一种变压器冷却系统技术方案

一种变压器冷却系统，包括由变压器油箱、第一集油管、第二集油管与散热片构成一个闭合循环回路；散热片由两块完全一样的铝合金金属平板封装而成，两块铝合金金属平板之间构成一个封闭空腔，且在散热片上分布有若干将封闭空腔分隔成若干油道的焊道，在油道外表面加工有若干相同的生长型翅片，在散热片上端设置有与分油口、油道相连通的入油口、下端设置有与汇油口、油道相连通的出油口。采用本发明专利技术的变压器冷却系统在主变压器发热功率一定时，冷却装置空气侧对流面积得到显著提高，从而使得冷却装置的散热能力显著增加，可以及时将主变压器内部的热量排出至周围环境中，进而降低主变压器内部的热点温度，保证主变压器的安全稳定运行。行。行。

【技术实现步骤摘要】
0.2
‑
0.3mm。
[0010]所述生长型翅片的顶端和生长型翅片的根部连线与散热片平面所形成的夹角为生长形翅片的倾角θ为75
°‑
85
°
。
[0011]所述散热片之间的安装间距为H
r
，油道高度为H
t
，油道顶部的宽度为W
t
，油道外表面生长型翅片个数n的计算方法为：
[0012]所述的分油口和汇油口在第二、第一分油管上等间距开设。
[0013]采用本专利技术的变压器冷却系统在主变压器发热功率一定时，冷却装置空气侧对流面积得到显著提高，从而使得冷却装置的散热能力显著增加，可以及时将主变压器内部的热量排出至周围环境中，进而降低主变压器内部的热点温度，保证主变压器的安全稳定运行。
附图说明
[0014]图1是本专利技术的整体结构示意图。
[0015]图2是本法本专利技术的散热片的结构示意图。
[0016]图3是本专利技术的散热片的尺寸标注示意图。
[0017]图4(a)为传统型片式散热器温度场云图；
[0018]图4(b)为本专利技术片式散热器温度场分布云图。
[0019]图中，1、变压器绕组和铁心，2、变压器油箱，21、绝缘油出口，22、绝缘油进口，3、绝缘油，4、第一集油管，41、分油口，5、散热片，51、入油口，52、焊道， 53、生长型翅片，54、油道，55、出油口，6、第二集油管，61、汇油口。
具体实施方式
[0020]为了是本专利技术实现的技术手段，改进特征，达到的目的更加容易明白，以下结合附图实施例对本专利技术进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域的普通技术人员在没有作出任何创造性的劳动成果的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0021]参见图1，本专利技术变压器冷却装置00包括变压器油箱2以及设置在其中的变压器绕组和铁心1，在变压器油箱2内填充有能够浸没变压器绕组和铁心1的绝缘油3，在变压器油箱2壁面上端开设有若干绝缘油出口21，下端开设有若干与绝缘油出口 21数量相对应的绝缘油进口22，所述绝缘油进口22、绝缘油出口21分别与第二集油管6、第一集油管4相连通，且在第一集油管4与第二集油管6相对的管壁上等间距开设有若干分油口41和汇油口61，第一集油管4与第二集油管6之间安装有若干与分油口41和汇油口61相连通的散热片(5)，变压器油箱2、第一集油管4、第二集油管6与散热片5构成一个闭合循环回路；
[0022]参见图2，本专利技术的散热片5由两块完全一样的铝合金金属平板封装而成，两块铝合金金属平板之间构成一个封闭空腔，且在散热片5上分布有若干将封闭空腔分隔成若干油道54的焊道52，在油道54外表面加工有若干相同的生长型翅片53，在散热片上端设置有与分油口41、油道54相连通的入油口51、下端设置有与汇油口61、油道54相连通的出油口
55。
[0023]参见图3，本专利技术的铝合金金属平板的厚度F
p
为1
‑
2mm，生长型翅片53是利用刀片铲削油道54外表面加工而成，生长型翅片53的厚度F
t
为0.2
‑
0.3mm，生长型翅片53的顶端和生长型翅片53的根部连线与散热片5平面所形成的夹角为生长形翅片的倾角θ为75
°‑
85
°
。
[0024]散热片5之间的安装间距为H
r
，油道高度为H
t
，油道顶部的宽度为W
t
，则油道外表面可加工翅片个数的个数n的计算方法为：
[0025][0026]其中，n为整数，[X]表示取实数X的整数部分。
