011)与该平面上的所述竖向油道(2012)连通，所述竖向油道(2012)贯穿所述铁芯(2)；其中若干条所述冷却油道(201)成波形起伏状在所述铁芯(2)内蔓延。

2.根据权利要求1所述的一种电力变压器，其特征在于，所述油箱(1)四壁成迂回波纹形，形成呼吸腔(11)，所述呼吸腔(11)外设置所述散热水套(1101)。

3.根据权利要求2所述的一种电力变压器，其特征在于，所述油箱(1)四壁呼吸腔(11)外的所述散热水套(1101)通过管道(1102)依次连通。

4.根据权利要求3所述的一种电力变压器，其特征在于，所述油箱(1)相邻侧散热水套(1101)间通过至少一根所述管道(1102)连通，连通各所述散热水套(1101)的其中一根所述管道(1102)间连通循环水泵(1103)。

5.根据权利要求3或4所述的一种电力变压器，其特征在于，其中一侧所述散热水套(1101)底部设有出口(1104)，所述出口(1104)通过阀门密封。