一种提高气道散热能力的干式变压器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种提高气道散热能力的干式变压器，包含铁芯、高压绕组和低压绕组，在相邻两个低压绕组间形成散热气道，在散热气道内沿圆周方向均匀分布有数根撑条支撑，高压绕组和低压绕组间设有绝缘筒，低压绕组的顶部和底部均设有垫块，其特征在于所述撑条与低压绕组接触的表面进行分段设置，每段接触面均为梯形接触面。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及变压器
，具体为一种提高气道散热能力的干式变压器。
技术介绍
目前，多数干式变压器的电压不超过35kV，容量不大于20000kVA，限制其发展的主要是材料、制造工艺和热性能等因素。干式变压器的冷却方式主要是自然对流，自然对流空气冷却时，变压器在额定容量下可长期运行。当需要过负载运行和应急事故过负载运行时，就需要靠风机来冷却，但是变压器的负载损耗随其运行温度的升高而增加，处于非经济状态，故不推荐强迫风冷过长时间连续运行。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术的目的是，提供一种提高气道散热能力的干式变压器，该干式变压器能强化干式变压器的自然对流换热，降低运行时的平均温升和热点温升。本技术提高气道散热能力的干式变压器，包含铁芯、高压绕组和低压绕组，在相邻两个低压绕组间形成散热气道，在散热气道内沿圆周方向均匀分布有数根撑条支撑，高压绕组和低压绕组间设有绝缘筒，低压绕组的顶部和底部均设有垫块，其特征在于所述撑条与低压绕组接触的表面进行分段设置，每段接触面均为梯形接触面。上述提高气道散热能力的干式变压器，其特征在于所述梯形接触面的数量为2-10。上述提高气道散热能力的干式变压器，其特征在于所述绝缘筒加高2-20cm。上述提高气道散热能力的干式变压器，其特征在于所述低压绕组的底部垫块上插有导流板，相邻两片导流板呈“八字”形设置，导流板与相邻的低压绕组的半径相匹配，导流板的纵截面为三角形。上述提高气道散热能力的干式变压器，其特征在于所述低压绕组顶部垫块上插有通风板，相邻两片通风板平行插入垫块，通风板与相邻的低压绕组的半径相匹配。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术设置梯形接触面，在保证撑条支撑强度的同时既减小了撑条的体积，又减小了与低压绕组接触的表面积，同时还能使空气产生一定的扰流，增强了散热气道内的散热效果。此外，设置导流板，能减少空气进入散热气道的入口阻力，引导更多气流进入散热气道，增大了散热气道内空气流量，能使低压绕组的热点温升降低约1％左右；设置通风板增加了自然对流的高度差，增大了散热气道内的负压，增大了空气的流量，能使低压绕组的热点温升降低约6.5％左右，二者相结合，热点温升降低约7.5％左右。附图说明图1为撑条在两个低压绕组间的布置示意图；图2为撑条与低压绕组接触表面的一段梯形接触面的示意图；图3(a)为矩形撑条结构局部图；图3(b)为工字撑条结构局部图；图4(a)为矩形撑条温升降低效果图；图4(b)为工字撑条温升降低效果图；图5为加在绕组底部的导流板示意图；图6为加在绕组顶部的通风板示意图；图7为加高绝缘筒示意图；图8(a)为导流板安装位置示意图；图8(b)为通风板安装位置示意图；图9为低压绕组热点温升随热负荷变化；图10为低压绕组温升随绝缘筒加高高度变化示意图；图中，1低压绕组，2低压绕组，3散热气道，4撑条，5导流板，6通风板，7绝缘筒，8铁芯，9高压绕组，10垫块。具体实施方式下面结合实施例及附图进一步介绍本技术，但并不以此作为对本申请权利要求保护范围的限定。本技术提高气道散热能力的干式变压器(简称干式变压器)，包含铁芯8、高压绕组9和低压绕组(1和2)，在相邻两个低压绕组间形成散热气道3，在散热气道内沿圆周方向均匀分布有数根撑条4支撑(参见图1)，高压绕组和低压绕组间设有绝缘筒7，低压绕组的顶部和底部均设有垫块10，其特征在于所述撑条与低压绕组接触的表面进行分段设置，每段呈形状相同的梯形(参见图2)。本技术的干式变压器优选环氧树脂浇注型，撑条的高度由散热气道的高度决定，宽度由散热气道的宽度决定。在散热气道内空气在自然对流的作用下，自下而上流动，在撑条的表面会发生边界层的分离，使气流产生一定的扰动，增强了换热效果。