地下变电站的大型电力变压器冷却系统技术方案

一种地下变电站的大型电力变压器冷却系统，包含：变压器油箱循环导油管，其设置在地下变电站中，分别连接设置在地下变电站中的大型电力变压器的油箱的出油端和进油端；热管换热器，其包含互相连接的蒸发段和冷凝段，所述的蒸发段设置在地下变电站中，所述的冷凝段设置在地面上。本发明专利技术利用热管换热器这一高性能传热元件，来实现将大型电力变压器的热量从地下传送到地面，热管换热器中的冷却介质无需外部动力源即可实现热量的高效传递，工作可靠性高、系统运行维护简单，特别适用于无人值守、要求高可靠性的地下高压变电站，大型电力变压器的油箱和循环导油管路等组件都处于常规大气压下工作，减小了渗漏隐患。

Cooling system of large power transformer in underground substation

Contains a large power transformer cooling system, an underground substation transformer tank: circular guide pipe, which is arranged in the underground substation, the oil outlet end and the oil inlet end are respectively connected with large power transformer in the substation in underground tank; heat pipe heat exchanger, comprising interconnected evaporation section and the condensation section the evaporation section, arranged on the underground substation, the condensing section is arranged on the ground. The invention uses the heat pipe heat exchanger this high performance heat transfer components, to achieve the large power transformer heat from underground transmission to the ground, high efficiency heat transfer tube heat exchanger cooling medium in the heat without external power source can work, high reliability, simple operation and maintenance, especially suitable for unattended and the requirement of the high reliability of underground high-voltage substation, large power transformer tank and the circulating oil conduit and other components are in the normal atmospheric pressure, reduce the leakage.

