技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本
發(fā)明涉及變壓器領(lǐng)域,特別涉及一種車間
干式變壓器冷卻裝置。
背景技術(shù)
[0002] 變壓器包括干式變壓器和油浸變壓器;與油浸變壓器相比,干式變壓器在環(huán)保,防火阻燃、抗沖擊等性能上優(yōu)于油浸變壓器,目前在建筑內(nèi)和人員密集場(chǎng)所均采用干式變壓器,故干式變壓器廣泛也用于車間這種室內(nèi)且人員密集的場(chǎng)所。
[0003] 簡(jiǎn)單的說干式變壓器就是指
鐵芯和繞組不浸漬在絕緣油中的變壓器。冷卻方式分為自然空氣冷卻(AN)和強(qiáng)迫空氣冷卻(AF)。由于車間生產(chǎn)設(shè)備多,耗電量大,導(dǎo)致干式變壓器長(zhǎng)期滿負(fù)載工作,干式變壓器
內(nèi)圈的低壓線圈和
外圈的高壓線圈將大量產(chǎn)熱,若
散熱量跟不上產(chǎn)熱量,則低壓線圈和高壓線圈極易燒毀,導(dǎo)致變壓器無法工作,對(duì)車間的生產(chǎn)也會(huì)造成影響。因此需要增加低壓線圈和高壓線圈的散熱速度,防止變壓器負(fù)載過大而導(dǎo)致燒毀的情況發(fā)生。
[0004] 為解決上述問題,公開號(hào)為CN106449017B的中國
專利公開了一種干式變壓器冷卻裝置,包括變壓器
箱體內(nèi)部設(shè)有的冷卻室,冷卻室包括除塵過濾室和變壓器工作室,除塵過濾室下部設(shè)有變壓器工作室,變壓器箱體下部設(shè)有
支撐座,支撐座包括第一支撐座和第二支撐座,變壓器箱體上部設(shè)有進(jìn)
風(fēng)管,進(jìn)風(fēng)管上部設(shè)有與
電機(jī)相連的引風(fēng)機(jī),進(jìn)風(fēng)管下部接有進(jìn)氣
導(dǎo)管,進(jìn)氣導(dǎo)管下部設(shè)有均勻排列的進(jìn)風(fēng)嘴,進(jìn)風(fēng)嘴下部設(shè)有除塵過濾室,除塵過濾室內(nèi)壁上固定有除塵板,除塵板下部?jī)蓚?cè)設(shè)有氣體冷卻器,氣體冷卻器包括第一氣體冷卻器和第二氣體冷卻器,第一氣體冷卻器和第二氣體冷卻器之間為氣體通道,氣體通道下部設(shè)有主氣管,主氣管上設(shè)有分氣器,分氣器左側(cè)設(shè)有第一支氣管,分氣器右側(cè)設(shè)有第二支氣管,第一支氣管和第二支氣管下部為貫穿在變壓器工作室內(nèi)的豎直支氣管,變壓器工作室內(nèi)設(shè)有鐵芯,鐵芯外側(cè)包覆有線圈,豎直支氣管下部設(shè)有出氣導(dǎo)管,出氣導(dǎo)管下部設(shè)有均勻排列的出風(fēng)嘴。
[0005] 該發(fā)明將通有冷卻氣體的氣管均勻設(shè)置在變壓器箱體內(nèi)部,提高了變壓器內(nèi)部的散熱效率。線圈發(fā)熱量低時(shí),能解決線圈的散熱問題,但是冷卻裝置設(shè)置在線圈外,當(dāng)線圈
溫度升高時(shí)線圈內(nèi)部的熱量傳遞到線圈外需要一定的時(shí)間,導(dǎo)致線圈內(nèi)部的熱量無法及時(shí)導(dǎo)出,在負(fù)載高的時(shí)候,線圈仍然有燒毀的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)冷卻裝置的散熱效率不能自適應(yīng)線圈熱量的多或少,當(dāng)線圈發(fā)熱量低時(shí),仍處在大功率散熱的模式下運(yùn)行,浪費(fèi)
能源。
發(fā)明內(nèi)容
[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種車間干式變壓器冷卻裝置,解決
