变压器/电抗器导流散热/消音结构制造技术

一种电力变压器／电抗器导流散热兼备消音功能的结构，其特征在于由导流管和导流罩组成的自然对流导流结构，提高了冷却介质的流动速度，降低了设备的温升，节约了能源；同时，对于干式变压器／电抗器强迫空气循环冷却时，在导流管内设置轴流风机实现高效均匀冷却。当导流管和导流罩采用吸音材料时，能够屏蔽和衰减铁心发出的噪声，实现消音效果。

【技术实现步骤摘要】
专利技术所属领域本专利技术属于电力变压器/电抗器制造

技术介绍
现有的自然循环冷却的电力变压器/电抗器，无论是油浸式的还是干式的，均依赖于设备电能损耗产生的热量作为流体介质循环的推动力进行自然对流，然而，按标准规定一定容量的变压器/电抗器其损耗发热是限制在一定范围内的，是非常有限的，而同一容量的变压器可能设计成不同的高度/宽度比例，有的矮胖有的瘦高，而且，对于饼式线圈结构，将比圆筒式线圈结构具有更大的冷却介质循环阻力，这样，由于循环阻力影响，它们的循环效果就有差异。尽管温升设计会考虑这些形状因素，但往往是以增加尺寸和制造成本为代价的，现有技术的变压器/电抗器结构，由于没有对流冷却介质的定向导流设计，所以，冷却流体的运动存在大量的涡流，因而损失了大量的流动动能。有效地利用变压器/电抗器损耗发热转换而来的动力，可以提高冷却介质的对流流动流速，降低变压器/电抗器的运行温升，这样就相当于减小了绕组工作电阻，即可以减少焦耳热，可有效节约能源，同时可提高变压器/电抗器的使用寿命。另外，由于干式变压器/电抗器的铁心裸露在空气中，没有有效的消音或屏蔽结构，同容量的干式变压器/电抗器比油浸的噪声水平要高出许多。这给在人口密集的社区使用干式变压器/电抗器带来烦恼。专利技术任务和技术方案本专利技术旨在寻找一种解决方案，能够实现流体的导流循环，减少流体动能的涡流散失，提高冷却介质的定向流动速度，这样就可以降低绕组的工作温度，即降低变压器运行时的绕组电阻，带来节能效果。利用烟囱效应的基本原理，本专利技术构思了一种简单易行的导流方法，就是在变压器/电抗器上设置导流罩和导流管，依靠变压器/电抗器损耗热量为推动力，提高冷却介质的对流循环速度。与此同时，当导流罩和导流管使用吸音材料时，可以屏蔽和阻尼衰减铁心磁致伸缩产生的噪声发射。下面结合实施例说明本专利技术涉及的导流式变压器/电抗器散热/消音结构。附图说明图1是由导流罩、线圈、和导流管组成的导流散热/消音结构图2是由导流罩和导流管组成的导流散热/消音结构图1和图2中1-线圈，2-导流罩，3-导流管，4-轴流风机，5-铁心为表达和叙述方便，图1和图2中仅示意出单相的导流循环结构，对三相变压器/电抗器的导流结构可以是独立的三套雷同单相的导流循环结构，也可以是由三套单相导流循环结构在几何上相贯形成的一套联体结构。图1中，导流罩(2)在线圈(1)的下部，形状为钟罩，导流罩(2)承口直接和线圈(1)下端对接，导流管(3)和线圈(1)上端对接起到流道延伸作用，获得烟囱效果。导流罩(2)扩散口需要和地面(或外壳底面)之间保持一定的距离，使得流体介质能够畅顺流通灌入。汇流后的低温流体通过线圈(1)内部流道、线圈(1)和铁心(5)之间的流道冷却变压器/电抗器的电磁组件。图2中，导流罩(2)在线圈(1)的下部，形状为钟罩，导流管(3)直接和导流罩(2)对接，获得烟囱效果。变压器/电抗器的线圈(1)及铁心(5)包络在导流管(3)内部。同样，导流罩(2)扩散口需要和地面(或外壳底面)之间保持一定的距离，使得流体介质能够畅顺流通。汇流后的低温流体通过线圈(1)内部流道、线圈(1)和导流管(3)之间流道、线圈(1)和铁心(5)之间的流道冷却变压器/电抗器的电磁组件。导流管(3)的高度视不同产品而定，在一定高度范围内，导流管越高则烟囱效应越明显。图1和图2示意的两种导流散热结构，附加的材料不多，但由于烟囱效应，大大提高了流体循环效率，尤其对绝缘耐热等级较高的、空气对流冷却的干式变压器/电抗器，效果非常明显。对于油浸变压器/电抗器，由于导热油的粘滞性、以及流速低，对流效果提升幅度相对有限。图1和图2中的导流散热结构，至少应有导流罩(2)或导流管(3)二者中的一项，都可以起到导流散热作用，改善设备冷却效果。现有技术的空气自然对流冷却的干式变压器/电抗器，为了保证在变压器/电抗器短时过负荷情况下安全运行，大部分设计成兼备强迫风冷功能的双重冷却方式，为此在线圈的下方增加了冷却风机，由于没有导流装置，为获得送风区域的均匀冷却程度，多使用6台宽体帘式风机(也称惯流风机)，总功率根据设备容量不同在200W-600W水平，但这种风机的送风效果明显不如轴流风机，噪音也相对较大，造价相对较高，消耗了较多电能。所以，在本专利涉及的导流冷却技术方案中，在导流管(3)内部装设轴流风机(4)，可大大提高空气循环效率。轴流风机(4)一般安装在铁心(5)的顶部，排风方向向上。每个导流通道一台，所以，对于三相变压器/电抗器则使用3台风机。单台风机功率一般在50W左右。图中示意的箭头方向为风流动方向。这种方案适用于兼备自然风冷(AN)和强迫风冷(AF)两种冷却方式的变压器/电抗器。轴流风机具有噪音小、同等功率的风机风量远大于帘式风机、廉价等优势。这种导流结构强迫风冷方案对电磁组件冷却的均匀程度远远高于现有技术的帘式风机方案。从图1和图2示意的导流冷却结构可以看出，铁心(5)基本上包围在导流通道中，而导致变压器/电抗器噪声的根源是由于铁心的磁致伸缩引起的振动声波，所以，如果屏蔽并吸收铁心声波的对外传导，就可以有效降低变压器/电抗器的对外声功率发射，从而降低设备外部噪声，这对干式变压器/电抗器相当有意义。从导流通道的下部入口和上部出口泄露出来的声波将非常有限。图1和图2示意的导流罩(2)和导流管(3)是由具备绝缘特性的吸音材料制成的，这包括泡沫材料、纤维材料等等。或者，导流罩(2)和导流管(3)是由具备绝缘特性的板材制成，例如环氧树脂玻璃布板、聚酯复合箔等，内壁贴附吸音材料，这包括泡沫材料、纤维材料等等。线圈(1)对铁心(5)发射的声波具有阻隔屏蔽作用，反射到导流管(3)和导流罩(2)上后将被吸音材料吸收。实施本专利技术的技术方案获得的效果变压器/电抗器附设导流罩和导流管实现导流冷却，对兼备强迫风冷的变压器/电抗器还可以在导流管内加装轴流风机，可有效提高冷却效果，降低设备温升，从而节约能源。导流罩和导流管采用绝缘的吸音材料制备，可有效屏蔽铁心对外的噪声发射，降低干式变压器/电抗器的噪声水平。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力变压器／电抗器的导流散热／消音结构，其特征在于：在变压器／电抗器的电磁组件的下部设置起汇流作用的导流罩（２），或者在变压器／电抗器的电磁组件的外围设置起烟囱作用的导流管（３），或者是二者的结合。

【技术特征摘要】
1.一种电力变压器/电抗器的导流散热/消音结构，其特征在于在变压器/电抗器的电磁组件的下部设置起汇流作用的导流罩(2)，或者在变压器/电抗器的电磁组件的外围设置起烟囱作用的导流管(3)，或者是二者的结合。2.根据权利要求1所述的导流散热/消音结构，其特征在于在线圈(1)的下部设置有汇聚流体介质的导流罩(2)，或者在线圈(1)的上端有提高流体流速的导流管(3)，或者是二者的结合。3.根据权利要求1所述的导流散热/消音结构，其特征在于导流罩(2)和导流管(3)直接接合，变压器/电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张长增，
申请(专利权)人：张长增，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]