【技术实现步骤摘要】
地下变电站的大型电力变压器冷却系统
本专利技术涉及大型电力变压器领域，尤其涉及一种地下变电站的大型电力变压器冷却系统。
技术介绍
随着经济的快速发展，人口的迁移，特大型中心城市人口密集、用电负荷高。为减少变电站用地和噪声污染，越来越多的市区变电站建造为地下变电站，通常情况下，地下变电站中将变压器本体放置在地面以下，散热器放置在地表，以保证其散热效率。如何合理地将变压器本体的热量传输到散热器中已成为制约地下变压器安全运行的重要因素。现有的变压器冷却方案有以下几种：第一种方案采用常见的油油自然冷却，即变压器本体的热油通过联接管道通入到放置于地面的散热器中，地表的散热器将油冷却后，通过联接管道送回。这种方案的缺点是随着地下至地表的高度落差增大，变压器本体油箱及各附件承受油压剧增，泄漏风险增大，更为主要的是这种结构容易造成变压器本体热点温升过高，给绝缘带来隐患。第二种方案在第一种方案的基础上，采用强迫循环，即通过泵来输送冷却介质，可以是油水换热、油油换热等，即变压器本体的高温热油在地下通过换热将热量传递给冷却介质（水或油），吸收了变压器热量的冷却介质再由泵输送至地表散热。这种方案能够改善第一种方案的部分缺陷，但冷却介质循环系统复杂，运行维护工作量大。第三种方案是在ABB等研究机构的所公布的专利中，将蒸发冷却的热管引入到变压器本体的线圈中（CN103208356A、CN102804293A、CN102696081A），但此种方案目前只能用于电压等级较低的干式变压器中（35kV电压等级），对于高电压等级的变压器（220KV及以上）则难以解决绝缘的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种地下变电站的大型电力变压器冷却系统，无需外部动力源即可实现热量的高效传递，工作可靠性高、系统运行维护简单，同时减小了渗漏隐患。为了达到上述目的，本专利技术提供一种地下变电站的大型电力变压器冷却系统，包含：变压器油箱循环导油管，其设置在地下变电站中，分别连接设置在地下变电站中的大型电力变压器的油箱的出油端和进油端；热管换热器，其连接变压器油箱循环导油管，该热管换热器包含互相连接的蒸发段和冷凝段，所述的蒸发段设置在地下变电站中，所述的冷凝段设置在地面上。所述的变压器油箱循环导油管包含上部出油管和下部回油管，该上部出油管的一端连接大型电力变压器油箱的出油端，另一端连接热管换热器的蒸发段，该下部回油管的一端连接大型电力变压器油箱的进油端，另一端连接热管换热器的蒸发段，蒸发段、上部出油管、下部回油管和变压器油箱形成完整的循环油路。所述的热管换热器采用一体式热管换热器，该一体式热管换热器包含通过绝热段连接的蒸发段和冷凝段。所述的绝热段外部包裹绝热材料。所述的热管换热器采用分体式热管换热器，该分体式热管换热器包含分别通过蒸汽汇集管和冷凝液汇集管连接的蒸发段和冷凝段。所述的蒸汽汇集管外部包裹绝热材料。本专利技术利用热管换热器这一高性能传热元件，来实现将大型电力变压器的热量从地下传送到地面，热管换热器中的冷却介质无需外部动力源即可实现热量的高效传递，工作可靠性高、系统运行维护简单，特别适用于无人值守、要求高可靠性的地下高压变电站，大型电力变压器的油箱和循环导油管路等组件都处于常规大气压下工作，减小了渗漏隐患。附图说明图1是本专利技术的一个实施例的结构示意图。图2是本专利技术的另一个实施例的结构示意图。具体实施方式以下根据图1和图2，具体说明本专利技术的较佳实施例。如图1和图2所示，本专利技术提供一种地下变电站的大型电力变压器冷却系统，包含：变压器油箱循环导油管2，其设置在地下变电站中，分别连接设置在地下变电站中的大型电力变压器3的油箱的出油端和进油端；热管换热器1，其连接变压器油箱循环导油管2，该热管换热器1包含互相连接的蒸发段101和冷凝段102，所述的蒸发段101设置在地下变电站中，所述的冷凝段102设置在地面上。所述的变压器油箱循环导油管2包含上部出油管201和下部回油管202，该上部出油管201的一端连接大型电力变压器油箱的出油端，另一端连接热管换热器1的蒸发段101，该下部回油管202的一端连接大型电力变压器油箱的进油端，另一端连接热管换热器1的蒸发段101，蒸发段101、上部出油管201、下部回油管202和变压器油箱形成完整的循环油路。设置在地下变电站中的大型电力变压器1与常规变压器一样，油箱上部的上部出油管201将油箱顶部的热油导出，油箱下部的下部回油管202将冷却后的冷油导入大型电力变压器，如此变压器的绝缘油完成循环冷却过程。由于变压器油箱循环导油管2不需要设置在地面部分，因此在整个循环冷却的过程中变压器绝缘油处于正常压力下，减小了渗漏隐患。大型电力变压器2的顶部热油将热量传递给蒸发段101中的冷却介质，冷却介质蒸发，蒸汽从地下变电站上升至地面，蒸汽在地面的冷凝段102被冷却后凝结，冷凝液依靠重力的作用回流至蒸发段101。热管换热器1是一种具有高导热性能的传热元件，它通过在全封闭的真空管壳内冷却介质的蒸发与冷凝来传递热量，具有极高的导热性，良好的等温性、可远距离传热等一系列特性能。如图1所示，当地下大型电力变压器和热管换热器设置在地面部分的冷凝段之间的高度落差不大（小于等于10米）时，可以采用一体式热管换热器，该一体式热管换热器包含通过绝热段103连接的蒸发段101和冷凝段102。绝热段103外部包裹绝热材料，起到绝热保温作用，使蒸汽可以顺利的上升到冷凝段。大型电力变压器2的顶部热油将热量传递给蒸发段101中的冷却介质，冷却介质蒸发，蒸汽从地下变电站上升至地面，蒸汽在地面的冷凝段102被冷却后凝结，冷凝液依靠重力的作用回流至蒸发段101，无需泵等额外动力装置。如图2所示，当地下大型电力变压器和热管换热器设置在地面部分的冷凝段之间的高度落差较大（大于10米）时，可以采用分体式热管换热器，该分体式热管换热器包含分别通过蒸汽汇集管104和冷凝液汇集管105连接的蒸发段101和冷凝段102，所述的蒸汽汇集管104外部包裹绝热材料，起到绝热保温作用，以确保热蒸汽能够顺利的通入到热管换热器冷凝段进行冷凝。大型电力变压器2的顶部热油将热量传递给蒸发段101中的冷却介质，冷却介质蒸发，蒸汽通过蒸汽汇集管104从地下变电站上升至地面冷凝段102，蒸汽在地面的冷凝段102被冷却后凝结，冷凝液依靠重力的作用经过冷凝液汇集管105回流至蒸发段101，无需泵等额外动力装置。分体式热管换热器相比传统热管换热器的最大不同在于，蒸发段与冷凝段相对独立，从而实现远程传热，便于现场灵活布置。针对地面部分的冷凝段的冷却手段，除了采用空气自然冷却之外，可随大型电力变压器热负荷的增加而采取进一步强化传热的手段，例如在夏季用电高峰期，可通过风机强吹热管换热器的冷凝段，或通过水喷淋热管换热器的冷凝段等方式来辅助散热冷却。本专利技术具有以下优点：1、利用热管换热器这一高性能传热元件，来实现将大型电力变压器的热量从地下传送到地面，热管换热器中的冷却介质无需外部动力源即可实现热量的高效传递，工作可靠性高、系统运行维护简单，特别适用于无人值守、要求高可靠性的地下高压变电站；2、大型电力变压器的油箱和循环导油管路等组件都处于常规大气压下工作，减小了渗漏隐患；3、本专利技术对于大型电力变压器的本体无任何特殊要求，特别适用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地下变电站的大型电力变压器冷却系统，其特征在于，包含：变压器油箱循环导油管（2），其设置在地下变电站中，分别连接设置在地下变电站中的大型电力变压器（3）的油箱的出油端和进油端；热管换热器（1），其连接变压器油箱循环导油管（2），该热管换热器（1）包含互相连接的蒸发段（101）和冷凝段（102），所述的蒸发段（101）设置在地下变电站中，所述的冷凝段（102）设置在地面上。

【技术特征摘要】
1.一种地下变电站的大型电力变压器冷却系统，其特征在于，包含：变压器油箱循环导油管（2），其设置在地下变电站中，分别连接设置在地下变电站中的大型电力变压器（3）的油箱的出油端和进油端；热管换热器（1），其连接变压器油箱循环导油管（2），该热管换热器（1）包含互相连接的蒸发段（101）和冷凝段（102），所述的蒸发段（101）设置在地下变电站中，所述的冷凝段（102）设置在地面上。2.如权利要求1所述的地下变电站的大型电力变压器冷却系统，其特征在于，所述的变压器油箱循环导油管（2）包含上部出油管（201）和下部回油管（202），该上部出油管（201）的一端连接大型电力变压器油箱的出油端，另一端连接热管换热器（1）的蒸发段（101），该下部回油管（202）的一端连接大型电力变压器油箱的进油端，另一端连接热管换热器（1）的蒸发段（101）中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏本刚，姚周飞，黄华，王黎明，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，华东电力试验研究院有限公司，吴江变压器有限公司，上海赛璞乐电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31