現(xiàn)有技術(shù)中存在的線圈散熱速度慢的問題。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明技術(shù)方案如下:
[0008] 一種車間干式變壓器冷卻裝置,包括殼體以及設(shè)置于殼體內(nèi)的若干線圈組;
[0009] 線圈組包括線圈和中央管道;所述線圈同軸排列,多段繞制于中央管道周向上;相鄰兩段燒制線圈之間由網(wǎng)格墊分隔;
[0010] 線圈、網(wǎng)格墊和中央管道由環(huán)
氧樹脂澆注為一體;所述中央管道中空,底端和頂端均開口,頂端和底端均伸出殼體外。
[0011]
基礎(chǔ)方案原理及有益效果在于:
[0012] 1、相鄰兩段燒制線圈之間由網(wǎng)格墊分隔,可以防止相鄰兩段燒制線圈之間熱量相互傳遞,避免相鄰兩段燒制線圈之間,高熱量線圈將熱量傳遞至低熱量線圈;
[0013] 2、中央管道緊貼線圈,線圈的熱量能直接傳遞到中央管道上,有助于線圈的散熱;
[0014] 3、干式變壓器在低
載荷運(yùn)行過程中,線圈發(fā)熱量較低,由于中央管道與線圈
接觸,此時(shí)線圈的熱量傳遞給中央管道,中央管道內(nèi)的空氣受熱,熱空氣沿中央管道向上升,從中央管道上端流出,將熱量帶走;同時(shí),中央管道內(nèi)的熱空氣流出后,中央管道內(nèi)壓強(qiáng)變低,冷空氣從中央管道底部補(bǔ)充進(jìn)中央管道內(nèi),然后冷空氣在中央管道內(nèi)受熱上升。如此循環(huán),產(chǎn)生煙囪效應(yīng),此時(shí)中央管道內(nèi)
對(duì)流強(qiáng),空氣流動(dòng)快,吸
收線圈熱量的空氣能很快排出中央管道,能加快線圈的散熱;
[0015] 4、該基礎(chǔ)方案在保證線圈在低發(fā)熱條件下的快速散熱的同時(shí)不耗能,有效的節(jié)約了能源。
[0016] 進(jìn)一步,線圈組數(shù)量為兩個(gè),在
水平方向上排布;相鄰線圈組中央管道的頂端之間通過頂端連接管道連通,底端之間通過底端連接管道連通;
[0017] 中央管道與底端連接管道連接處下方還設(shè)有
閥門機(jī)構(gòu),所述閥門機(jī)構(gòu)包括閥門箱,第一堵
塊、第一彈性氣囊和第一
彈簧;
[0018] 所述閥門箱,內(nèi)部中空,包括密封端和開口端,閥門箱開口端與中央管道連通,第一堵塊包括朝向閥門箱開口端的前端和朝向閥門箱封閉端的后端,第一堵塊與閥門箱滑動(dòng)連接;第一彈簧一端與密封端固定連接,第一彈簧另一端與第一堵塊后端固定連接;第一彈簧用于第一堵塊滑出閥門箱后使第一堵塊復(fù)位;
[0019] 所述第一彈性氣囊位于第一堵塊后端與閥門箱密封端之間;第一彈性氣囊用于膨脹時(shí)將第一堵塊推出閥門箱;
[0020] 所述中央管道內(nèi)部還開設(shè)有第一凹槽,第一凹槽正對(duì)閥門箱開口端;第一堵塊前端能滑入第一凹槽內(nèi);第一堵塊用于堵住中央管道;
[0021] 殼體外還設(shè)有油箱、出油部、進(jìn)油部、第二彈性氣囊;
[0022] 所述油箱外壁與殼體外壁固定連接,所述第二彈性氣囊位于油箱內(nèi)部;
[0023] 所述出油部包括出油管;所述出油管豎直固設(shè)于油箱頂部,出油管底端與油箱連通;
[0024] 所述進(jìn)油部包括橫管、第二堵塊和第二彈簧;
[0025] 橫管一端與出油管頂端連通,另一端與頂端連接管道連通,橫管正對(duì)出油管的內(nèi)壁上開設(shè)有第二凹槽,所述第二堵塊位于第二凹槽與出油管之間;所述第二彈簧一端與第二凹槽固定連接,另一端與第二堵塊固定連接;
