CN117275889A - 变压器散热装置及油浸式变压器 - Google Patents

Abstract

本发明属于变压器技术领域，具体提供了一种变压器散热装置及油浸式变压器，变压器散热装置包括进油管、出油管，以及设于进油管和出油管之间的散热组件。散热组件由多个第一集油盒、多个第二集油盒和多个散热单元沿第一水平方向排列组成。散热单元包括多个散热盒，散热盒内部形成有油道，通过第一集油盒和第二集油盒将多个散热盒连通。如此设置，一方面多个散热盒同时工作，能够获得较大的散热面积，从而适配大型变压器的散热需求。另一方面，将散热单元拆分为多个体积较小的散热盒，加工时所需的钢板宽度较小，钢板冲压后平整度较高，焊接时更容易对位整齐，不易发生焊接缺陷，有助于提高产品焊接质量，省去二次维修的工序，降低制造成本。

Description

变压器散热装置及油浸式变压器

技术领域

本发明属于变压器技术领域，具体涉及一种变压器散热装置及油浸式变压器。

背景技术

油浸式变压器在运行时，其内部的绕组、铁芯等部件所产生的损耗会转变成热量，使变压器及绝缘油的温度升高，温度过高会影响变压器的正常运行，也会导致内部零部件使用寿命大大缩短。为了保证变压器的使用年限，需要在变压器上设置对应的散热装置，对绝缘油进行冷却，防止变压器温度升高影响正常使用乃至烧损变压器。

散热装置主要由两个集油管，以及沿集油管的轴向设置在两个集油管之间的多个散热单元盒组成，散热单元盒为片状，通常由两个冲压成型的钢板对合焊接后得到，其内部形成有油道，油道与集油管连通。工作时，其中一个集油管作为进油管，另一个集油管作为出油管，油液能够由其中一个集油管进入散热单元盒的内部油道，然后从另一个集油管流出。散热装置的散热功率与其自身体积正相关，体积越大散热面积越大，散热效果也就越好。一般而言，在进行设计时，需要考虑散热装置的散热功率与变压器相适配，大型变压器上配备散热装置的体积也较大。

在生产大型散热装置时，用于制作散热单元盒的钢板也较大，钢板在经过冲压后容易变形，其平面度较差，两个钢板在对合焊接时容易发生偏移，存在缺焊的风险。当散热单元盒发生缺焊时，在后续试漏工序会发现泄露，还需要到维修车间进行维修补焊，维修补焊所耗费的人力物力额外增加了生产成本。

发明内容

本发明提供一种变压器散热装置及油浸式变压器，旨在解决现有设计中制作大型散热器所用的钢板面积大，冲压后平整度差，容易因缺焊造成泄露的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

在第一方面，本发明提供一种变压器散热装置，包括进油管、出油管，以及设于所述进油管和所述出油管之间的散热组件，所述进油管和所述出油管分别沿第一水平方向设置，所述进油管位于所述出油管上方，所述进油管和所述出油管邻近所述散热组件的一侧分别开设有多个过油孔，多个所述过油孔沿所述第一水平方向间隔设置；

所述散热组件包括：

多个第一集油盒，沿所述第一水平方向间隔设置，并设于所述进油管下方，所述第一集油盒内部中空形成有第一集油腔，所述第一集油盒顶部开设有第一连通口，底部开设有第二连通口，所述第一连通口连通于所述第一集油腔和所述进油管上的所述过油孔；

多个第二集油盒，沿所述第一水平方向间隔设置，并设于所述出油管上方，所述第二集油盒与所述第一集油盒一一对应，所述第二集油盒内部中空形成有第二集油腔，所述第二集油盒顶部开设有第三连通口，底部开设有第四连通口，所述第四连通口连通所述第二集油腔和所述出油管上的所述过油孔；以及