本技术中正向梯形是指相邻的梯形方向一致，即一个梯形的上底与另一个梯形的下底相连，反向梯形是指相邻的梯形方向相反，即一个梯形的上底与另一个梯形的上底相连。本技术中导流板和通风板的材料和撑条一样，制造工艺也与撑条一样，导流板和通风板与低压绕组之间的距离均在1mm之内为宜，不能完全贴紧，在顶部空间允许的情况下，通风板越高散热效果越好。绝缘筒主要用于干式变压器的高压绕组和低压绕组间的绝缘，同时作为高压绕组和低压绕组的支撑骨架。干式变压器高压绕组顶部有一定的空间，因此可以加高绝缘筒来提高自然对流换热效果。实施例1本实施例提高气道散热能力的干式变压器，包含铁芯、高压绕组和低压绕组，在相邻两个低压绕组间形成散热气道，在散热气道内沿圆周方向均匀分布有数根撑条支撑(参见图1)，高压绕组和低压绕组间设有绝缘筒，低压绕组的顶部和底部均设有垫块，所述撑条与低压绕组接触的表面进行分段设置，每段接触面均为梯形接触面。本实施例撑条数量为八根，撑条为矩形撑条(即纵截面为矩形的撑条)(参见图3(a))，撑条与低压绕组接触的表面设置4段梯形接触面，四段梯形接触面呈正向梯形连接，图2为撑条与低压绕组接触表面的一段梯形接触面的示意图，图中梯形为等腰梯形，梯形的高I由段数决定，上底K比下底G短4mm。实施例2本实施例的干式变压器的各部分组成及连接关系同实施例1，不同之处在于所述撑条为工字撑条(即纵截面为工字的撑条)(参见图3(b))，撑条与低压绕组接触的表面设置4段梯形，四段梯形呈反向梯形连接。图4(a)和图4(b)为矩形撑条和工字撑条在分别呈正向和反向梯形时与现有撑条所带来的温升降低效果的对比。通过数值模拟干式变压器绕组在定负荷运行下的自然对流散热情况，得出这四种撑条所带来的效果：(1)矩形分段正向梯形撑条相对于矩形撑条能使干式变压器低压绕组的平均温升降低0.8％，热点温升降低1.7％。(2)矩形分段反向梯形撑条相对于矩形撑条能使干式变压器低压绕组平均温升降低1.6％，热点温升降低2.6％。(3)工字分段正向梯形撑条相对于工字撑条能使干式变压器低压绕组平均温升降低0.9％，热点温升降低1.8％。(4)工字分段反向梯形撑条相对于工字撑条能使干式变压器低压绕组平均温升降低1.4％，热点温升降低2.1％。实施例3本实施例的干式变压器的各部分组成及连接关系同实施例1，不同之处在于绝缘筒加高14cm(参见图7)。从图10中可以看出，随着加高高度H的增加，温升逐渐降低，绝缘筒加高20cm后，能使绕组的热点温升降低约2.73％。实施例4本实施例的干式变压器的各部分组成及连接关系同实施例1，不同之处在于所述低压绕组的底部垫块上插有导流板5，相邻两片导流板呈“八字”形设置，导流板与相邻的低压绕组的半径相匹配，导流板的纵截面为三角形(参见图5)。导流板高D为30mm，宽E为2mm，上部贴近散热气道入口，与相邻低压绕组距离F为1mm左右，下部靠近低压绕组的中间位置(参见图5和图8(a))，这样有利于减少气流的入口阻力。两片导流板呈渐扩形，与绕组的半径一致，这样能很好的贴合。实施例5本实施例的干式变压器的各部分组成及连接关系同实施例1，不同之处在于所述低压绕组顶部垫块上插有通风板6，相邻两片通风板平行插入垫块，通风板与相邻的低压绕组的半径相匹配。通风板高B为100mm，宽A为2mm，下部贴近散热气道出口，与低压绕组距离C为1mm左右，处于低压绕组的中间位置(参见图6和图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高气道散热能力的干式变压器，包含铁芯、高压绕组和低压绕组，在相邻两个低压绕组间形成散热气道，在散热气道内沿圆周方向均匀分布有数根撑条支撑，高压绕组和低压绕组间设有绝缘筒，低压绕组的顶部和底部均设有垫块，其特征在于所述撑条与低压绕组接触的表面进行分段设置，每段接触面均为梯形接触面。

【技术特征摘要】
1.一种提高气道散热能力的干式变压器，包含铁芯、高压绕组和低压绕组，在相邻两个低压绕组间形成散热气道，在散热气道内沿圆周方向均匀分布有数根撑条支撑，高压绕组和低压绕组间设有绝缘筒，低压绕组的顶部和底部均设有垫块，其特征在于所述撑条与低压绕组接触的表面进行分段设置，每段接触面均为梯形接触面。2.根据权利要求1所述的提高气道散热能力的干式变压器，其特征在于所述梯形接触面的数量为2-10。3.根据权利要求1所述的提高气道散...

【专利技术属性】
技术研发人员：王秀春，任思锦，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：新型
国别省市：天津;12