一种具有热油强制循环导流结构的变压器高压冷却油箱的制作方法

本发明涉及变压器冷却，尤其涉及一种具有热油强制循环导流结构的变压器高压冷却油箱。

背景技术：

1、在电力变压器运行中，绕组和铁芯的损耗会产生大量热量，温度过高会加速绝缘老化，缩短设备寿命，甚至引发故障，大型油浸式变压器常采用强迫油循环冷却方式控制温升，

2、现有强迫油循环系统多采用单一循环回路，从油箱顶部抽取热油，经外部冷却后从底部返回，由于变压器各绕组负荷分配不均，发热量存在差异，而传统系统无法根据各区域的实际热负荷调节冷却油流量，导致重负荷绕组冷却不足、温升过高，轻负荷绕组则过度冷却，限制了整体冷却效率和变压器的负载能力，

3、同时，冷却油经外部冷却后进入油箱时，普遍采用垂直喷射方式，这种方式使冷油仅在绕组底部混合，随后因密度差快速上升，在绕组内部油道中停留时间短，热交换不充分，导致绕组中部和上部冷却效果差，沿高度方向形成较大温度梯度，

4、此外，变压器油枕主要用于油量补偿和呼吸作用，缺乏对内部冷却油的主动降温能力，高温环境下，油枕内冷却油散热主要依靠自然对流，效率较低，油温过高时会通过连通管将热量带入油箱，对主循环冷却产生不利影响。

5、针对上述问题，有必要提供一种能够根据各绕组实际热负荷自适应调节冷却油流量、优化冷油喷射方式以提升绕组内部油道换热效率，并利用油枕结构增强冷却效果的变压器油箱冷却系统。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有强迫油循环冷却系统无法根据各绕组实际热负荷差异调节冷却油流量，且冷油垂直喷射导致绕组内部换热不充分，同时油枕缺乏主动降温能力的缺点，而提出的一种具有热油强制循环导流结构的变压器高压冷却油箱。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种具有热油强制循环导流结构的变压器高压冷却油箱，包括油箱和放置在油箱内的变压器，所述油箱的顶部固定有盖板，所述油箱的底部固定有回流盒，所述回流盒的底部固定有底座，所述回流盒的底部内壁固定有多个注油管，多个所述注油管的顶端均固定延伸至油箱内，所述注油管位于变压器内的绕组的正下方，所述油箱的两侧均设有循环机构，用于使油箱内的冷却油循环流动对变压器进行冷却，所述循环机构包括固定在油箱一侧呈上下排布的回流管ⅱ和回流管ⅲ，所述回流管ⅱ和回流管ⅲ之间通过管道连接有风冷却器，且风冷却器固定在油箱的一侧；

4、所述循环机构还包括多组调节机构，多组所述调节机构与变压器内的多个绕组位置对应，所述调节机构包括固定贯穿盖板的收集管，所述收集管内设有双金属挡板；

5、所述油箱内设有多组注油机构，所述注油机构包括设置在油箱内的圆形导流盒，所述圆形导流盒设置在变压器内绕组的正下方，所述圆形导流盒的顶部设有多个出油口；

6、还包括排气机构，所述排气机构包括通过机架固定在油箱一侧的油枕，所述油枕的顶部与一端分别固定有排气管、进气管，且排气管和进气管内均设有单向阀。

7、在一种可能的设计中，所述循环机构还包括固定在盖板顶部的循环泵ⅰ、回流管ⅰ，所述循环泵ⅰ的出液端通过管道与回流管ⅱ固定连通，所述循环泵ⅰ的进液端通过管道连通有回流管ⅰ，多个所述收集管的顶端均固定延伸至回流管ⅰ内，所述油箱的一侧固定有循环泵ⅱ，所述循环泵ⅱ的进液端通过管道与回流管ⅲ的底部固定连通，所述循环泵ⅱ的出液端通过管道固定延伸至回流盒内。

8、在一种可能的设计中，所述调节机构还包括喇叭口，所述收集管的底端延伸至油箱内并与喇叭口的顶部固定连接，且喇叭口的底部内径大于顶部内径，所述收集管内固定有固定杆，所述固定杆的底部通过竖杆与双金属挡板的顶部固定连接，且双金属挡板在受热后弯曲，用于降低收集管内热油的阻力。

9、在一种可能的设计中，所述注油机构还包括设置在注油管顶部的圆槽，所述注油管的外壁自上而下设有多组进油组件，多组进油组件由多个进油孔组成，且进油孔与圆槽相连通，上下相邻两个进油组件内的多个进油孔错位排布，所述注油管的顶端与圆形导流盒固定连通，所述圆形导流盒的的顶部通过螺栓固定有圆盘，多个所述出油口均设置在圆盘内。

