一种高散热性变压器制造技术

本发明专利技术公开了一种高散热性变压器，涉及变压器技术领域，包括底座，沿低压线圈的轴向在气道中部设有分隔板，沿分隔板的周向在其上表面上间隔开设有多个连通孔，沿分隔板的周向在其上表面上开有两组分流孔；初级螺旋管靠近低压线圈外侧，次级螺旋管靠近高压线圈的内侧；在分隔板的下表面设有绝热筒，沿绝热筒的轴向在其壁内设有流道；沿分隔板的周向在其上表面中部设有绝缘筒，绝缘筒的下端部正对连通孔的中部，在绝缘筒内壁与初级螺旋管之间、绝缘筒外壁与次级螺旋管之间均留有间隙。本发明专利技术通过风冷与油冷两者方式的协作，能确保气道底部与气道顶部处的温差始终处于一个稳定的范围值，即保障变压器所产生的热量全部散发到周围的介质中。介质中。介质中。

【技术实现步骤摘要】
一种高散热性变压器


[0001]本专利技术涉及变压器
，具体提供一种高散热性变压器。

技术介绍

[0002]变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心，主要功能有电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离和稳压等，按用途可以分为配电变压器、全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、油浸式变压器、单相变压器、电炉变压器和整流变压器等。干式变压器广泛用于局部照明、高层建筑和机场，简单的说干式变压器就是指铁芯和绕组不浸渍在绝缘油中的变压器，冷却方式分为自然空气冷却(AN)和强迫空气冷却(AF)，自然空冷时，变压器可在额定容量下长期连续运行，强迫风冷时，变压器输出容量可提高50％，适用于断续过负荷运行，或应急事故过负荷运行。
[0003]在实际使用时，变压器存在温度过高的异常情况，当发生温度异常时，一般需要人工干预的检修维护，但是人工干预若不及时，容易影响变压器的安全运行，甚至存在一定的安全隐患。变压器出现温度异常时除开其内部构件原因，还包括诸多的外部因素，如：(1)变压器冷却循环系统故障；电力变压器除用散热管冷却散热外还有强迫油循环风冷、水循环等散热方式，一旦冷却散热系统故障或散热条件差将造成运行中的变压器温度上升(尤其在夏日炎热季节)；(2)变压器室的进出风口阻塞或积尘严重；变压器室的进出风口是变压器运行中空气对流的通道，一旦阻塞或积尘严重，变压器的发热条件稳定而散热条件恶化，无法及时向周围空气散热，进而导致变压器运行中温度上升。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供一种高散热性变压器，通过设置特定的冷却散热结构来避免现有干式变压器冷却降温效率低下的问题。
[0005]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0006]一种高散热性变压器，包括底座，在底座上由内向外依次设置有铁芯、低压线圈和高压线圈，且低压线圈外侧与高压线圈内侧之间设有环空状的气道，沿所述低压线圈的轴向在气道中部设有将气道分割成两部分且呈环形的分隔板，沿分隔板的周向在其上表面上间隔开设有多个优弧状的连通孔，沿分隔板的周向在其上表面上开有两组呈劣弧状的分流孔，且多个连通孔位于两组分流孔之间；
[0007]在气道内分别设有中部贯穿分隔板的初级螺旋管、次级螺旋管，初级螺旋管靠近低压线圈外侧，次级螺旋管靠近高压线圈的内侧，初级螺旋管、次级螺旋管的正向投影分别与之对应的分流孔所覆盖；
[0008]在分隔板的下表面设有绝热筒，沿绝热筒的轴向在其壁内设有与多个连通孔连通的流道；
[0009]沿分隔板的周向在其上表面中部设有绝缘筒，绝缘筒的下端部正对连通孔的中部，且绝缘筒与绝热筒同轴，在绝缘筒内壁与初级螺旋管之间、绝缘筒外壁与次级螺旋管之
间均留有间隙。
[0010]现有的干式变压器传热方式包括两个方面：内部各部分之间的传热和变压器各表面与环境之间的传热，内部传热包括铁芯、低压线圈、高压线圈内部以及三者之间通过气道的热传递，变压器与环境之间的传热包括气道扩展内表面和整体外表面对环境的辐射和对流散热，气道的传热效果直接影响到整个变压器的散热效果，进而影响变压器的平均温升和最热点温升；现有技术中，变压器的散热一般采用风机从气道底部进气的方式以实现散热降温，当低压线圈、高压线圈以及铁芯辅警的空气温度上高后，其密度降低，气道内由于热浮升力的作用被加热的空气向上流动，从线圈的上部流出，冷空气冲气道底部注入，形成连续的气流以实现热量的外排；而需要确定的一点是，在冷空气沿气道由下往上移动的过程中通过热交换而使之温度升高，而无论是低压线圈还是高压线圈，两者的最热点位置并不相同，低压线圈的最热点位于其轴向高度四分之三与其径向二分之一位置的交错点附近；而高压线圈的最热点位置位于其内侧，处于其轴向中心线与径向中心线的交错点偏内的附近，如此，使得位于气道底部的冷空气在进入气道的行程内后会受到多次不同等级的加热流程，最终导致的结果为气道底部与气道顶部的气流温差值波动幅度过大，即持续的风冷操作无法维持变压器的热平衡状态。根据上述现有技术中的缺陷，申请人设计出一种降温冷却管路，应用至现有的干式变压器中，通过风冷与油冷两者方式的协作，能确保气道底部与气道顶部处的温差始终处于一个稳定的范围值，即保障变压器所产生的热量全部散发到周围的介质中。
