一种大电流变压器空气冷却装置及冷却方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种大电流变压器空气冷却装置及冷却方法，冷却装置包括变压器本体，在所述变压器本体中部设有绕组及铁芯结构，所述绕组及铁芯结构包括铁芯、以及设置铁芯两侧的高压侧绕组和低压侧绕组，所述高压侧绕组周侧设有对流机构，所述低压侧绕组周侧设置有风力冷却机构，所述风力冷却机构用于将低压侧绕组上产生的热量利用风力传导进行散热并使低压侧绕组周侧空气温度降低。本发明专利技术通过将通过电流大的低压侧绕组设为空心导线，将空心导线中的空心腔体作为空气冷却的流通通道，直接对发热导线进行冷却降温，在不影响导线正常使用的情况下冷却效率更高。情况下冷却效率更高。情况下冷却效率更高。

【技术实现步骤摘要】
一种大电流变压器空气冷却装置及冷却方法


[0001]本专利技术涉及变压器冷却
，具体涉及一种大电流变压器空气冷却装置及冷却方法。

技术介绍

[0002]干式变压器因没有油，也就没有火灾、爆炸、污染等问题因而在电力行业中广泛应用，现有干式变压器通常包括同轴设置的高压绕组和低压绕组，所述低压绕组位于高压绕组内侧，所述高压绕组和低压绕组整体设置在浇注而成的环氧树脂绝缘层内，从而解决干式变压器的绝缘问题；
[0003]在长直导体的截面上，恒定的电流是均匀分布的对于交变电流，导体中出现自感电动势抵抗电流的通过，这个电动势的大小正比于导体单位时间所切割的磁通量，以圆形实心导体为例，越靠近导体中心处，受到外面磁力线产生的自感电动势就越大；越靠近表面处则越不受其内部磁力线的影响，因而，自感电动势就越小，这就导致导体表面处电流密度较大，当电流频率较高时，可以认为电流只在导线表面很薄的一层中流过；
[0004]基于以上理论，目前常用的干式变压器，为了提高其散热能力，通常在环氧树脂绝缘层内位于高压绕组和低压绕组之间设有冷却风道，或者将实心导体变为空心导体，将空心导体作为冷却风道，对比两种散热方式，在高压绕组和低压绕组之间设有冷却风道，其散热效果依然不十分理想，长时间运行时变压器容易发热，限制了变压器过载运行的能力，同时温度过高会加速绝缘材料的老化使其失去绝缘性能，轻者会缩短干式变压器的使用寿命，重者会引起火灾事故，而使用空心导体自身作为风道不仅能大大提高导线的利用率，还能提高导线的冷却性能。