[0026] 其中,第二彈簧用于對(duì)第二堵塊施加彈
力,使第二堵塊堵住出油管與橫管連通處。
[0027] 當(dāng)干式變壓器高載荷運(yùn)行時(shí),線圈發(fā)熱量升高,中央管道溫度升高,與中央管道連通的閥門機(jī)構(gòu)溫度升高,閥門箱內(nèi)的第一彈性氣囊受
熱膨脹,將第一堵塊向外推,第一堵塊滑入第一凹槽內(nèi),彈簧被拉伸,第一堵塊堵住中央管道,中央管道下端封閉。
[0028] 同時(shí),油箱內(nèi)的第二彈性氣囊受熱膨脹,第二彈性氣囊受熱膨脹后,
擠壓隔膜占據(jù)更多油箱內(nèi)部空間,液體受到擠壓壓強(qiáng)增大,液體對(duì)堵塊施加向上的推力,堵塊受力后滑動(dòng)到凹槽內(nèi),同時(shí)第二彈簧被壓縮。
[0029] 當(dāng)堵塊滑動(dòng)到凹槽后,出油管和橫管之間連通,油箱內(nèi)的液體流入到中央管道內(nèi)。液體流過中央管道的時(shí)候,吸收中央管道的熱量,達(dá)到為線圈降溫的目的。
[0030] 通過設(shè)置第一彈性氣囊和第二彈性氣囊,線圈發(fā)熱量升高時(shí),自動(dòng)將風(fēng)冷切換為油冷,油冷比風(fēng)冷散熱效率更高,能防止線圈
過熱。
[0031] 線圈發(fā)熱量越大,第二彈性氣囊膨脹體積越大,油箱內(nèi)液體受到的擠壓越大,液體流出更快,相同時(shí)間內(nèi)流過中央管道的液體也更多,能吸收的熱量也更多。換句話說,液體流動(dòng)的快慢與線圈發(fā)熱量的大小正相關(guān),線圈發(fā)熱量大時(shí),液體流動(dòng)更快,更帶走更多的熱量,保證線圈不會(huì)過熱。
[0032] 進(jìn)一步,殼體外還設(shè)有副油箱,油
泵、收集管道、回油管道、壓力
傳感器、
單片機(jī)和
驅(qū)動(dòng)器;
[0033] 副油箱設(shè)置在殼體底部,副油箱與底端連接管道之間連接有收集管道,副油箱設(shè)有出油口,所述出油口連接有油泵,所述回油管道一端與油箱連接,另一端與油泵連接;
[0034]
壓力傳感器位于副油箱下方;壓力傳感器用于檢測(cè)副油箱重量;
[0035] 壓力傳感器與單片機(jī)
信號(hào)連接,單片機(jī)與驅(qū)動(dòng)器信號(hào)連接;驅(qū)動(dòng)器用于控制油泵;
[0036] 其中,壓力傳感器將檢測(cè)到的副油箱重量信號(hào)發(fā)送至單片機(jī),當(dāng)單片機(jī)判斷重量信號(hào)超過
閾值時(shí),單片機(jī)通過驅(qū)動(dòng)器啟動(dòng)油泵。
[0037] 吸收中央管道內(nèi)熱量的液體,通過收集管道流入到副油箱后,單片機(jī)檢測(cè)到副油箱重量超過閾值,驅(qū)動(dòng)器啟動(dòng)油泵,油泵將副油箱內(nèi)的液體通過回油管道壓回油箱內(nèi)。高溫的液體在通過回油管道時(shí),向外散熱降溫,當(dāng)液體重新回到油箱時(shí),液體溫度降低,此時(shí)的液體能夠重新參與循環(huán)。
[0038] 進(jìn)一步,第一彈性氣囊彈性層厚度大于第二彈性氣囊彈性層厚度。
[0039] 第一彈性氣囊位于殼體內(nèi),相比于第二彈性氣囊受熱量更大,升溫更快。當(dāng)?shù)谝粡椥詺饽倚巫儠r(shí),第二彈性氣囊還未形變,此時(shí)中央管道底端閉合,空氣不再流通,但是液體還未到達(dá)中央管道內(nèi),由于此時(shí)無散熱,會(huì)造成線圈溫度陡升,容易燒毀線圈。第一彈性氣囊的彈性層厚度大于第二彈性氣囊彈性層厚度,能保證第一彈性氣囊不過早形變,防止兩種散熱方式切換的不連續(xù)導(dǎo)致線圈過熱而燒毀。