10、在一种可能的设计中，所述出油口呈倾斜设置，出油口的中心线与绕组轴线形成一个15 °-45 °的夹角。

11、在一种可能的设计中，所述排气机构还包括固定在油枕内的空心管，且空心管的长度与油枕的轴线方向相同，所述空心管的外壁设有多个出气孔，所述进气管呈l型，所述进气管的水平段固定延伸至空心管内，所述进气管的竖直段底端固定连通有硅胶罐，所述硅胶罐内填充有用于对外界空气干燥的硅胶干燥剂，所述硅胶罐的底端固定连通有集油盒，且集油盒内存储有变压器油，所述集油盒的顶部固定有多个u型管，所述u型管的开口朝下，所述u型管的其中一端固定延伸至集油盒内并位于变压器油液面下方，所述u型管的另一端延伸至集油盒的外侧，所述油枕的一侧固定连通有连通管，所述连通管的底端固定贯穿盖板并延伸至油箱内。

12、在一种可能的设计中，所述进气管的外壁固定套设有防护筒，所述硅胶罐、集油盒和u型管均设置在防护筒内。

13、在一种可能的设计中，所述空心管的外壁转动套设有两个转动环，两个所述转动环相互远离的一侧分别与油枕的两侧内壁转动连接，两个所述转动环之间固定有多个拨板，远离进气管一侧的所述转动环的一侧固定嵌装有多个磁铁ⅰ，所述油枕靠近磁铁ⅰ的一端通过转轴转动连接有转动盘，所述转动盘靠近油枕的一侧固定嵌装有多个磁铁ⅱ，且磁铁ⅱ与磁铁ⅰ之间形成磁力耦合，用于通过转动盘带动转动环转动，所述转动盘远离油枕的一侧固定有齿环ⅰ，且齿环ⅰ与转动盘同轴心，所述油枕的一端转动连接有转动轴，所述转动轴的外壁固定套设有齿环ⅱ，且齿环ⅱ与齿环ⅰ相啮合，所述转动轴的外壁固定套设有连接杆，所述连接杆的底端固定有板状摆锤。

14、在一种可能的设计中，所述油枕的一端固定防护盒，所述转动盘、齿环ⅰ和齿环ⅱ均设置在防护盒内，用于对转动盘、齿环ⅰ和齿环ⅱ进行防护，所述转动轴的一端转动延伸至防护盒的一侧，所述连接杆、板状摆锤位于防护盒远离油枕的一侧。

15、在一种可能的设计中，所述回流盒的顶部内壁与底部内壁均固定有多个加强筋，所述回流盒内固定贯穿有两组呈上下排布的导热棒组，所述导热棒组由多个导热杆组成，多个所述导热杆的两端均固定贯穿相应的加强筋并均延伸至回流盒的一侧。

16、有益效果：本发明中，通过多组调节机构的设置，利用双金属挡板受热弯曲变形改变收集管的有效流通截面积，使冷却系统能够根据各绕组区域的实际热负荷自动调节各支路的冷却油流量。当某一绕组负荷增大、该区域油温升高时，对应的双金属挡板弯曲增加该支路油液流通面积，使更多冷却油流过该区域，实现对过负荷绕组的强化冷却，提升了变压器运行的可靠性和负载能力；

17、本发明中，通过注油机构中圆形导流盒和倾斜出油口的设置，使冷油以与绕组轴线呈15 °-45 °夹角的方向喷射。冷油在绕组表面形成螺旋上升流动，延长了冷却油在绕组油道内的流动路径和停留时间，促进了冷热油在半径方向上的混合，使绕组整体温度分布更均匀，提升了冷却油与绕组之间的换热效率；

18、本发明中，通过排气机构的设置，利用集油盒内变压器油对进入油枕的空气进行过滤除尘，利用硅胶罐内硅胶干燥剂对空气进行除湿处理，保证了进入油枕的空气清洁干燥，防止外部空气中的灰尘和湿气对变压器油造成污染。同时，油枕内设置的空心管和出气孔使干燥空气与冷却油直接接触，对冷却油进行降温，改善了油枕内部冷却油的散热条件；

19、本发明中，通过在油枕内设置可转动的拨板以及磁力耦合传动结构，利用外界风能驱动拨板转动搅拌油枕内的冷却油，既促进了冷却油中溶解空气的析出，又加速了冷却油与干燥空气之间的热交换。这一结构充分利用了外部环境风能，无需额外电力驱动，降低了运行能耗。