[0027]所述油道顶部的宽度W
t
一定时，所述生长型翅片加工数量越多，生长型翅片间距P
f
越小，即生长型翅片的长度越短，根据建立不同的几何参数模型，通过数值模拟结果得到的生长型翅片间距P
f
和变压器冷却装置性能之间的规律，确定油道外表面可加工翅片个数在满足下式时，片式散热器散热能力较优。即：
[0028][0029]其中，n为整数，[X]表示取实数X的整数部分。
[0030]当主变压器00在工作时，变压器绕组和铁心1在有电流流经时会产生损耗，这些损耗最终会转化成热量加热变压器绕组和铁心1周围的绝缘油3，由于热胀冷缩，受热的绝缘油3温度升高，密度减小，在重力和浮升力的作用下，高温的绝缘油3向上流动。具有一定的流动速度的高温绝缘油3经过第一集油管4分流至各个散热片5 中，经散热片5与周围空气进行对流换热，进行热交换后的绝缘油3温度降低，密度变大，在重力的作用下汇集到第二集油管6中流回主变压器油箱2中，如此往复，绝缘油3在主变压器油箱2和散热片5之间形成循环流动，将变压器绕组和铁心1等部件产生的热量及时转移到周围环境中，从而降低主变压器00的内部温度，保障主变压器00的安全稳定运行。
[0031]尽管已经对本专利技术做了详尽的表述和图形示例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本专利技术的原理的技术上对本专利技术的实施例进行变换、优化和改进，但是本专利技术的范围由所附权利要求及其同等物限定。
[0032]本专利技术中的散热片与
技术介绍
中传统的散热片进行了数值模拟验证，为简化工作量，选取模型中的油道进行数值模拟对比分析，模型两种的油道的几何尺寸为长度 500mm。
[0033]采用STAR
‑
CCM+软件对两种片式散热器进行数值模拟，边界条件与外部环境因素均相同，其中，入口条件为绝缘油流速分别0.05m/s,绝缘油温度为343.15K，外部环境换热条件为自然对流，环境温度为298.15K，空气侧自然对流换热系数设置为6W/m2K。
[0034]参见图4，其中，数值模拟结果的温度场分布云图对比结果如下图所示(图(a) 为传统型片式散热器温度场云图，图(b)为本专利技术片式散热器温度场分布云图)：
[0035]数值模拟结果对比如下表所示：
[0036]片式散热器散热量(W)出口温度(K)
传统型20.09342.18本专利技术37.47341.35
[0037]根据数值模拟结果看出。在入口油速和外部环境相同的条件下，本专利技术的散热片散热性能明显优于传统型散热片，因此也可以说明本专利技术的变压器冷却系统的冷却性能具有明显的优越性。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变压器冷却系统，其特征在于：包括变压器油箱(2)以及设置在其中的变压器绕组和铁心(1)，在变压器油箱(2)内填充有能够浸没变压器绕组和铁心(1)的绝缘油(3)，在变压器油箱(2)壁面上端开设有若干绝缘油出口(21)，下端开设有若干与绝缘油出口(21)数量相对应的绝缘油进口(22)，所述绝缘油进口(22)、绝缘油出口(21)分别与第二集油管(6)、第一集油管(4)相连通，且在第一集油管(4)与第二集油管(6)相对的管壁上开设有若干分油口(41)和汇油口(61)，第一集油管(4)与第二集油管(6)之间安装有若干与分油口(41)和汇油口(61)相连通的散热片(5)，变压器油箱(2)、第一集油管(4)、第二集油管(6)与散热片(5)构成一个闭合循环回路；所述散热片(5)由两块完全一样的铝合金金属平板封装而成，两块铝合金金属平板之间构成一个封闭空腔，且在散热片(5)上分布有若干将封闭空腔分隔成若干油道(54)的焊道(52)，在油道(54)外表面加工有若干相同的生长型翅片(53)，在散热片上端设置有与分油口(41)、油道(54)相连通的入油口(51)、下端设置有与汇油口(61)、油道(54)相连通的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘迎文，苗阿乐，白晓春，朱超，王莹，杨鹏，王绿，耿明昕，赵亚林，马建刚，
申请(专利权)人：国网陕西省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：