一種油式變壓器及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種變壓器，具體說(shuō)，是涉及一種油式變壓器，屬于電力設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]油式變壓器，又稱油浸式變壓器，屬于變壓器的一種結(jié)構(gòu)形式，工作狀態(tài)下線圈浸泡在油中，具有體積大、成本低、維修簡(jiǎn)單、散熱好、過(guò)負(fù)荷能力強(qiáng)、環(huán)境適應(yīng)性好等特點(diǎn)，目前電網(wǎng)上運(yùn)行的電力變壓器大部分仍為油式變壓器，其中保證變壓器的良好散熱性能是變壓器的關(guān)鍵技術(shù)性能之一。
[0003]目前國(guó)內(nèi)外油式變壓器的冷卻方式主要有四種，即自然油循環(huán)自冷散熱、自然油循環(huán)風(fēng)冷散熱、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷散熱和強(qiáng)迫油循環(huán)水冷散熱。自然油循環(huán)自冷散熱適用于小型油式變壓器，通常采用片式散熱器進(jìn)行散熱，如中國(guó)實(shí)用新型專利CN 203466020U公開的一種油浸式變壓器，通過(guò)在變壓器油箱的的四個(gè)側(cè)壁上均布散熱翅，散熱翅內(nèi)置散熱腔，變壓器油在油箱內(nèi)與散熱腔之間流動(dòng)，可增加散熱面積，提高變壓器的散熱效果。但是，實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，該種片式散熱方式下的變壓器橫向體積國(guó)語(yǔ)龐大，無(wú)論是運(yùn)輸還是維修都很不方便，且片式散熱效率很低，雖然在低容量變壓器散熱中得到廣泛應(yīng)用，但難以解決大容量變壓器的散熱問(wèn)題，故存在一定的局限性。自然油循環(huán)風(fēng)冷散熱方式是利用變壓器繞組及鐵心發(fā)熱后，本體內(nèi)的油形成對(duì)流，油流經(jīng)散熱器后，由冷卻風(fēng)扇吹出的風(fēng)將熱量帶走，從而達(dá)到散熱目的。該種散熱方式通常采用冷卻風(fēng)扇，如中國(guó)發(fā)明專利CN 1933046A公開的一種大型變壓器散熱翅的冷卻方式，通過(guò)在散熱翅上設(shè)置數(shù)對(duì)風(fēng)扇，且與水平方向成8-12度仰角相對(duì)布置，使風(fēng)向傾斜，改變散熱路徑，具有一定的散熱效果，適用于中、大型油式變壓器。強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷散熱方式多用于特大及大中型油式變壓器中，主要通過(guò)油泵的作用使變壓器內(nèi)的油被迫快速循環(huán)，在油流經(jīng)散熱器時(shí)，由冷卻風(fēng)扇吹出的風(fēng)將熱量帶走。該種散熱方式通常采用風(fēng)冷卻器，風(fēng)冷卻器通過(guò)油泵將變壓器頂層高溫油送入冷卻管內(nèi)，將其產(chǎn)生的熱量傳給冷卻管內(nèi)壁和翅片，再由冷卻風(fēng)扇吹風(fēng)將將熱量排放至空氣中。該種散熱方式不僅可以給變壓器的制造安裝、使用、維修帶來(lái)方便，而且可以減少滲漏油，但其比較適用于天氣寒冷地區(qū)和少水地區(qū)，對(duì)于常年氣溫較高的地區(qū)，則要考慮風(fēng)冷卻器的額定冷卻容量有所下降的問(wèn)題。強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻器與自然油循環(huán)風(fēng)冷卻器的主要區(qū)別是采用潛油泵強(qiáng)迫油進(jìn)行循環(huán)，這樣油流速加快，冷卻效率得以提高。強(qiáng)迫油循環(huán)水冷散熱通常采用水冷卻器作為大、特大型變壓器的熱交換裝置，由于空氣的比熱僅為水的1/4，所以水冷卻器比風(fēng)冷卻器冷卻效果好，且由于空氣的傳熱系數(shù)比水的傳熱系數(shù)低，故在冷卻容量相同的前提下，水冷卻器要比風(fēng)冷卻器的體積小、重量輕和噪聲低。