多个散热单元，沿所述第一水平方向间隔设于所述第一集油盒与所述第二集油盒之间，并与所述第一集油盒一一对应，所述散热单元包括沿第二水平方向间隔设置的多个散热盒，所述第二水平方向垂直于所述第一水平方向，所述散热盒具有上下贯通的油道，所述油道的上端通过所述第二连通口与所述第一集油腔连通，所述油道的下端通过所述第三连通口与所述第二集油腔连通。

在一种可能的实现方式中，所述散热单元还包括第一支撑杆，所述第一支撑杆连接于在所述第二水平方向上分布的多个散热盒之间。

在一种可能的实现方式中，所述第一支撑杆沿竖向设置，并在邻近所述散热盒的一侧沿竖向开设有第一限位槽，所述散热盒的侧壁容置于所述第一限位槽，在第一水平方向上相邻的两个所述第一支撑杆的侧壁相抵接。

在一种可能的实现方式中，所述散热单元还包括第二支撑杆，所述第二支撑杆设于位于边缘的所述散热盒的外侧，所述第二支撑杆沿竖向设置，并在邻近所述散热盒的一侧沿竖向开设有第二限位槽，所述散热盒的侧壁容置于所述第二限位槽，在第一水平方向上相邻的两个所述第二支撑杆的侧壁相抵接。

在一种可能的实现方式中，相邻的两个所述第一支撑杆之间、相邻的两个所述第二支撑杆之间分别采用焊接连接。

在一种可能的实现方式中，所述第一支撑杆彼此对合的一侧，以及所述第二支撑杆彼此对合的一侧分别设有焊接坡口。

在一种可能的实现方式中，所述变压器散热装置还包括冷却风扇，所述冷却风扇设于所述出油管下方，且出风口朝上设置。

在一种可能的实现方式中，所述进油管的进油端连通于所述进油管的中部，所述出油管的出油端连通于所述出油管的中部，所述进油管上所述过油孔的孔径和所述出油管上所述过油孔的孔径分别由中间向两端递减。

在一种可能的实现方式中，所述散热盒沿所述第一水平方向间隔设有多个油道，所述油道上下贯通，所述第二连通口和所述第三连通口分别设有多个 ，且所述第二连通口和所述第三连通口均与所述油道对应。

与现有技术相比，本发明提供的变压器散热装置的有益效果是：

本发明提供的变压器散热装置包括进油管、出油管，以及散热组件，进油管用于将绝缘油通入散热组件进行冷却，出油管用于将冷却后的绝缘油输送至箱体内，对变压器本体进行冷却降温。散热组件由多个第一集油盒、多个第二集油盒和多个散热单元沿第一水平方向排列组成。本发明中散热单元包括多个散热盒，散热盒内部形成有油道，通过第一集油盒和第二集油盒将多个散热盒连通。如此设置，一方面多个散热盒同时工作，能够获得较大的散热面积，散热效果较好，从而适配大型变压器的散热需求。另一方面，采用化整为零的思维，将散热单元拆分为多个体积较小的散热盒，这样在加工散热盒时所需的钢板宽度较小，钢板冲压后平整度较高，焊接时更容易对位整齐，不易发生焊接缺陷，有助于提高产品焊接质量，省去二次维修的工序，降低制造成本。

在第二方面，本发明提供一种油浸式变压器，包括：

箱体，所述箱体内部形成有容纳腔，所述容纳腔内容置有绝缘油，所述容纳腔的侧壁开设有进油口和出油口；

变压器本体，设于所述容纳腔内并浸泡于绝缘油中；

至少一个如上述任一实现方式所述的变压器散热装置，所述进油管与所述出油口连通，所述出油管与所述进油口连通；以及

循环泵，设于所述容纳腔内，用于将所述容纳腔内的绝缘油通过所述出油口泵送至所述进油管。

与现有技术相比，本发明提供的油浸式变压器采用如上述任一实现方式中的变压器散热装置，具有与其相同的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

