基于超临界流体的变压器及全周期管理方法技术

本发明专利技术涉及一种基于超临界流体的变压器及全周期管理方法，将超临界流体应用于变压器，利用其高渗透性、高热传导性和高绝缘性，避免出现导热真空，使得变压器系统出现局部高温热点的概率降低，即使出现局部高温热点，由于超临界流体的超高热传导性、强内部湍流(均一性)，能够使得高温热点的温度迅速传导到控温装置的温度测点和压力测点，并迅速采取措施保障变压器的安全，解决了传统变压器理论和实践都难以解决的局部高温热点控制、温度测点布置、温度监控等诸多难题。温度监控等诸多难题。温度监控等诸多难题。

【技术实现步骤摘要】
基于超临界流体的变压器及全周期管理方法


[0001]本专利技术涉及变压器
，特别是涉及基于超临界流体的变压器全周期管理方法(A Life cycle Management Method for Transformer Based on Supercritical Fluids(SCFs))。

技术介绍

[0002]电力变压器是一种为工矿企业与民用建筑供配电系统中的重要设备之一，它是根据电磁感应的原理实现电能传递的。现有技术中，变压器一般有两种，分为油浸式变压器和干式变压器。油浸式变压器是将铁芯和绕组浸泡在油箱中，变压器工作产生的热量通过导热油带走，为了加快油箱内部热油循环，一般采用变频泵运行，油泵的磨损、长时间工作杂质的混入可能引起变压器油液中金属含量增大，而变压器中金属杂质的大量存在降低了油介质的绝缘电阻，影响变压器的安全稳定运行。干式变压器是指铁芯和绕组不浸渍在绝缘油中的变压器，干式变压器相对油浸变压器安全、防火、无污染、机械强度高、稳定性好、可靠性高等，但是干式变压器的冷却方式多为自然空气冷却，设备投资成本高，另外干式变压器承受负荷的能力要比油浸式变压器差。
[0003]不论是油浸式变压器还是干式变压器，在工作时都产生大量的热，系统运行中存在高温热点，高温热点的出现时间从理论和实践上都无法预判，高温热点出现的位置难以测量，从理论上也难以推导，是目前理论和实践都难以解决的问题。也因为高温热点的出现时间和位置的不确定性，温度测点的布置位置和数量缺乏理论依据，监控困难，导致变压器的设计、运行和监控都面临巨大挑战，还存在温度监控滞后的问题，对系统的安全稳定影响巨大；另一方面，不论是油浸式变压器还是干式变压器，均存在因冷却介质损耗/质变等问题而导致系统故障、报废情况，长时间运行系统的维护和报废处理也是目前巨量变压器面临的严峻挑战。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的缺陷，从而提供一种基于超临界流体的变压器及全周期管理方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]一种基于超临界流体的变压器，包括：
[0007]变压器壳体，为封闭式结构；
[0008]铁芯，位于所述变压器壳体内；
[0009]高压绕组，缠绕在所述铁芯上并与所述变压器壳体外部连接；
[0010]低压绕组，缠绕在所述铁芯上并与所述变压器壳体外部连接；
[0011]绝缘介质，密封充盈在所述变压器壳体内，所述绝缘介质能够在液态气体和超临界流体之间转变，所述铁芯、所述高压绕组和所述低压绕组沉浸在所述超临界流体中；
[0012]还包括控温装置，所述控温装置与所述超临界流体换热，以使所述超临界流体维
持超临界状态。
[0013]优选地，所述控温装置包括加热组件、散热组件、温度测点和压力测点；
[0014]所述温度测点用于检测所述超临界流体的温度，所述压力测点用于检测所述超临界流体的压力；所述加热组件和所述散热组件基于所述温度测点的检测结果对所述超临界流体加热或散热，以使所述超临界流体维持超临界状态。
[0015]优选地，所述加热组件设置在所述变压器壳体上，并与变压器壳体内的介质接触，用于将介质加热达到超临界状态。
[0016]优选地，所述加热组件为电加热器。
[0017]优选地，所述散热组件包括散热片和散热器，所述散热片与所述变压器壳体内的绝缘介质接触散热，所述散热器位于所述变压器壳体外部，对所述散热片散热。
[0018]优选地，所述超临界流体为超临界二氧化碳。
[0019]优选地，所述变压器壳体为耐压壳体，耐受压力在8
‑
9Mpa。
[0020]优选地，所述变压器壳体为球形或圆柱形；所述铁芯为环形铁芯。