但目前國(guó)內(nèi)常用的水冷卻器幾乎都采用單管結(jié)構(gòu)，所以發(fā)生過(guò)多起因水冷卻器中冷卻銅管破裂致使冷卻水進(jìn)入到變壓器油中的現(xiàn)象，由于無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)水已進(jìn)入到變壓器油中，往往使進(jìn)水的變壓器油絕緣性能大幅度下降，從而造成變壓器在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生嚴(yán)重事故，影響甚是惡劣。針對(duì)上述情況，中國(guó)實(shí)用新型專利CN 201311821Y公開了一種油浸式水冷變壓器，采用水冷板式散熱器替代常規(guī)的單管立式冷卻散熱管結(jié)構(gòu)，在增大了熱交換面積的同時(shí)提高了變壓器工作的穩(wěn)定性，具有一定的散熱效果。
[0004]綜上所述，不難看出，為了維持較佳的散熱性能，容量較大的大中型變壓器中多采用外力強(qiáng)迫散熱，而采用自然油散熱往往會(huì)因?yàn)槠溆褪阶儔浩髯陨淼慕Y(jié)構(gòu)布局所限，無(wú)法形成對(duì)流良好的自然散熱系統(tǒng)，且變壓器油的密度會(huì)隨使用時(shí)間的增長(zhǎng)而增大，使變壓器油變得黏稠，其流動(dòng)性也會(huì)因此大大降低，散熱效果變差而需要定期更換，因此不得不借助上述強(qiáng)迫散熱設(shè)備進(jìn)行散熱，故而增加了油式變壓器內(nèi)的設(shè)備，導(dǎo)致總成本和維護(hù)難度增加，在一定程度上限制了油浸式變壓器的推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種油式變壓器，以克服現(xiàn)有技術(shù)中油式變壓器通過(guò)增加強(qiáng)迫散熱設(shè)備而導(dǎo)致的變壓器復(fù)雜化、總成本和維護(hù)難度增加等問(wèn)題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0007]一種油式變壓器，包括油箱、工作組件、變壓器油和散熱組件，變壓器油盛放于油箱中，工作組件部分浸泡在變壓器油中，散熱組件至少為一個(gè)，設(shè)于變壓器的外壁上但不與變壓器內(nèi)部連通。
[0008]優(yōu)選地，工作組件包括鐵芯及繞組，繞組纏繞在鐵芯上并隨鐵芯一起置于油箱中部。
[0009]優(yōu)選地，該散熱組件設(shè)于油式變壓器內(nèi)。
[0010]優(yōu)選地，散熱組件包括一散熱壁和由散熱壁圍繞形成的散熱通道。
[0011]更優(yōu)選地，為了充分利用自然通風(fēng)實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保高效散熱，散熱通道兩端同時(shí)貫穿變壓器四側(cè)壁中的一對(duì)相對(duì)側(cè)壁，即不相連的兩側(cè)壁；或頂壁和底壁；或側(cè)壁和底壁；或同一側(cè)壁；或以上任意一種以上的組合。
[0012]優(yōu)選地，散熱通道與變壓器底壁平行且貫穿變壓器四側(cè)壁中的一對(duì)相對(duì)側(cè)壁，即不相連的兩側(cè)壁；或散熱通道與變壓器側(cè)壁平行且貫穿變壓器的頂壁和底壁。
[0013]值得一提的是，該散熱組件可大為減小油式變壓器的體積，散熱通道為了進(jìn)一步匹配油式變壓器結(jié)構(gòu)，降低制造成本以及不復(fù)雜該油式變壓器的結(jié)構(gòu)，散熱通道與側(cè)壁平行設(shè)置并貫穿變壓器底壁，此外，還可增設(shè)一輔助散熱通道貫穿側(cè)壁，該輔助散熱通道可通過(guò)彎折兩端使之成非直線型，此時(shí)該散熱組件成彎管(彎通道)狀，該彎管的圓弧度可由具體制作工藝而定，選用現(xiàn)有技術(shù)中成本最低且性能穩(wěn)定的弧度，由此可大為減小油式變壓器的油箱體積。與常規(guī)油式變壓器不同的是，應(yīng)用了該散熱組件的油式變壓器可大為降低變壓油用量，以及減少裝有變壓油或散熱劑的散熱翅數(shù)量，甚至可不通過(guò)此類散熱翅而實(shí)現(xiàn)散熱。
[0014]更優(yōu)選地，為了進(jìn)一步保證散熱效果，可將常規(guī)變壓器油箱的長(zhǎng)度增加，以增大油箱容積，進(jìn)而使得變壓器內(nèi)容變壓油增多，從而增加散熱介質(zhì)，進(jìn)一步改善散熱效果。
[0015]為實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步縮小箱式變電站體積及占地面積仍能維持較佳的散熱性能，作為一種較佳的實(shí)施方式，可在將變壓器油箱的長(zhǎng)度增加的基礎(chǔ)上，縮小油箱的寬度(厚度)，而使得該油箱仍維持與常規(guī)油式變壓器相同體積的變壓油。
[0016]更優(yōu)選地，散熱壁的橫截面為非平面。
[0017]更優(yōu)選地，散熱壁的橫截面為波浪形面。
[0018]更優(yōu)選地，散熱壁的橫截面包括弧形波浪形面和多邊形波浪形面。
[0019]更優(yōu)選地，散熱通道的橫截面包括非封閉式橫截面或封閉式橫截面。
[0020]更進(jìn)一步優(yōu)選地，散熱通道的橫截面的形狀包括但不限于矩形、菱形、圓形、橢圓形、三角形、梯形、六邊形、八邊形或十二邊形。
[0021]更進(jìn)一步優(yōu)選地，散熱通道的橫截面的形狀優(yōu)選矩形、菱形、圓形或六邊形。
[0022]更優(yōu)選地，散熱通道的中軸線包括直線形、折線形、弧線形或螺線形。
[0023]優(yōu)選地，散熱組件與變壓器油箱的連接方式為固定連接，優(yōu)選為焊接。
[0024]為了進(jìn)一步改進(jìn)散熱性能，尤其是自然散熱性能，作為一種較佳的實(shí)施方式，該油式變壓器外設(shè)多個(gè)散熱翅，散熱翅與變壓器油箱內(nèi)部相通，換言之，變壓油在散熱翅中流動(dòng)。其中，散熱翅的形狀與安裝位置可參考現(xiàn)有技術(shù)中的帶散熱翅的油式變壓器。
[0025]作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，散熱翅對(duì)稱安裝在油式變壓器兩側(cè)壁上，與油式變壓器內(nèi)部連通，變壓器油可在各散熱翅內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，將熱量帶入各散熱翅中，通過(guò)散熱翅與外部空氣進(jìn)行熱交換散熱，將空氣散熱和變壓器油散熱兩種自然散熱方式巧妙有機(jī)結(jié)合，自然散熱效果顯著增加。作為較佳的實(shí)施方式，散熱翅安裝在油式變壓器相間距離較大的兩側(cè)壁上。
[0026]此外，為了進(jìn)一步增加變壓器室內(nèi)的空氣流動(dòng)性，提升變壓器室的散熱性能，油式變壓器旁還可設(shè)置多個(gè)風(fēng)扇，風(fēng)扇錯(cuò)落安裝，鼓風(fēng)方向與各散熱組件的散熱通道方向一致，可加速散熱通道內(nèi)的空氣流通速度，顯著增加散熱效果。
[0027]本發(fā)明的另一目的在于提供一種油式變壓器的應(yīng)用，上述任一所述的油式變壓器，是作為變壓器用于箱式變電站中。
[0028]優(yōu)選地，該油式變壓器適用于各類箱式變電站。
[0029]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明首創(chuàng)性地采用散熱組件設(shè)于油式變壓器外壁但不與其內(nèi)部連通的散熱方式，以空氣為散熱介質(zhì)，充分利用空氣在散熱通道內(nèi)循環(huán)對(duì)流的原理實(shí)現(xiàn)自然散熱，低碳環(huán)保，高效節(jié)能，且在不影響油式變壓器主體結(jié)構(gòu)且保證良好自然散熱性能的前提下大為減小了變壓器的體積，散熱翅的配合使用，能更好地利用變壓器油的自然散熱，使得油式變壓器的自然散熱效果達(dá)到最佳，因此，具有十分廣闊的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為本發(fā)明提供的油式變壓器的第一種優(yōu)選實(shí)施例的剖視圖；
[0031]圖2為本發(fā)明提供的油式變壓器的第二種優(yōu)選實(shí)施例的剖視圖；
[0032]圖3為本發(fā)明提供的油式變壓器的第三種優(yōu)選