图1为本发明其中一个实施例提供的变压器散热装置的结构示意图一；

图2为本发明其中一个实施例提供的变压器散热装置的结构示意图二；

图3为本发明其中一个实施例提供的变压器散热装置的***示意图一；

图4为本发明其中一个实施例提供的变压器散热装置的***示意图二；

图5为本发明其中一个实施例中散热单元的结构示意图；

图6为本发明其中一个实施例中散热盒的结构示意图；

图7为本发明其中一个实施例中第一支撑杆的结构示意图；

图8为本发明其中一个实施例中第二支撑杆的结构示意图；

图9为本发明其中一个实施例中进油管的结构示意图；

图10为本发明其中另一个实施例中进油管的结构示意图；

图11为本发明其中一个实施例提供的油浸式变压器的结构示意图。

附图标记说明：

1、变压器散热装置；10、进油管；11、过油孔；12、进油管的进油端；20、出油管；21、出油管的出油端；30、散热组件；31、第一集油盒；32、第二集油盒；33、散热单元；331、散热盒；332、第一支撑杆；333、第二支撑杆；334、第一限位槽；335、第二限位槽；336、焊接坡口；337、油道；40、冷却风扇；2、箱体。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”、“固定”、“固设”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中元件。当一个元件被认为是“连接于”、“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当元件被称为“设置于”、“设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中元件。“多个”指两个及以上数量。“至少一个”指一个及以上数量。“若干”指一个及以上数量。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。

请一并参阅图1至图11，下面对本发明实施例提供的变压器散热装置1及油浸式变压器进行说明。

请一并参阅图1至图4，以及图9，在第一方面，本发明实施例提供一种变压器散热装置1，包括进油管10、出油管20，以及设于进油管10和出油管20之间的散热组件30，进油管10和出油管20分别沿第一水平方向设置，进油管10位于出油管20上方，进油管10和出油管20邻近散热组件30的一侧分别开设有多个过油孔11，多个过油孔11沿第一水平方向间隔设置。

散热组件30包括多个第一集油盒31、多个第二集油盒32和多个散热单元33。多个第一集油盒31沿第一水平方向间隔设于进油管10下方，第一集油盒31内部中空形成有第一集油腔，第一集油盒31顶部开设有第一连通口，底部开设有第二连通口，第一连通口连通于第一集油腔和进油管10上的过油孔11；多个第二集油盒32沿第一水平方向间隔设于出油管20上方，并与第一集油盒31一一对应，第二集油盒32内部中空形成有第二集油腔，第二集油盒32顶部开设有第三连通口，底部开设有第四连通口，第四连通口连通第二集油腔和出油管20上的过油孔11；多个散热单元33沿第一水平方向间隔设于第一集油盒31与第二集油盒32之间，并与第一集油盒31一一对应，散热单元33包括沿第二水平方向间隔设置的多个散热盒331，第二水平方向垂直于第一水平方向，散热盒331具有上下贯通的油道337，油道337的上端通过第二连通口与第一集油腔连通，油道337的下端通过第三连通口与第二集油腔连通。

与现有技术相比，本发明实施例提供的变压器散热装置1的有益效果是：

本发明实施例提供的变压器散热装置1包括进油管10、出油管20，以及散热组件30，进油管10用于将绝缘油通入散热组件30进行冷却，出油管20用于将冷却后的绝缘油输送至箱体2内，对变压器本体进行冷却降温。散热组件30由多个第一集油盒31、多个第二集油盒32和多个散热单元33沿第一水平方向排列组成。本发明中散热单元33包括多个散热盒331，散热盒331内部形成有油道337，通过第一集油盒31和第二集油盒32将多个散热盒331连通。如此设置，一方面多个散热盒331同时工作，能够获得较大的散热面积，散热效果较好，从而适配大型变压器的散热需求。另一方面，采用化整为零的思维，将散热单元33拆分为多个体积较小的散热盒331，这样在加工散热盒331时所需的钢板宽度较小，钢板冲压后平整度较高，焊接时更容易对位整齐，不易发生焊接缺陷，有助于提高产品焊接质量，省去二次维修的工序，降低制造成本。

