静电感应系统技术方案

发明专利技术涉及静电感应系统，包括冷却流体、外壳(12)和内壳(14)、包括被堆叠在相互的顶部上并且被定位在外壳和内壳(12，14)之间的多个线圈单元(16)和被配置成在线圈单元(16)之间形成多个中间流体管道(32)的多个线圈单元间隔件(20)的线圈组件(6)。静电感应系统进一步包括第一和邻接的第二扇区(2，2’)，各扇区(2，2’)包括具有多个流体引导件(24，26)的流体引导件布置(A，B)，其中扇区(2，2’)的一对的两个随后的流体引导件(24，26)之间的以线圈单元(16)计数时的竖直距离不同于相同扇区(2，2’)的另一对的两个随后的流体引导件(24，26)之间的以线圈单元(16)计数时的竖直距离，并且其中第一扇区(2)的第一流体引导件布置(A)不同于第二扇区(2”)的第二流体引导件布置(B)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
专利技术涉及正常情况下由流体冷却的诸如变压器系统等的静电感应系统。
技术介绍
诸如芯式变压器等的已知静电感应系统由包含由芯构成的器身的罐组成，其中芯具有围绕它们卷绕的若干载流绕组。电绕组或线圈被布置在电绝缘筒体之间。电绕组可以被埋设或成形为布置在相互的顶部上的盘。电绕组也可以被以螺旋状成形。当变压器在使用中时盘产生热，这需要通过诸如例如油或酯基液体的冷却流体来消散。热降低变压器系统的预期寿命并且因此一般要求通过使用高效且稳健的冷却系统使变压器系统冷却。盘通常通过间隔件在竖直方向上间隔开以在两个盘中间或者在螺旋绕组的两个匝中间形成用于冷却液体的水平流体管道。竖直流体管道通常形成在外筒体与堆叠盘之间和在内筒体与堆叠盘之间。在大多数情况中竖直流体管道通过用于将绝缘筒体保持在适当位置的间隔肋在水平或周向方向上被限制或限定。已知变压器的冷却系统可以包括迫使液体在某些方向上流动的多个流体引导件，以便提高变压器冷却系统的效率。流体引导件正常情况下挨着内或/或外筒体被布置在两个相邻的间隔肋中间，使得正在竖直流体管道中向上流动的流体被迫使以之字形流动图案流动到位于流体引导件下方的水平流体管道内。一般情况下流体引导件被沿着壳体的圆周以对称图案挨着堆叠盘的内周并挨着堆叠盘的外周布置。对称意味着流体引导件被以重复或周期性图案布置在堆叠盘的内周和外周上，其中具有有关制造考虑的微小偏差。US4’245’206A公开了一种包括外绝缘筒体和内绝缘筒体的变压器，在外和内筒体之间布置有线圈单元。水平和竖直间隔构件被用于将线圈单元定位在外和内筒体之间并且用于将线圈单元相互远离地布置以形成用于冷却液体的水平和竖直通道。流动控制构件被布置在竖直间隔构件之间以便通过减小竖直管道的截面来引导并控制流体流动。流动控制构件被以跨越变压器的整个高度的恒定节距周向且竖直地对称且周期性地布置。被布置在截面积中的流动控制构件总是对称布置并且在一些情况中在竖直方向上移位，如US4’245’206A的图17中图示出的。归因于流体控制构件的对称布置，热点可以容易扩散、尤其是在线圈单元16的周向方向上，并且峰值温度区域不能被有效地冷却。归因于绕组中的损失的产生，发生了影响绝缘的老化速率并由此影响变压器的寿命期的热点。热点温度的实际位置和幅值取决于油流动引导件的实际分布。重要的设计目标是使最大热点温度保持尽可能低。因此，变压器中的流动引导件的分布或布置因此要求仔细的考虑和恰当的分析。
技术实现思路
鉴于以上情况本专利技术的目的是提供一种稳健、高效且耐用的改进的静电感应系统。静电感应系统可以是功率变压器或电抗器。本专利技术的另一目的是提供一种即使在高负载下也连续且稳定地工作的静电感应系统。这里所公开静电感应系统包括冷却流体、外壳和内壳、包括被堆叠在相互的顶部上并且被定位在外和内壳之间的多个线圈单元和被配置成在线圈单元之间形成多个中间流体管道的多个线圈单元间隔件的线圈组件。静电感应系统进一步包括第一和邻接的第二扇区，第一和第二扇区中的每一个包括具有多个流体引导件的流体引导件布置，其中扇区的一对的两个随后的流体引导件之间的以线圈单元计数时的竖直距离不同于相同扇区的另一对的两个随后的流体引导件之间的以线圈单元计数时的竖直距离，并且从而第一扇区的第一流体引导件布置不同于第二扇区的第二流体引导件布置。第一扇区的流体引导件布置可以不仅因为它被竖直移位而不同于第二扇区的流体引导件布置。静电感应系统进一步可以包括围绕线圈组件的内周并围绕线圈组件的外周均匀布置的多个竖直内和外线圈单元间隔肋，从而各自的两个相邻的竖直内线圈单元间隔肋和两个相应的相邻竖直外线圈单元间隔肋约束线圈单元组件的第一扇区。外壳和内壳可以形成被配置成接收包括线圈单元的线圈组件和其他潜在电气部件的壳体的一部分。上述静电感应系统的第一和第二流体引导件布置的建立确保了热点的幅值通过在线圈单元中和冷却流体中的热传递或者在线圈单元的周向方向上的传导而被降低。假使发生了不期望的热点，根据专利技术的静电感应系统也能够使热点均衡、尤其是在热点、甚至不期望的热点正常情况下扩散所围绕的线圈单元的周向方向上。即使在异常负载条件或过载期间发生热点，也能够通过使用如上所述的配置使来自该热点的热能量均衡或消散。当进行静电感应系统的热分析时，热点和具有增加的温度的区域变得可见。计算流体动力学(CFD)或热动力网络建模方法可以用于进行热分析。