[0021]为实现上述目的，本专利技术还采用了如下技术方案：
[0022]一种基于超临界流体的变压器的全周期管理方法，采用如下步骤制作上述基于超临界流体的变压器：
[0023]将铁芯、高压绕组和低压绕组组装并放入变压器壳体内，所述变压器壳体内部具有初级引脚，将所述高压绕组和所述低压绕组分别与初级引脚连接，变压器壳体的外部具有二级引脚，所述二级引脚与所述初级引脚连接，并与变压器壳体绝缘密封；
[0024]在所述变压器壳体上设置控温装置；
[0025]对所述变压器壳体内充入液态气体并封闭变压器壳体。
[0026]优选地，本方法还包括如下步骤：
[0027]变压器启动时，通过控温装置，使液态气体转变为超临界流体，并维持超临界状态；
[0028]变压器正常工作时，铁芯、高压绕组和低压绕组的热量传递至超临界流体，进而传递至变压器壳体，变压器壳体自然散热将热量传递到外界空气中；
[0029]控温装置中的温度测点和压力测点实时监测超临界流体的温度和压力，若控温装置监测到温度高于设定值，则控温装置发出警报，启动控温装置中的散热组件对超临界流体进行散热，或控制变压器紧急停机。
[0030]相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0031]上述技术方案中所提供的基于超临界流体的变压器及全周期管理方法，将超临界流体应用于变压器，利用其高渗透性和高热传导性，避免出现导热真空，使得变压器系统出现局部高温热点的概率降低，即使出现局部高温热点，由于超临界流体的超高热传导性，能够使得高温热点的温度迅速传导到控温装置的温度测点和压力测点，并迅速采取措施保障变压器的安全，解决了传统变压器理论和实践都难以解决的局部高温热点控制、温度测点布置、温度监控等诸多难题。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体
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，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1为本专利技术实施例的基于超临界流体的变压器的结构示意图。
[0034]附图标记说明：
[0035]1、变压器壳体；2、铁芯；21、高压绕组；22、低压绕组；3、绝缘介质；4、控温装置；41、温度测点；42、压力测点；43、加热组件；44、散热片；45、散热器。
具体实施方式
[0036]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0037]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超临界流体的变压器，其特征在于，包括：变压器壳体，为封闭式结构；铁芯，位于所述变压器壳体内；高压绕组，缠绕在所述铁芯上并与所述变压器壳体外部连接；低压绕组，缠绕在所述铁芯上并与所述变压器壳体外部连接；绝缘介质，密封充盈在所述变压器壳体内，所述绝缘介质能够在液态气体和超临界流体之间转变，所述铁芯、所述高压绕组和所述低压绕组沉浸在所述超临界流体中；还包括控温装置，所述控温装置与所述超临界流体换热，以使所述超临界流体维持超临界状态。2.根据权利要求1所述的基于超临界流体的变压器，其特征在于，所述控温装置包括加热组件、散热组件、温度测点和压力测点；所述温度测点用于检测所述超临界流体的温度，所述压力测点用于检测所述超临界流体的压力；所述加热组件和所述散热组件基于所述温度测点的检测结果对所述超临界流体加热或散热，以使所述超临界流体维持超临界状态。3.根据权利要求2所述的基于超临界流体的变压器，其特征在于，所述加热组件设置在所述变压器壳体上，并与变压器壳体内的介质接触，用于将介质加热达到超临界状态。4.根据权利要求3所述的基于超临界流体的变压器，其特征在于，所述加热组件为电加热器。5.根据权利要求2所述的基于超临界流体的变压器，其特征在于，所述散热组件包括散热片和散热器，所述散热片与所述变压器壳体内的绝缘介质接触散热，所述散热器位于所述变压器壳体外部，对所述散热片散热。6.根据权利要求1至5任一项所述的基...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮炯明，
申请(专利权)人：阮炯明，
类型：发明
国别省市：