本发明实施例中进油管10和出油管20上下对称设置，前者用于进油，后者用于出油，二者的形状、结构和材质可以相同，也可以不同。进油管10和出油管20上分别设有过油孔11，以与对应的第一集油盒31或第二集油盒32连通。

散热组件30包括多个第一集油盒31、多个第二集油盒32，以及多个散热盒331，第一集油盒31和第二集油盒32上下对称设置，二者的形状、结构和材质可以相同，也可以不同。第一集油盒31内部中空形成有第一集油腔，第一集油腔通过顶部的第一连通口与进油管10连通，通过底部的第二连通口与散热盒331连通。第二集油盒32内部中空形成有第二集油腔，第二集油腔通过顶部的第三连通口与散热盒331连通，通过底部的第四连通口与出油管20连通。

散热盒331呈片式或板式，散热盒331内部形成有油道337，散热盒331制作时，可以采用两片相同的钢板冲压，然后扣合在一起，并通过焊接设备将结合面和边缘焊接固定，形成内部油道337。每个散热盒331内部均具有多个油道337，油道337的横截面形状可以是矩形、六边形等。

需要说明的是，在制作时，进油管10、出油管20、第一集油盒31、第二集油盒32、散热盒331可以通过焊接的方式连接为一体，焊接完成后需要进行打压试漏，试漏合格后进行内壁涂漆等工序。

请参阅图1至图5，以及图7，在一些可能的实施例中，散热单元33还包括第一支撑杆332，第一支撑杆332连接于在第二水平方向上分布的多个散热盒331之间。

本实施例中散热单元33还包括第一支撑杆332，第一支撑杆332连接在多个散热盒331之间，有助于保证多个散热盒331之间的连接强度，防止其发生变形。第一支撑杆332可以竖向设置，也可以横向设置。当竖向设置时，每个散热单元33上的第一支撑杆332设置有多个，第一支撑杆332连接在相邻的两个散热盒331之间。当采用横向设置时，第一支撑杆332可以同时与多个散热盒331连接。第一支撑杆332可以采用焊接的方式与散热盒331固定连接为一体。

请参阅图1至图5，以及图7，在一些可能的实施例中，第一支撑杆332沿竖向设置，并在邻近散热盒331的一侧沿竖向开设有第一限位槽334，散热盒331的侧壁容置于第一限位槽334，在第一水平方向上相邻的两个第一支撑杆332的侧壁相抵接。

本实施例中第一支撑杆332沿竖向设置，为了便于安装，在第一支撑杆332上邻近对应的散热盒331的一侧开设有第一限位槽334，散热盒331的侧面容置于第一限位槽334内，便于后续将散热盒331与第一支撑杆332焊接为一体。

请参阅图1至图5，以及图8，在一些可能的实施例中，散热单元33还包括第二支撑杆333，第二支撑杆333设于位于边缘的散热盒331的外侧，第二支撑杆333沿竖向设置，并在邻近散热盒331的一侧沿竖向开设有第二限位槽335，散热盒331的侧壁容置于第二限位槽335，在第一水平方向上相邻的两个第二支撑杆333的侧壁相抵接。

本实施例中第二支撑杆333设置在位于边缘的散热盒331外侧，如图1所示，散热盒331、第一支撑杆332、第二支撑杆333之间能够围合形成散热通道，散热通道上下贯通，由于进油管10设置在出油管20下部，当散热通道内空气被散热盒331散发的热量加热之后，散热通道内下部空气的温度低于上部空气的温度，能够产生类似于烟囱效应的现象，利用热空气上升产生抽吸作用，加快散热通道内空气自下至上流动，使冷空气由散热通道下部进入，强化对流作用，提高散热效果。

本实施例中第一支撑杆332和第二支撑杆333一方面能够将散热盒331固定，提高整体的结构强度。另一方面，第一支撑杆332和第二支撑杆333与散热盒331围合形成四周封闭，上下贯通的散热通道，不需要额外的能量输入便可加快散热通道内部的空气流动，进而增大散热组件30的对流换热系数，提高散热效果。第一支撑杆332和第二支撑杆333可以采用钢材制作，与散热盒331材质相同，以便于与散热盒331焊接为一体。