技术实现思路
r/>[0005]本专利技术的目的在于提供一种大电流变压器空气冷却装置，以解决现有技术中中仅在高压绕组和低压绕组之间设有冷却风道，散热能力不强，导致变压器使用寿命短和过载运行能力差的技术问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术具体提供下述技术方案：
[0007]一种大电流变压器空气冷却装置，包括变压器本体，在所述变压器本体中部设有绕组及铁芯结构，所述绕组及铁芯结构包括铁芯、以及设置铁芯两侧的高压侧绕组和低压侧绕组，所述高压侧绕组周侧设有对流机构，所述低压侧绕组周侧设置有风力冷却机构，所述风力冷却机构用于将低压侧绕组上产生的热量利用风力传导进行散热并使低压侧绕组周侧空气温度降低，所述对流机构用于将高压侧绕组周侧的由于高压侧绕组发热造成的热空气与经过风力冷却机构散热降温后低压侧绕组周侧的低温空气之间形成空气对流并使流经高压侧绕组周侧的低温空气与高压侧绕组进行热量交换。
[0008]作为本专利技术的一种优选方案，所述低压侧绕组由空心导线构成，所述空心导线的中部包含有与空心导线长度一致的管状空心腔体，在所述空心腔体的多条内径处设有多条
分隔板面，多条所述分隔板面的一端与空心腔体的内壁相连，另一端相交于空心腔体的横截平面圆心处，所述任意两条分隔板面和位于两条分隔板面之间的空心腔体弧形部分共同形成供气体流通的独立腔体，所述独立腔体用于对流经空心腔体中的气体进行分散降温，所述分隔板面用于增大与流经空心腔体中气体的接触面积。
[0009]作为本专利技术的一种优选方案，所述分隔板面由大理石材料制作而成，且分隔板面长度与空心腔体长度相同。
[0010]作为本专利技术的一种优选方案，所述风力冷却机构包括分别与空心腔体的两端相连的两条通风管道，以及为冷却空气在通风管道提供流动动力的泵力装置，所述泵力装置的进气口和出气口分别与两条通风管道相连并使两条通风管道处于相连通结构，在与所述泵力装置进气口相连的通风管道上设置有冷却高压仓，所述空心腔体、通风管道、泵力装置依次连通构成供冷却空气流通的风力冷却通道。
[0011]作为本专利技术的一种优选方案，所述冷却高压仓内部存储有固态干冰，所述冷却高压仓上表面开设有由电磁阀控制开闭的通孔，开启的所述通孔将所述冷却高压仓和通风管道进行连通，所述冷却高压仓内部的固态干冰沿通孔流入通风管道中与通风管道中的冷却空气混合。
[0012]作为本专利技术的一种优选方案，所述对流机构包含设置在高压侧绕组侧边的两个环形安装架，两个所述环形安装架分别为第一安装架和第二安装架，所述第一安装架和第二安装架的内径上均设有多条安装支杆，多条所述安装支杆在环形安装架的中心处相交，多条所述安装支杆在相交处留有容置槽，所述容置槽内部嵌有驱动电机，在所述驱动电机的驱动轴的外壁上环形排布有多个角形叶片，所述角形叶片在驱动电机的驱动轴作用下做圆周转动。
[0013]作为本专利技术的一种优选方案，所述第一安装架和第二安装架相互独立且位于同一平面上，所述第一安装架和第二安装架上的角形叶片所做的圆周转动平面与低压侧绕组所在平面相平行，所述第一安装架上的容置槽和第二安装架上的容置槽中的驱动电机具有相反的转动方向。
[0014]作为本专利技术的一种优选方案，所述第一安装架的上方和第二安装架的上方均设有空气挡板，所述空气挡板用于防止高压侧绕组周侧的热空气向上串逸。
[0015]作为本专利技术的第二个方面，本专利技术提供了一种基于所述大电流变压器空气冷却装置的冷却方法，包括如下步骤：
[0016]S100、打开电磁阀，将干冰放入高压仓中将电磁阀关闭进行封存，检查并清洁空心腔体保持其中的独立腔体连通，备用；
[0017]S200、启动泵力装置，使冷却空气在风力冷却通道中循环流通；
[0018]S300、控制电磁阀开启，让高压仓中的干冰流出与风力冷却通道中的空气相接触，使空气由高温变低温，低温冷却空气在风力冷却通道中流通不断与低压侧绕组导线中进行热量传导交换，以及低压侧绕组的导线和周侧空气进行热量传导交换，使低压侧绕组的导线和周侧空气温度降低；
[0019]S400、启动对流机构，将高压侧绕组和低压侧绕组周侧的空气进行循环对流，将高压侧绕组导线热量与从低压侧绕组周侧流通而来的低温空气进行传导交换，使高压侧绕组温度降低。
[0020]本专利技术与现有技术相比较具有如下有益效果：
[0021]本专利技术通过将通过电流大的低压侧绕组设为空心导线，将空心导线中的空心腔体作为空气冷却的流通通道，直接对发热导线进行冷却降温，在不影响导线正常使用的情况下冷却效率更高，并且在高压侧绕组端设置有对流机构，定向加强高压侧绕组周侧由于导线发热造成的热空气与经过低压侧绕组周侧的低温空气之间的空气对流，使高压侧绕组周侧的热空气流至低压侧绕组周侧并将热量传导到空心腔体内部的冷却空气中，从而热空气变为低温空气继续加入对流循环过程，最终保证高压侧绕组和低压侧绕组周侧的空气温度保持低温状态，达到散热效果保证变压器的过载运行，避免导线过热出现自燃火灾等危险，提高安全性。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
[0023]图1为本专利技术实施例提供的空气冷却装置结构示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大电流变压器空气冷却装置，其特征在于，包括变压器本体(1)，在所述变压器本体(1)中部设有绕组及铁芯结构(2)，所述绕组及铁芯结构(2)包括铁芯(201)，以及分别设置于所述铁芯(201)两侧的高压侧绕组(202)和低压侧绕组(203)，所述高压侧绕组(202)周侧设有对流机构(4)，所述低压侧绕组(203)周侧设置有风力冷却机构(3)，所述风力冷却机构(3)用于将低压侧绕组(203)上产生的热量利用风力传导进行散热；所述对流机构(4)用于将高压侧绕组(202)周侧由于发热形成的热空气与经过风力冷却机构(3)散热降温后，与低压侧绕组(203)周侧的低温空气之间形成空气对流，还用于使流经高压侧绕组(202)周侧的低温空气与高压侧绕组(202)进行热量交换。2.根据权利要求1所述的一种大电流变压器空气冷却装置，其特征在于，所述低压侧绕组(203)包括空心导线，所述空心导线内设有与其长度一致的管状空心腔体(2031)；所述空心腔体(2031)的多条内径处设有多条分隔板面(2032)，多条所述分隔板面(2032)的一端与空心腔体(2031)的内壁相连，另一端相交于空心腔体(2031)的横截平面圆心处；所述任意两条分隔板面(2032)和位于两条分隔板面(2032)之间的空心腔体(2031)弧形部分共同形成供气体流通的独立腔体(2033)，所述独立腔体(2033)用于对流经空心腔体(2031)中的气体进行分散降温，所述分隔板面(2032)用于增大与流经空心腔体(2031)中气体的接触面积。3.根据权利要求2所述的一种大电流变压器空气冷却装置，其特征在于，所述分隔板面(2032)为大理石材质，且分隔板面(2032)长度与空心腔体(2031)长度相同。4.根据权利要求2所述的一种大电流变压器空气冷却装置，其特征在于，所述风力冷却机构(3)包括分别与空心腔体(2031)的两端相连的两条通风管道(301)，还包括为冷却空气在通风管道(301)提供流动动力的泵力装置(302)；所述泵力装置(302)的进气口和出气口分别与两条通风管道(301)相连并使两条通风管道(301)处于相连通结构，在与所述泵力装置(302)进气口相连的通风管道(301)上设置有冷却高压仓(5)，所述空心腔体(2031)、通风管道(301)、泵力装置(302)依次连通构成供冷却空气流通的风力冷却通道。5.根据权利要求4所述的一种大电流变压器空气冷却装置，其特征在于，所述冷却高压仓(5)内部存储有固态干冰，所述冷却高压仓(5)上表面开设有由...

【专利技术属性】
技术研发人员：李应光，李春，刘纪堂，梁嘉棋，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司东莞供电局，
类型：发明
国别省市：