具有紧急冷却系统的电气设备技术方案

一种电气设备，其包括绕组、主冷却系统、次级冷却系统以及致动器。绕组包括内部和外表面。主冷却系统冷却绕组的外表面。次级冷却系统冷却绕组的内部。致动器被配置成响应于电气设备的感测条件或电气设备的预测条件致动次级冷却系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术总体上涉及电气设备领域。更具体地，本专利技术涉及包括变压器、电感器和电动机的感应性电气设备。变压器和其它感应性电气设备由于过热而遭受故障。大型变压器一般配备有冷却系统，该冷却系统被配置成在正常稳态操作期间防止变压器的过热。然而，瞬变事件可能使变压器经历冷却系统无法应付的快速升温，由此导致变压器过热和失效。需要能够经得起由于瞬变事件导致的温度升高的改进的感应性电气设备。
技术实现思路
本专利技术的一个实施方式涉及包括绕组、主冷却系统、次级冷却系统和致动器的电气设备。绕组包括内部和外表面。主冷却系统冷却绕组的外表面。次级冷却系统冷却绕组的内部。致动器被配置成响应于电气设备的感测条件或电气设备的预测条件激活次级冷却系统。本专利技术的另一实施方式涉及包括主绕组、次级绕组、主冷却系统、次级冷却系统和致动器的电气设备。主绕组包括内部和外表面。次级绕组包括内部和外表面。主冷却系统冷却主绕组的外表面和次级绕组的外表面。次级冷却系统冷却主绕组的内部和次级绕组的内部。致动器被配置成响应于激活信号激活次级冷却系统，该激活信号指示电气设备的感测条件或电气设备的预测条件。本专利技术的另一实施方式涉及包括铁心、缠绕在铁心周围的绕组、主冷却系统、次级冷却系统和致动器的变压器。绕组包括内部和外表面。主冷却系统冷却绕组的外表面。次级冷却系统冷却绕组的内部。致动器被配置成响应于激活信号激活次级冷却系统，该激活信号指示变压器的感测条件或变压器的预测条件。本专利技术的另一实施方式涉及包括铁心、缠绕在铁心周围的主绕组、缠绕在铁心周围的次级绕组、主冷却系统、次级冷却系统和致动器的变压器。主绕组包括内部和外表面。次级绕组包括内部和外表面。主冷却系统冷却主绕组的外表面和次级绕组的外表面。次级冷却系统冷却主绕组的内部和次级绕组的内部。致动器被配置成响应于激活信号激活次级冷却系统，该激活信号指示变压器的感测条件和变压器的预测条件。本专利技术的另一实施方式涉及冷却电气设备的方法，该电气设备包括具有内部和外表面的绕组，该方法包括。该方法包括：用主冷却系统冷却绕组的外表面；响应于电气设备的感测条件或电气设备的预测条件产生激活信号；响应于激活信号激活次级冷却系统；以及用次级冷却系统冷却绕组的内部。本专利技术的另一实施方式涉及包括绕组、主冷却系统、次级冷却系统和热交换器的电气设备。绕组包括内部和外表面。主冷却系统冷却绕组的外表面。次级冷却系统冷却绕组的内部。热交换器热耦合至主冷却系统和次级冷却系统。本专利技术的另一实施方式涉及包括主绕组、次级绕组、主冷却系统、次级冷却系统和热交换器的电气设备。主绕组包括内部和外表面。次级绕组包括内部和外表面。主冷却系统冷却主绕组的外表面和次级绕组的外表面。次级冷却系统冷却主绕组的内部和次级绕组的内部。热交换器热耦合至主冷却系统和次级冷却系统。本专利技术的另一实施方式涉及包括铁心、缠绕在铁心周围的绕组、主冷却系统、次级冷却系统和热交换器的变压器。绕组包括内部和外表面。主冷却系统冷却铁心和绕组的外表面。次级冷却系统冷却绕组的内部。热交换器热耦合至主冷却系统和次级冷却系统。本专利技术的另一实施方式涉及包括铁心、缠绕在铁心周围的主绕组、缠绕在铁心周围的次级绕组、主冷却系统、次级冷却系统和热交换器的变压器。主绕组包括内部和外表面。次级绕组包括内部和外表面。主冷却系统冷却铁心、主绕组的外表面以及次级绕组的外表面。次级冷却系统冷却主绕组的内部和次级绕组的内部。热交换器热耦合至主冷却系统和次级冷却系统。本专利技术的另一实施方式涉及冷却电气设备的方法，该电气设备包括具有内部和外表面的绕组。该方法包括：用主冷却系统冷却绕组的外表面；用次级冷却系统冷却绕组的内部；以及将主冷却系统和次级冷却系统热耦合至共享的热交换器。本专利技术的另一实施方式涉及包括绕组、主冷却系统和次级冷却系统的电气设备。