[0040] 進(jìn)一步,所述中央管道頂端設(shè)有防水罩。
[0041] 防水罩能避免雨水進(jìn)入中央管道內(nèi),防止中央管道被雨水
腐蝕。
[0042] 進(jìn)一步,所述線圈采用扁
銅線。
[0043] 扁銅線與中央管道的接觸面大,散熱效果好。
附圖說明
[0044] 圖1為一種車間干式變壓器冷卻裝置
實(shí)施例一的正視圖;
[0045] 圖2為圖1的A部放大圖。
具體實(shí)施方式
[0046] 下面通過具體實(shí)施方式進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0047]
說明書附圖中的附圖標(biāo)記包括:
[0048] 線圈1、中央管道2、上部連接管道3、矩形底座4、下部連接管道5、橫管6、出油管7、油箱8、回油管道9、油泵10、副油箱11、防水罩12、第一彈簧13、第一彈性氣囊14、第一凹槽15、第一堵塊16、閥門機(jī)構(gòu)17、第二彈性氣囊18。
[0049] 具體實(shí)施過程如下:
[0050] 實(shí)施例一
[0051] 一種車間干式變壓器冷卻裝置,包括矩形底座4、殼體和殼體內(nèi)的若干線圈組;本實(shí)施例中,線圈組數(shù)量為2個(gè),在水平方向上排布。
[0052] 線圈組包括線圈1和中央管道2;線圈1采用扁銅線;線圈1同軸排列多段繞制在中央管道2周向上;相鄰兩段燒制線圈1之間由網(wǎng)格墊分隔;,中央管道2緊貼線圈1;線圈1、網(wǎng)格墊和中央管道2由
環(huán)氧樹脂澆注為一體。
[0053] 如圖1所示,中央管道2中空,上端和頂下端均開口;中央管道2上端和下端均伸出變壓器殼體外,中央管道2上端
焊接有圓錐形防水罩12,相鄰線圈組的中央管道2之間焊接有上部連接管道3、下部連接管道5,上部連接管道3將左側(cè)中央管道2和右側(cè)中央管道2的上部連通,下部連接管道5將左側(cè)中央管道2和右側(cè)中央管道2的下部連通。
[0054] 如圖2所示,中央管道2與下部連接管道5的連接處下方設(shè)有閥門機(jī)構(gòu)17,閥門機(jī)構(gòu)17包括閥門箱、第一堵塊16、第一彈性氣囊14和第一彈簧13。閥門箱左端開口處與中央管道
2連通,第一堵塊16能在閥門箱內(nèi)左右滑動(dòng);第一堵塊16右側(cè)面與閥門箱左側(cè)面之間連接有第一彈簧13,;第一彈簧13用于第一堵塊16滑出閥門箱后使第一堵塊16復(fù)位[0055] 第一堵塊16右側(cè)面與閥門箱左側(cè)面之間還設(shè)有第一彈性氣囊14,第一彈性氣囊14用于膨脹時(shí)將第一堵塊16推出閥門箱。
[0056] 中央管道2內(nèi)壁與第一堵塊16正對(duì)方向上開設(shè)有第一凹槽15,第一堵塊16能滑入第一凹槽15內(nèi),當(dāng)?shù)谝欢聣K16滑入第一凹槽15時(shí),第一堵塊16將中央管道2下部密閉。
[0057] 變壓器殼體外設(shè)有油箱8、出油部和進(jìn)油部;油箱8豎直放置在殼體頂部、油箱8底部與
外殼4焊接。油箱內(nèi)存放的液體可以是油液和
冷卻液等,本實(shí)施例中,采用油液。
[0058] 油箱8內(nèi)設(shè)有第二彈性氣囊18,第二彈性氣囊18粘接在油箱8下部;第一彈性氣囊14和第二彈性氣囊18外殼均由
橡膠制成,第一彈性氣囊14的橡膠外殼比第二彈性氣囊18橡膠外殼厚。
[0059] 出油部包括出油管7;出油管7豎直焊接在油箱8頂部,出油管7與油箱8之間連通。