使用纤维光学传感器的直接温度测量方法也可以用于分析静电感应系统中的温度分布。根据这样的热分析，流体引导件可以被分布在静电感应系统内。有利地，第一和第二流体引导件布置包括挨着内壳布置的内流体引导件和挨着外壳布置的外流体引导件。流体引导件可以确保冷却流体流动被从竖直流动方向改变至水平流动方向并且回来使得冷却流体可以进入中间管道。扇区的内流体引导件与随后的外流体引导件之间的以线圈单元计数时的竖直距离可以不同于相同扇区的相同内流体引导件与在前的外流体引导件之间的以线圈单元计数时的竖直距离。另外，扇区的外流体引导件与随后的内流体引导件之间的以线圈单元计数时的竖直距离可以不同于相同扇区的相同外流体引导件与在前的内流体引导件之间的以线圈单元计数时的竖直距离。当跨越线圈组件的高度观看时两个随后的外流体引导件之间的竖直距离可以变化并且两个随后的内流体引导件之间的竖直距离可以变化。该措施可以增加具有较高发热的区域的冷却的效率。另外，这可以降低冷却流体、例如冷却油的温度。在优选的实施例中内和外流体引导件被以非周期性方式横跨至少两个扇区布置。内流体引导件被基本上布置在由线圈单元或线圈组件的内周限定的表面上，并且外流体引导件被布置在由线圈单元或线圈组件的外周限定的表面上。这些表面被分成扇区并且当至少两个扇区相互挨着分析时，流体引导件被非周期性地分布。甚至能够具有跨越三个或更多扇区非周期性分布的内和外流体引导件。因此理论上能够具有跨越静电感应系统的线圈组件的整个内和外周以非常任意的方式分布的流体引导件。优选地，静电感应系统包括内竖直流体管道和外竖直流体管道。竖直流体管道被配置成提供用于冷却流体的竖直通道。在实施例中，内和外流体引导件被配置成分别或多或少完全阻塞内和外竖直流体管道中的竖直冷却流体流动。这样的阻塞确保比较大量的冷却流体被导向到中间流体管道内使得线圈单元沿着其水平表面被有效地冷却。有利地，第一扇区的第一流体引导件布置不与第二扇区的第二流体引导件布置一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静电感应系统，包括：‑冷却流体，‑外壳(12)和内壳(14)，‑线圈组件(6)，包括：被堆叠在相互的顶部上并且被定位在所述外壳和内壳(12，14)之间的多个线圈单元(16)，和被配置成在所述线圈单元(16)之间形成多个中间流体管道(32)的多个线圈单元间隔件(20)，‑第一扇区和邻接的第二扇区(2，2’)，各扇区(2，2’)包括具有多个流体引导件(24，26)的流体引导件布置(A，B)，其中扇区(2，2’)的一对的两个随后的流体引导件(24，26)之间的以线圈单元(16)计数时的竖直距离不同于相同扇区(2，2’)的另一对的两个随后的流体引导件(24，26)之间的以线圈单元(16)计数时的竖直距离，并且其中所述第一扇区(2)的所述第一流体引导件布置(A)不同于所述第二扇区(2’)的所述第二流体引导件布置(B)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.23 EP 13185589.21.一种静电感应系统，包括：
-冷却流体，
-外壳(12)和内壳(14)，
-线圈组件(6)，包括：被堆叠在相互的顶部上并且被定位在所述外壳和内壳(12，14)之
间的多个线圈单元(16)，和被配置成在所述线圈单元(16)之间形成多个中间流体管道(32)
的多个线圈单元间隔件(20)，
-第一扇区和邻接的第二扇区(2，2’)，各扇区(2，2’)包括具有多个流体引导件(24，26)
的流体引导件布置(A，B)，其中扇区(2，2’)的一对的两个随后的流体引导件(24，26)之间的
以线圈单元(16)计数时的竖直距离不同于相同扇区(2，2’)的另一对的两个随后的流体引
导件(24，26)之间的以线圈单元(16)计数时的竖直距离，并且其中所述第一扇区(2)的所述
第一流体引导件布置(A)不同于所述第二扇区(2’)的所述第二流体引导件布置(B)。
2.根据权利要求1所述的静电感应系统，其中所述第一流体引导件布置和第二流体引
导件布置(A，B)包括挨着所述内壳(14)布置的内流体引导件(24)和挨着所述外壳(12)布置
的外流体引导件(26)。
3.根据权利要求2所述的静电感应系统，其中扇区(2，2’)的内流体引导件(24)与随后
的外流体引导件(26)之间的以线圈单元(16)计数时的竖直距离不同于相同扇区(2，2’)的
所述内流体引导件(24)与在前的外流体引导件(26)之间的以线圈单元(16)计数时的竖直
距离。
4.根据权利要求2所述的静电感应系统，其中扇区(2，2’)的外流体引导件(26)与随后
的内流体引导件(24)之间的以线圈单元(16)计数时的竖直距离不同于相同扇区(2，2’)的
所述外流体引导件(26)与在前的内流体引导件(24)之间的以线圈单元(16)计数时的竖直
距离。
5.根据前述权利要求中的任一个所述的静电感应系统，其中所述内流体引导件和外流
体引导件(24，26)被以非周期性方式横跨至少两个扇区(2，2’)布置。
6....

【专利技术属性】
技术研发人员：T·拉内里德，A·古斯塔弗森，J·哈杰克，J·克拉南博格，R·贝尔弗德希拉，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH