一种水冷油浸式变压器及其散热方法技术

本发明专利技术公开了一种水冷油浸式变压器及其散热方法，能够在不改变油浸式自冷变压器原本结构的基础上，实现水冷换热，提高变压器换热能力，同时降低改造成本和改造难度。包括油浸式变压器本体和水冷散热装置；其中，所述油浸式变压器本体连接有绝缘油进口和绝缘油出口，油浸式变压器本体两侧设置有多组绝缘油散热片；所述水冷散热装置包括通过管道依次连接的冷却水进口、多组冷却水换热板和冷却水出口，所述冷却水换热板安装在所述绝缘油散热片的一侧或两侧。一侧或两侧。一侧或两侧。

【技术实现步骤摘要】
一种水冷油浸式变压器及其散热方法


[0001]本专利技术涉及变压器散热
，具体为一种水冷油浸式变压器及其散热方法。

技术介绍

[0002]油浸式自冷变压器作为电力基础设施中的关键电气设备，已成为电网中使用最普遍的电力变压器之一。油浸式变压器内部组装有绕组和铁芯，在该类变压器的使用中，会产生因绕组、铁芯等部件的损耗导致部件发热，引起油温上升。根据研究表明，在80℃以上的高油温下工作会大大缩短变压器内部绝缘材料的使用寿命。因此，为了能大幅度延长变压器的使用寿命，提高变压器的使用率，需要尽可能降低使用过程中变压器的油温。
[0003]现阶段对于变压器的散热问题，通常采用绝缘油自然对流换热、强制风冷和强制水冷三种方式。前两种方式均是通过在油侧依靠绝缘油温差驱动，使绝缘油流入散热片，两者的区别在于第一种采用与空气自然对流换热，第二种是在绝缘油流入散热片的基础上在外部加风扇形成空气强制对流换热。着这两种方式相比于水空气换热存在的问题在于对流换热系数较低，换热效果较差，尤其是在夏天，变压器室内温度高，风冷效果大打折扣。第三种强制水冷的散热方式虽然换热效果较好，然而其散热系统的设置较为复杂，通常为了加大换热面积，目前通常采用在变压器内设置油泵，在变压器外设置水泵，通过管道将油路与水路连接油水换热器上，对变压器本体会造成破坏，改造难度较大，改造成本较高。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种水冷油浸式变压器及其散热方法，能够在不改变油浸式自冷变压器原本结构的基础上，实现水冷换热，提高变压器换热能力，同时降低改造成本和改造难度。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0006]一种水冷油浸式变压器，包括油浸式变压器本体和水冷散热装置；
[0007]其中，所述油浸式变压器本体连接有绝缘油进口和绝缘油出口，油浸式变压器本体两侧设置有多组绝缘油散热片；
[0008]所述水冷散热装置包括通过管道依次连接的冷却水进口、多组冷却水换热板和冷却水出口，所述冷却水换热板安装在所述绝缘油散热片的一侧或两侧。
[0009]进一步地，所述绝缘油散热片的组数与冷却水换热板的组数保持一致。
[0010]进一步地，所述冷却水换热板的上部通过冷却水上端管道连接冷却水进口，冷却水换热板的下部通过冷却水下端管道连接冷却水出口；
[0011]所述冷却水换热板的进水口处设置有水平方向的流道，所述冷却水换热板的内部分布有多个竖直方向的流道，所述流道内开设有槽道。
[0012]进一步地，所述流道的截面为圆形。
[0013]进一步地，所述冷却水换热板采用铝合金制成。
[0014]进一步地，所述冷却水换热板为矩形板。
[0015]进一步地，所述冷却水换热板与所述绝缘油散热片贴合，所述冷却水换热板与绝缘油散热片之间的缝隙填充有导热硅脂。
[0016]进一步地，所述油浸式变压器本体的上部通过法兰连接所述绝缘油进口，所述油浸式变压器本体的下部通过法兰连接所述绝缘油出口。
[0017]进一步地，所述冷却水进口与冷却水换热板之间以及所述冷却水出口与冷却水换热板之间均设置有调节阀和加压泵控制系统。
[0018]一种水冷油浸式变压器的散热方法，包括如下步骤：
[0019]所述油浸式变压器本体内的绝缘油受热升温上浮，由绝缘油进口流入绝缘油散热片中；
[0020]冷却水由冷却水进口流入后分流至各组的冷却水换热板中，通过冷却水换热板的壁面与一侧绝缘油散热片内的绝缘油对流换热；
[0021]换热结束后，升温的冷却水由冷却水出口流出，降温的绝缘油沿绝缘油散热片竖直方向流动，从绝缘油出口流入油浸式变压器本体的下部，散热完成。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0023]本专利技术设计了一种水冷油浸式变压器，通过改变换热方式提高冷却效果，尤其在夏季环境较高时，变压器室内环境温度很高，采用空气自然对流换热效果较差，变压器顶层油温高，影响变压器使用寿命。同等条件下，冷却水的对流换热系数远大于空气的对流换热系数，安装外部辅助的水冷散热装置，将原油浸式变压器散热片的空气自然对流换热改变成冷却水强制对流换热，绝缘油流动由自身热量分布不均产生的浮升力驱动，冷却水由水泵驱动强制对流，冷却水通过冷却水进口沿管路流入各组冷却水换热板，冷却水换热板与变压器的绝缘油散热片接触换热，冷却水流过冷却水换热板升温后沿管路从冷却水出口流出，能大幅度降低变压器工作温度，延长其使用寿命。本专利技术的优势在于不破坏变压器原有结构，采用外部辅助水冷设备的形式即可较大程度的提高换热性能。整体方案不需要对变压器本体进行破坏，整套水冷设备采用模块化设计，易施工、易安装、易拆卸，整体优化方案简单，成本低，工期短，能更大限度的满足变压器强化换热改造的需求。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。
[0025]图1为本专利技术水冷油浸式变压器的结构示意图；
[0026]图2为本专利技术水冷油浸式变压器的局部结构示意图；
[0027]图3为本专利技术水冷油浸式变压器的主视图；
[0028]图4为本专利技术水冷油浸式变压器的侧视图；
[0029]图5为本专利技术水冷油浸式变压器的俯视图。
[0030]图中，绝缘油进口1，绝缘油上端管道2，绝缘油散热片3，冷却水进口4，冷却水上端管道5，冷却水换热板6，冷却水下端管道7，冷却水出口8，绝缘油下端管道9，绝缘油出口10，流道11。
具体实施方式
[0031]在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
[0032]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0033]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0034]在本专利技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水冷油浸式变压器，其特征在于，包括油浸式变压器本体和水冷散热装置；其中，所述油浸式变压器本体连接有绝缘油进口(1)和绝缘油出口(10)，油浸式变压器本体两侧设置有多组绝缘油散热片(3)；所述水冷散热装置包括通过管道依次连接的冷却水进口(4)、多组冷却水换热板(6)和冷却水出口(8)，所述冷却水换热板(6)安装在所述绝缘油散热片(3)的一侧或两侧。2.根据权利要求1所述的一种水冷油浸式变压器，其特征在于，所述绝缘油散热片(3)的组数与冷却水换热板(6)的组数保持一致。3.根据权利要求1所述的一种水冷油浸式变压器，其特征在于，所述冷却水换热板(6)的上部通过冷却水上端管道(5)连接冷却水进口(4)，冷却水换热板(6)的下部通过冷却水下端管道(7)连接冷却水出口(8)；所述冷却水换热板(6)的进水口处设置有水平方向的流道，所述冷却水换热板(6)的内部分布有多个竖直方向的流道(11)，所述流道(11)内开设有槽道。4.根据权利要求3所述的一种水冷油浸式变压器，其特征在于，所述流道(11)的截面为圆形。5.根据权利要求1所述的一种水冷油浸式变压器，其特征在于，所述冷却水换热板(6)采用铝合金制成。6.根据权利要求1所述的一种水冷油浸式变压器，其特征在于，所述冷却水换热板...

【专利技术属性】
技术研发人员：张斌，武锋利，铁子甲，罗雪红，杨雷，高向南，井萍，党磊，吴王强，付涛，杨博，独亚军，付峰，董武军，陈雪江，苏阳，任迎莉，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：