除采用焊接固定外，第一支撑杆332和第二支撑杆333也可以采用螺钉等紧固件进行固定。为了减轻重量，第一支撑杆332和第二支撑杆333可以采用空心方管制作。

在一些可能的实施例中，相邻的两个第一支撑杆332之间、相邻的两个第二支撑杆333之间分别采用焊接连接。

请参阅图7和图8，在一些可能的实施例中，第一支撑杆332彼此对合的一侧，以及第二支撑杆333彼此对合的一侧分别设有焊接坡口336，焊接坡口336为45°的倒角，两个焊接坡口336对接后形成焊缝，便于焊接头焊接。

请参阅图11，在一些可能的实施例中，变压器散热装置1还包括冷却风扇40，冷却风扇40设于出油管20下方，且出风口朝上设置。本实施例通过在底部设置冷却风扇40，冷却风扇40固定在如图11所示的箱体2上，能够向上吹风，加快散热组件30周围的空气流动速度，从而提高与外界的热交换速度，提高散热效果。

在实际使用中发现，变压器中的绝缘油进入至散热盒331内部的油道337后，大部分的油液流动轨迹趋向于择最短路径流向回油口，即油短路现象。油短路现象会使得散热盒331的两边油道337内的油液流动不充分，达不到预期的换热效果。

为了解决上述问题，请参阅图9和图10，在一些可能的实施例中，进油管10的进油端12连通于进油管10的中部，出油管20的出油端21连通于出油管20的中部，进油管10上过油孔11的孔径和出油管20上过油孔11的孔径分别由中间向两端递减。

本实施例将进油管10的进油端12和出油管20的出油端21分别设置在管体中部，并将过油孔11的孔径由中间向两边逐渐递减，中间位置距离短，但过油孔11小，边缘位置的距离长，但过油孔11大。如此设置，能够平衡沿第一水平方向上不同位置的散热单元33内部的油液，使不同位置的散热单元33内油道337的油液流动速度趋于一致，从而使不同位置的散热单元33的散热能力都能够得到较大程度的发挥，散热效果更好。

请参阅图6，在一些可能的实施例中，散热盒331沿第一水平方向间隔设有多个油道337，油道337上下贯通，第二连通口和第三连通口分别设有多个，且第二连通口和第三连通口分别与油道337对应。

请参阅图11，在第二方面，本发明实施例提供一种油浸式变压器，包括箱体2、变压器本体、变压器散热装置1，以及循环泵。箱体2内部形成有容纳腔，容纳腔内容置有绝缘油，容纳腔的侧壁开设有进油口和出油口；变压器本体设于容纳腔内并浸泡于绝缘油中；变压器散热装置1的进油管10与出油口连通，出油管20与进油口连通；循环泵设于容纳腔内，用于将容纳腔内的绝缘油通过出油口泵送至进油管10。

本发明实施例提供的油浸式变压器使用时箱体2内部的容纳腔内充满绝缘油，变压器本体浸泡在绝缘油内，循环泵能够持续将绝缘油泵送至进油管10，使绝缘油流经散热组件30，与外界进行热交换从而冷却降温，冷却后的绝缘油再返回至容纳腔内，对变压器本体进行冷却降温，如此循环。变压器散热装置1可以根据需要设置一个或多个，当设置有多个时，多个变压器散热装置1同时工作互不影响。

可以理解的是，上述实施例中的各部分可以进行自由地组合或删减以形成不同的组合实施例，在此不再赘述各个组合实施例的具体内容，在此说明之后，可以认为本发明说明书已经记载了各个组合实施例，能够支持不同的组合实施例。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.变压器散热装置，其特征在于，包括进油管、出油管，以及设于所述进油管和所述出油管之间的散热组件，所述进油管和所述出油管分别沿第一水平方向设置，所述进油管位于所述出油管上方，所述进油管和所述出油管邻近所述散热组件的一侧分别开设有多个过油孔，多个所述过油孔沿所述第一水平方向间隔设置；