绕组包括内部和外表面。主冷却系统冷却绕组的外表面。次级冷却系统冷却绕组的内部并具有与绕组的内部成热交换关系的热管。本专利技术的另一实施方式涉及包括主绕组、次级绕组、主冷却系统和次级冷却系统的电气设备。主绕组包括内部和外表面。次级绕组包括内部和外表面。主冷却系统冷却主绕组的外表面和次级绕组的外表面。次级冷却系统冷却主绕组的内部和次级绕组的内部并具有多个热管，其中第一热管与主绕组的内部成热交换关系，并且第二热管与次级绕组的内部成热交换关系。应当理解，前述理念和下面更详细描述的附加理念的所有组合(假设这些理念不是相互冲突的)被考虑作为本文披露的创新性主题的一部分。具体地说，出现在本申请结尾的要求保护的主题的所有组合被考虑作为本文披露的创新性主题的一部分。附图说明本领域内技术人员将理解，附图主要是为了解说的目的并且不旨在限制本文描述的创新性主题的范围。图1是根据一示例性实施方式示出的电气设备的示意图。图2是图1的电气设备的一部分沿线2-2的示意性横截面。图3是根据一示例性实施方式示出的用于冷却电气设备的方法的流程图。图4是根据一示例性实施方式示出的电气设备的示意图。图5是根据一示例性实施方式示出的电气设备的示意图。图6是根据一示例性实施方式示出的电气设备的示意图。图7是根据一示例性实施方式示出的电气设备的示意图。图8是根据一示例性实施方式示出的电气设备的示意图。图9是根据一示例性实施方式示出的电气设备的示意图。图10是根据一示例性实施方式示出的电气设备的示意图。图11是根据一示例性实施方式示出的电气设备的示意图。图12是图11的电气设备的一部分沿线12-12的示意性横截面。图13是根据一示例性实施方式示出的电气设备的示意图。图14是根据一示例性实施方式示出的电气设备的示意图。当结合附图考虑时，本文披露的创新性理念的特征和优势将从下面给出的详细说明中变得更为明显。具体实施方式总体上参照附图，示出和描述了包括主冷却系统和次级冷却系统的电气设备和用主冷却系统和次级冷却系统冷却电气设备的方法。在附图示出的和下文描述的示例性实施方式中所使用的是变压器。然而，本申请的教导可适用于其它电气设备，尤其适用于包括电动机、电感器和发电机的感应性电气设备。参见图1，变压器100包括壳体或罐105、铁心110、主绕组115和次级绕组120。绕组115及绕组120缠绕在铁心110周围。在使用时，改变流过主绕组115的主电流在铁心110内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电气设备，其包括：包括内部和外表面的绕组；用于冷却所述绕组的所述外表面的主冷却系统；用于冷却所述绕组的所述内部的次级冷却系统；以及被配置成响应于所述电气设备的感测条件或所述电气设备的预测条件激活所述次级冷却系统的致动器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.17 US 13/474,5381.一种电气设备，其包括：
包括内部和外表面的绕组；
用于冷却所述绕组的所述外表面的主冷却系统；
用于冷却所述绕组的所述内部的次级冷却系统；以及
被配置成响应于所述电气设备的感测条件或所述电气设备的预测条件激
活所述次级冷却系统的致动器。
2.如权利要求1所述的电气设备，其中所述致动器被配置成响应于所述
电气设备的感测条件激活所述次级冷却系统。
3.如权利要求2所述的电气设备，其中所述感测条件包括所述电气设备
的温度。
4.如权利要求2所述的电气设备，其中所述感测条件包括所述主冷却系
统的温度。
5.如权利要求2所述的电气设备，其中所述感测条件包括所述绕组的温
度。
6.如权利要求2所述的电气设备，其进一步包括：
铁心，其位于所述绕组内使得所述绕组缠绕在所述铁心周围；并且
其中所述感测条件是所述铁心的温度。
7.如权利要求2所述的电气设备，其中所述感测条件包括跨越所述绕组
的电压。
8.如权利要求2所述的电气设备，其中所述感测条件包括流过所述绕组
的电流。
9.如权利要求2所述的电气设备，其中所述感测条件包括流过所述绕组
的AC电流。
10.如权利要求2所述的电气设备，其中所述感测条件包括流过所述绕
