一种变压器冷却系统的制作方法

1.发明涉及一种冷却系统，特别涉及一种变压器冷却系统。


背景技术：

2.主变压器是变电站的重要组成设备，对调节电网电压、保障电力设施稳定运行具有极其重要的作用。主变压器在较高负荷(如冬季供暖和夏季供冷时)工作时会产生大量的能量损耗，造成变压器内部的铁心和绕组等部件温度上升。为了保障变压器的安全运行，需要采取措施将变压器本体中的热量及时散出。
3.目前我国变压器绝大多数为油浸式变压器，油浸式变压器是将变压器铁心和绕组等发热部件浸没在绝缘油中，并在变压器外部安装变压器用片式散热器，依靠变压器组件工作时产生的热量使得绝缘油在变压器本体和片式散热器中循环流动，将变压器内部的热量通过片式散热器转移到周围环境中。目前户内变电站在夏季高环境温度和大负荷条件下，常开启布置在片式散热器底部的风机来加快主变压器冷却。
4.但是，在现有技术中，片式散热器通常采用竖直平行布置，无论是在自然风冷条件下还是强迫风冷条件下，变压器冷却系统散热能力有限，在环境温度较高、变压器负荷较大时，难以保证变压器内部热量及时散出至主变压器外部，保证主变压器热点温度处于安全温度以下，从而会造成变压器使用寿命缩短甚至发生火灾等事故。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种高效的变压器冷却系统，保证主变压器在高温环境和大负荷条件下可以安全稳定运行。
6.为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括变压器油箱以及设置在其中的变压器绕组和铁心，在变压器油箱内填充有能够浸没变压器绕组和铁心的绝缘油，在变压器油箱壁面上端开设有若干绝缘油出口，下端开设有若干与绝缘油出口数量相对应的绝缘油进口，所述绝缘油进口、绝缘油出口分别与第二集油管、第一集油管相连通；
7.所述第一集油管按照冷却油在其中的流动方向，依次为直油管段、连接段和圆形的分油管段，第一集油管的直油管段自由端与绝缘油出口相连，分油管段的自由端密封，各段中心线在连接处相切；
8.所述第二集油管按照冷却油在其中的流动方向，依次为圆形的汇油管段、连接段和直油管段，第二集油管的汇油管段自由端密封，直油管段的自由端连接绝缘油进口，各段中心线在连接处相切；
9.且在第一集油管的直油管段、第二集油管的直油管段相对的管壁上开设有若干分油口和汇油口，第一集油管与第二集油管的直油管段之间安装有若干与分油口和汇油口相连通的竖直安装且呈圆筒型布置的散热片；
10.所述的散热片由两片散热板封装而成，两片散热板之间构成一个封闭的空腔，散热片上端设置有与分油口相连通的入油口、下端设置有与汇油口相连通的出油口，变压器
油箱、第一集油管、第二集油管与散热片构成一个闭合循环回路。
11.所述的第二集油管的汇油管段可拆卸的连接有风机，第二集油管的汇油管段底部焊接有挂钩，风机7通过网罩挂接在第二集油管的汇油管段底部的挂勾上。
12.所述的风机安装轴线与第一集油管的分油管段的圆心和第二集油管的汇油管段圆心连线重合。
13.所述的第一集油管的分油管段的中心线和第二集油管的汇油管段的中心线圆周角为280
°‑
320
°
。
14.所述的散热片竖直轴线所在平面与第一集油管的分油管段中心线圆心的夹角为 10-20
°
，且每一片散热器所在平面的偏转方向相同。
15.采用本发明的变压器冷却系统：主变压器在工作时，铁芯和绕组中有电流流经会产生大量的焦耳热，主变压器油箱内的变压器绝缘油吸收热量，变压器绝缘油温度升高，密度降低，在重力和浮升力作用下，高温变压器绝缘油向上流动经过绝缘油出口进入第一集油管，通过第一集油管分油管段上所开设的分油口分散至各个散热片，在重力作用下，变压器绝缘油沿散热片内部空腔向下流动，通过散热片与外界空气进行换热，换热后的变压器绝缘油温度降低，经第二集油管汇油口汇集在第二集油管流回主变压器油箱。变压器绝缘油如此往复循环流动，将主变压器铁芯和绕组产生的热量散入到周围环境中，降低主变压器内部热点温度，保障主变压器的安全稳定运行。