[0060] 進(jìn)油部包括橫管6、第二堵塊和第二彈簧;橫管6水平設(shè)置在出油管7頂端,橫管6左端與出油管7頂端連通,橫管6右端與上部連接管連通。第二堵塊位于橫管6內(nèi),在第二堵塊正上方的橫管6內(nèi)壁上開設(shè)有能容納第二堵塊的第二凹槽,第二堵塊上端與第二凹槽壁之間連接有第二彈簧,第二彈簧用于對(duì)第二堵塊施加彈力;當(dāng)?shù)诙椈烧I扉L(zhǎng)時(shí),第二堵塊能堵住出油管7與橫管6連通處。
[0061] 變壓器殼體外還設(shè)有副油箱11、油泵10、第一壓力傳感器、單片機(jī)、驅(qū)動(dòng)器和回油管道9。副油箱11設(shè)置在殼體底部,副油箱11上部與下部連接管連通。第一壓力傳感器設(shè)置于副油箱11底部,本實(shí)施例中,第一壓力傳感器采用金力牌微型荷重傳感器,其測(cè)量
精度高;驅(qū)動(dòng)器采用L298芯片;單片機(jī)采用AT?89C51單片機(jī)。
[0062] 副油箱11左側(cè)出油口連接有油泵10,回油管道9連接油泵10與油箱8。第一壓力傳感器與單片機(jī)信號(hào)連接,單片機(jī)與驅(qū)動(dòng)器信號(hào)連接,驅(qū)動(dòng)器與油泵10供電連接;第一壓力傳感器用于檢測(cè)副油箱11的重量;將重量信號(hào)發(fā)送至單片機(jī),單片機(jī)判斷重量信號(hào)超過第一閾值時(shí),單片機(jī)通過驅(qū)動(dòng)器啟動(dòng)油泵10。
[0063] 具體實(shí)施過程如下:
[0064] 干式變壓器在低載荷運(yùn)營(yíng)過程中,線圈1發(fā)熱量較低,第一彈性氣囊14收縮,第一堵塊16位于閥門箱內(nèi),中央管道2下端與外部連通。第二彈性氣囊18收縮,第二堵塊位于出油管7與橫管6的連通處,出油管7被封閉。
[0065] 此時(shí)線圈1的熱量傳遞給中央管道2,中央管道2發(fā)熱,中央管道2內(nèi)的空氣受熱后沿中央管道2上升,最后從中央管道2上端流出,熱空氣流出的同時(shí)也將線圈1的熱量帶走;中央管道2內(nèi)熱空氣流出后,中央管道2內(nèi)壓強(qiáng)變低,冷空氣從中央管道2下端流進(jìn)中央管道
2內(nèi)。如此循環(huán),產(chǎn)生煙囪效應(yīng),此時(shí)中央管道2內(nèi)
空氣對(duì)流加強(qiáng),空氣能將線圈1產(chǎn)生的熱量帶走,達(dá)到為線圈1降溫的效果。
[0066] 當(dāng)干式變壓器高載荷運(yùn)行時(shí),線圈1發(fā)熱量升高,中央管道2溫度升高,與中央管道2連通的閥門機(jī)構(gòu)17溫度升高,閥門機(jī)構(gòu)17內(nèi)的第一彈性氣囊14受熱膨脹,將第一堵塊16向左推,第一堵塊16向左滑入第一凹槽15內(nèi),第一彈簧13被拉伸,中央管道2下端封閉。
[0067] 同時(shí),油箱8內(nèi)的第二彈性氣囊18受熱膨脹,第二彈性氣囊18受熱膨脹后,擠壓隔膜占據(jù)更多油箱8內(nèi)部空間,隔膜擠壓油液,油液壓強(qiáng)增大,油液對(duì)第二堵塊施加向上的推力,第二堵塊向上移動(dòng)到第二凹槽內(nèi),同時(shí)第二彈簧被壓縮。
[0068] 當(dāng)?shù)诙聣K移動(dòng)到第二凹槽后,出油管7和橫管6之間連通,油箱8內(nèi)的油液流入到中央管道2內(nèi)。油液再通過中央管道2下部的下部連接管道5流入副油箱11內(nèi)。油液流過中央管道2的時(shí)候,吸收中央管道2的熱量,并隨著油液的流動(dòng)將熱量帶走,達(dá)到為線圈1降溫的目的。