组的DC电流。
11.如权利要求1所述的电气设备，其中所述致动器被配置成响应于所
述电气设备的预测条件激活所述次级冷却系统。
12.如权利要求11所述的电气设备，其中所述预测条件包括响应于太阳
事件的流过所述绕组的增加的电流。
13.如权利要求11所述的电气设备，其中所述预测条件包括响应于电磁
脉冲的流过所述绕组的增加的电流。
14.如权利要求11所述的电气设备，其中所述预测条件包括所述电气设
备的预测温度。
15.如权利要求11所述的电气设备，其中所述预测条件是基于流过所述
电气设备的瞬变电流的量以及流过所述电气设备的瞬变电流的持续时间。
16.如权利要求11所述的电气设备，其中所述预测条件包括高于阈值电
流的流过所述电气设备的电流。
17.如权利要求1所述的电气设备，其中所述绕组包括通道；并且
其中所述次级冷却系统包括冷却流体以及与所述通道流体连通的高压流
体源。
18.如权利要求17所述的电气设备，其中所述高压流体源通过所述致动
器被激活使得所述高压流体源将所述冷却流体提供至所述通道，由此冷却所
述绕组的所述内部。
19.如权利要求18所述的电气设备，其中所述冷却流体在所述通道中经
历相变。
20.如权利要求18所述的电气设备，其中所述次级冷却系统是闭环系
统，以使所述冷却流体在经过所述通道后返回到所述高压流体源。
21.如权利要求18所述的电气设备，其中所述次级冷却系统是开环系
统。
22.如权利要求21所述的电气设备，其中所述次级冷却系统进一步包括
外部散热器，使得所述冷却流体在经过所述通道后流至所述外部散热器。
23.如权利要求17所述的电气设备，其中所述高压流体源包括泵。
24.如权利要求17所述的电气设备，其中所述高压流体源包括蓄积器。
25.如权利要求17所述的电气设备，其中所述冷却流体与所述主冷却系
统共享；并且
其中所述冷却流体根据需要被引导至所述次级冷却系统。
26.如权利要求1所述的电气设备，其中所述电气设备是变压器、电感
器、电动机和发电机中的一种。
27.如权利要求1所述的电气设备，其进一步包括：
热耦合至所述次级冷却系统的热交换器。
28.如权利要求27所述的电气设备，其中所述热交换器热耦合至所述主
冷却系统。
29.如权利要求1所述的电气设备，其中所述致动器被进一步配置成响
应于第二激活信号来改变所述次级冷却系统的热性能。
30.一种电气设备，其包括：
包括内部和外表面的主绕组；
包括内部和外表面的次级绕组；
用于冷却所述主绕组的所述外表面和所述次级绕组的所述外表面的主冷
却系统；
用于冷却所述主绕组的所述内部和所述次级绕组的所述内部的次级冷却
系统；以及
被配置成响应于激活信号激活所述次级冷却系统的致动器，所述激活信
号指示所述电气设备的感测条件或所述电气设备的预测条件。
31.如权利要求30所述的电气设备，其中所述主绕组包括形成在所述主
绕组内的主绕组通道；
其中所述次级绕组包括形成在所述次级绕组内的次级绕组通道；并且
其中所述次级冷却系统包括：主绕组冷却系统，所述主绕组冷却系统具
有第一冷却流体和与所述主绕组通道流体连通的第一高压流体源，以及次级
绕组冷却系统，所述次级绕组冷却系统具有第二冷却流体和与所述次级绕组
通道流体连通的第二高压流体源。
32.如权利要求31所述的电气设备，其中所述第一高压流体源包括第一
泵；并且
其中所述第二高压流体源包括第二泵。
33.如权利要求32所述的电气设备，其中所述主绕组冷却系统进一步包
括与所述主绕组通道流体连通的第一返回流体储液器；并且
其中所述次级绕组冷却系统进一步包括与所述次级绕组通道流体连通的
第二返回流体储液器。
34.如权利要求32所述的电气设备，其中所述主绕组冷却系统进一步包
括与所述第一泵和所述主绕组通道流体连通的第一热交换器；并且
其中所述次级绕组...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗德里克·A·海德，乔丁·T·卡勒，小洛厄尔·L·伍德，
申请(专利权)人：埃尔瓦有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US