所述散热组件包括：

多个第一集油盒，沿所述第一水平方向间隔设置，并设于所述进油管下方，所述第一集油盒内部中空形成有第一集油腔，所述第一集油盒顶部开设有第一连通口，底部开设有第二连通口，所述第一连通口连通于所述第一集油腔和所述进油管上的所述过油孔；

多个第二集油盒，沿所述第一水平方向间隔设置，并设于所述出油管上方，所述第二集油盒与所述第一集油盒一一对应，所述第二集油盒内部中空形成有第二集油腔，所述第二集油盒顶部开设有第三连通口，底部开设有第四连通口，所述第四连通口连通所述第二集油腔和所述出油管上的所述过油孔；以及

多个散热单元，沿所述第一水平方向间隔设于所述第一集油盒与所述第二集油盒之间，并与所述第一集油盒一一对应，所述散热单元包括沿第二水平方向间隔设置的多个散热盒，所述第二水平方向垂直于所述第一水平方向，所述散热盒具有上下贯通的油道，所述油道的上端通过所述第二连通口与所述第一集油腔连通，所述油道的下端通过所述第三连通口与所述第二集油腔连通；

所述散热单元还包括第一支撑杆，所述第一支撑杆连接于多个散热盒之间；

所述第一支撑杆沿竖向设置，并在邻近对应所述散热盒的一侧沿竖向开设有第一限位槽，所述散热盒的侧壁容置于所述第一限位槽，在第一水平方向上，相邻的两个所述第一支撑杆的侧壁相抵接；

所述散热单元还包括第二支撑杆，所述第二支撑杆设于位于边缘的所述散热盒的外侧，所述第二支撑杆沿竖向设置，并在邻近所述散热盒的一侧沿竖向开设有第二限位槽，所述散热盒的侧壁容置于所述第二限位槽，在第一水平方向上相邻的两个所述第二支撑杆的侧壁相抵接；

所述第一支撑杆和所述第二支撑杆与所述散热盒围合形成四周封闭，上下贯通的散热通道。

2.根据权利要求1所述的变压器散热装置，其特征在于，相邻的两个所述第一支撑杆之间、相邻的两个所述第二支撑杆之间分别采用焊接连接。

3.根据权利要求2所述的变压器散热装置，其特征在于，所述第一支撑杆彼此对合的一侧，以及所述第二支撑杆彼此对合的一侧分别设有焊接坡口。

4.根据权利要求1所述的变压器散热装置，其特征在于，所述变压器散热装置还包括冷却风扇，所述冷却风扇设于所述出油管下方，且出风口朝上设置。

5.根据权利要求1所述的变压器散热装置，其特征在于，所述进油管的进油端连通于所述进油管的中部，所述出油管的出油端连通于所述出油管的中部，所述进油管上所述过油孔的孔径和所述出油管上所述过油孔的孔径分别由中间向两端递减。

6.根据权利要求1所述的变压器散热装置，其特征在于，所述散热盒沿所述第一水平方向间隔设有多个油道，所述油道上下贯通，所述第二连通口和所述第三连通口分别设有多个，且所述第二连通口和所述第三连通口均与所述油道一一对应。

7.油浸式变压器，其特征在于，包括：

箱体，所述箱体内部形成有容纳腔，所述容纳腔内容置有绝缘油，所述容纳腔的侧壁开设有进油口和出油口；

变压器本体，设于所述容纳腔内并浸泡于绝缘油中；

至少一个如权利要求1-6任一项所述的变压器散热装置，所述进油管与所述出油口连通，所述出油管与所述进油口连通；以及

循环泵，设于所述容纳腔内，用于将所述容纳腔内的绝缘油通过所述出油口泵送至所述进油管。