[0069] 此時(shí),副油箱11的重量發(fā)生變化,單片機(jī)通過驅(qū)動(dòng)器開啟油泵10,副油箱11出口處的油泵10啟動(dòng),將副油箱11內(nèi)的油液通過回油管道9壓回油箱8內(nèi)。由于回油管道9較長(zhǎng),高溫的油液在通過回油管道9時(shí),熱量向外散發(fā),當(dāng)油液回到油箱8時(shí),油液溫度降低。
[0070] 當(dāng)干式變壓器荷載再次降低后,線圈1發(fā)熱量降低,油箱8內(nèi)溫度降低,第二彈性氣囊18收縮,第二彈性氣囊18收縮后釋放油箱8內(nèi)空間,油箱8內(nèi)油液壓強(qiáng)減小,油液不再對(duì)第二堵塊施加壓力,第二堵塊在彈簧回復(fù)力的作用下向下移動(dòng),堵住出油管7。
[0071] 同時(shí),第一彈性氣囊14溫度降低,第一彈性氣囊14收縮,不再對(duì)第一堵塊16施加支持力,第一堵塊16在第一彈簧13回復(fù)力的作用下向右滑動(dòng),滑入閥門箱內(nèi)。此時(shí)中央管道2下端與外部連通。此時(shí)冷卻裝置切換回風(fēng)冷模式。
[0072] 由于油箱8豎直放置在殼體頂部,油箱8底部與外殼4焊接,在變壓器工作時(shí),油箱8內(nèi)的油液會(huì)吸收外殼的部分熱量,使得油液具有一定的溫度。如果存放的是低溫的液體,容易導(dǎo)致中央管道溫度較低,而熱空氣遇到溫度較低的中央管道,會(huì)在中央管道上
凝結(jié)成小水珠,長(zhǎng)期下去容易腐蝕中央管道。油液具有一定的溫度后,能防止中央管道溫度較低,避免熱空氣在中央管道上凝結(jié)成小水珠,能提高中央管道的壽命。
[0073] 實(shí)施例二
[0074] 與實(shí)施例一的區(qū)別在于,中央管道下端的下方設(shè)有收集桶,收集桶底部通過導(dǎo)管與副油箱連接。
[0075] 設(shè)置收集桶后方便對(duì)中央管道下方漏出的油液進(jìn)行回收,避免油液浪費(fèi)。
[0076] 實(shí)施例三
[0077] 與實(shí)施例二的區(qū)別在于,油箱8底部還設(shè)有第二壓力傳感器,第二壓力傳感器與單片機(jī)信號(hào)連接;當(dāng)單片機(jī)判斷第一壓力傳感器的重量信號(hào)超過第一閾值且第二壓力傳感器的重量信號(hào)低于第二閾值時(shí),單片機(jī)通過驅(qū)動(dòng)器啟動(dòng)油泵10。
[0078] 第二壓力傳感器的重量信號(hào)低于第二閾值時(shí),表明油箱8油液較少了,此時(shí)啟動(dòng)油泵10抽回油液,能對(duì)油箱8內(nèi)的油液進(jìn)行補(bǔ)充,防止油液過少。
[0079] 以上所述的僅是本發(fā)明的實(shí)施例,方案中公知的具體結(jié)構(gòu)及特性等常識(shí)在此未作過多描述。應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明結(jié)構(gòu)的前提下,還可以作出若干
變形和改進(jìn),這些也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護(hù)范圍,這些都不會(huì)影響本發(fā)明實(shí)施的效果和專利的實(shí)用性。本
申請(qǐng)要求的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以其
權(quán)利要求的內(nèi)容為準(zhǔn),說明書中的具體實(shí)施方式等記載可以用于解釋權(quán)利要求的內(nèi)容。