[0011]具体操作时，在注气之前根据变压器内部件的损耗可以对降温方式进行适当调整，即单独选用风冷或是油冷，亦或是两者相互结合，以确保变压器始终维持热平衡状态；当采用风冷与油冷结合时，初级螺旋管与次级螺旋管中的冷却油均处于循环流动流动状态，且分别对低压线圈、高压线圈进行初次降温，而位于底座上的风机的出风口与气道底部正对，冷空气由下至上进入至气道内，分成三路，分别对应初级螺旋管、次级螺旋管以及绝热筒中的流道，与初级螺旋管、次级螺旋管分别对应的第一路和第三路气流能将其产生的热量往靠近气道顶部的方向牵引，而进入流道内的第二路气流则在绝缘筒的隔热保护下不受低压线圈和高压线圈所释放热量的影响，直接进入到气道中部，经过连通孔的分流后再次被分割成两股且直接作用至位于气道中上部的初级螺旋管和次级螺旋管所对应的区域内，同时第一路气流和第二路气流在被加热后通过分流孔进入至位于气道中上部的初级螺旋管和次级螺旋管所对应的区域内，分流后的第二路气流与加热后的第一路气流、第三路气流混合，起到降温冷却的做用，最终从气道顶部排出，以完成对变压器的降温操作。
[0012]需要进一步说明的是，在气道内且位于分隔板的中下部区域中，由于气道进口端的气流流动不稳定，使得该区域的扰动增大，在一定程度上减小了附面层的厚度，使得初级螺旋管与低压线圈外侧、次级螺旋管与高压线圈内侧之间的换热效率增强，同时也使得第一路气流和第二路气流的受热程度增加，上升至气道中部的两路气流温度增加幅度变大，而对应的高压线圈与低压线圈中部与两路气流的温差变小，并且低压线圈与高压线圈的最热点位置分别位于各自区域的中上部，初级螺旋管与初次加热后的第一路气流之间的换热效率明显降低；对此，本技术方案在气道中部设置分隔板、在气道下部设置绝热筒，首先将气道下方的第一路气流与第二路气流的流通截面缩小一部分，使得两路气流的流速增大，以避免在气道中上部出现稳定的层流，同时连通孔对未被加热的第二路气流进行分流处
理，即分别将第二路气流分成两股且分别进入至初级螺旋管、次级螺旋管所处的区域，两股冷空气与加速后的第一路气流与第二路气流混合，直接将气道中上部容易形成较厚的附面层破坏掉，继而改善气道中上部的换热效率，确保变压器维持其热平衡状态。
[0013]所述初级螺旋管的内径大于所述次级螺旋管的内径。作为优选，由于低压线圈的最热点位置位于气道中部偏上的位置，而高压线圈因其外侧与自然环境之间进行辐射对流使得其其最热点位置接近气道中部，初级螺旋管靠近低压线圈外侧，使得低压线圈外侧与高压线圈内侧的换热效率变化，进而改变气道中的附面层厚度，加快热量的散发。
[0014]每组分流孔包括多个间隔设置的劣弧孔，且多个劣弧孔与多个连通孔交错分布。作为优选，两组分流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高散热性变压器，包括底座(1)，在底座(1)上由内向外依次设置有铁芯(4)、低压线圈(3)和高压线圈(2)，且低压线圈(3)外侧与高压线圈(2)内侧之间设有环空状的气道(7)，其特征在于：沿所述低压线圈(3)的轴向在气道(7)中部设有将气道(7)分割成两部分且呈环形的分隔板(5)，沿分隔板(5)的周向在其上表面上间隔开设有多个优弧状的连通孔(11)，沿分隔板(5)的周向在其上表面上开有两组呈劣弧状的分流孔(16)，且多个连通孔(11)位于两组分流孔(16)之间；在气道(7)内分别设有中部贯穿分隔板(5)的初级螺旋管(8)、次级螺旋管(15)，初级螺旋管(8)靠近低压线圈(3)外侧，次级螺旋管(15)靠近高压线圈(2)的内侧，初级螺旋管(8)、次级螺旋管(15)的正向投影分别与之对应的分流孔(16)所覆盖；在分隔板(5)的下表面设有绝热筒(12)，沿绝热筒(12)的轴向在其壁内设有与多个连通孔(11)连通的流道；沿分隔板(5)的周向在其上表面中部设有绝缘筒(6)，绝缘筒(6)的下端部正对连通孔(11)的中部，且绝缘筒(6)与绝热筒(12)同轴，在绝缘筒(6)内壁与初级螺旋管(8)之间、绝缘筒(6)外壁与次级螺旋管(15)之间均留有间隙。2.根据权利要求1所述的一种高散热性变压器，其特征在于：所述初级螺旋管(8)的内径大于所述次级螺旋管(15)的内径。3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏发万，李霞，李先明，张绍宽，
申请(专利权)人：四川众信通用电力有限公司，
类型：发明
国别省市：