16.采用本发明的变压器冷却系统的益处：绝缘油在散热片中自上而下流动，造成散热片表面温度分布呈现自上而下逐渐降低的分布趋势。散热片在集油管优弧段均匀分布，呈圆筒形设计，散热片与其所围成的圆筒中的空气进行换热后，造成圆筒内上部空气温度高，下部温度低的分布趋势，在重力和浮升力的作用下，空气在圆筒中向上运动，形成烟囱效应。由于圆筒内部空气温度高，流速快，形成负压区，散热片周围冷空气通过散热片之间的空隙流入圆筒内部。冷却空气在散热片之间的缝隙流动时，流动截面不断收缩，流动速度逐渐加快，冷空气流动过程中不断吸收热量，温度不断升高，并且散热片沿集油管优弧段均匀布置，从而可以保证每片散热片得到均匀充分的冷却。在环境温度较高、主变压器负荷较大时，开启安装在散热片底部的风机加快气流流动从而强化换热，由于散热片沿圆周均匀竖直布置，因此每片散热片缝隙之间可以得到均匀的冷却风。达到提高冷却风利用效率和散热片散热效率，及时将主变压器油箱内热量及时排出，降低主变压器内热点温度，保证主变压器长久安全稳定运行的目的。此外。风机与第二集油管为可拆卸型连接，方便风机的清理维护和检修，并且在自然风冷时，可以将风机拆下，降低气流流动阻力。
附图说明
17.图1是本发明的高效变压器冷却系统示意图。
18.图2是本法本发明的片式散热器的结构示意图。
19.图3是本发明的片式散热片的俯视图。
20.图中，1、变压器绕组和铁心，2、变压器油箱，21、绝缘油出口，22、绝缘油进口，3、绝缘油，4、第一集油管，41、第一集油管直油管段，42、第一集油管连接管段，43第一集油管分油管段，44、分油口，5、散热片，6、第二集油管，61、第二集油管直油管段，62、第二集油管连接管段，63第二集油管汇油管段，64、汇油口， 7、风机。
具体实施方式
21.为了是本发明实现的技术手段，改进特征，达到的目的更加容易明白，以下结合附图实施例对本发明进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有作出任何创造性的劳动成果的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
22.参见图1，本发明变压器冷却系统00包括变压器绕组和铁心1、变压器油箱2、第一集油管4、散热片5、第二集油管6、风机7。
23.变压器绕组和铁心1位于变压器油箱2内部，变压器油箱2内部填充有绝缘油3，并且绝缘油3浸没所述变压器绕组和铁心1。变压器油箱2的壁面上具有绝缘油出口 21和绝缘油进口22。第一集油管4与绝缘油出口21连接，第二集油管6与绝缘油进口22连接。参见图2，图3，按照第一集油管4内变压器绝缘油流动方向，第一集油管4依次分为第一集油管直油管段41，第一集油管连接管段42和第一集油管汇油管段43，按照第二集油管6内变压器绝缘油流动方向，第二集油管6依次分为第二集油管汇油管段63，第二集油管连接管段62和第二集油管直油管段61。第一集油管汇油管段43和第二集油管汇油管段63中心线圆周角范围在280-320
°
。第一集油管4 与第二集油管6各段连接处中心线均相切。第一集油管汇油管段43与第二集油管汇油管段63相对的管壁上均匀开设多个分油口44，第二集油管汇油管段63与第一集油管汇油管段43相对的管壁上等间距开设多个汇油口64。多个分油口44和多个汇油口64一一对应。多个分油口44在第一集油管汇油管段43的管壁上均匀分布。多个汇油口64在第二集油管汇油管段63的管壁上均匀分布。第一集油管汇油管段43 与第二集油管汇油管段63之间安装有若干与分油口44和汇油口64相连通的散热片 5，散热片5竖直安装，呈圆筒型布置，散热片5安装平面与第一集油管汇油管段43 中心线圆心和散热片5竖直轴线所在平面具有一定夹角，且每一片散热片5所在平面与第一集油管汇油管段43中心线圆心和散热片5竖直轴线所在平面的夹角的偏转方向相同。任意相邻两片散热片5竖直轴线与第一集油管汇油管段43中心线圆心所形成的平面的夹角均相等，夹角范围在10-20
°
。散热片5由两块完全一样冷轧金属平板封装而成，两块散热板之间构成一个封闭空腔，冷轧金属平板在散热片上端设置有与分油口44相连通的入油口、下端设置有与汇油口64相连通的出油口。风机7与第二集油管汇油管段63为可拆卸型连接，第二集油管汇油管段63底部焊接有挂钩，风机7通过网罩挂接在第二集油管汇油管段底部的挂勾上。风机7安装轴线与第一集油管分油管段43中心线圆心和第二集油管汇油管段63圆心连线重合。变压器油箱2、第一集油管4、第二集油管6与散热片5构成一个闭合循环回路。
24.当主变压器00在工作时，变压器绕组和铁心1在有电流流经时会产生损耗，这些损耗最终会转化成热量加热变压器绕组和铁心1周围的绝缘油3，由于热胀冷缩，受热的绝缘油3温度升高，密度减小，在重力和浮升力的作用下，高温的绝缘油3向上流动。具有一定的流动速度的高温绝缘油3经过第一集油管4分流至各个散热片5 中，经散热片5与周围空气进行对流换热，进行热交换后的绝缘油3温度降低，密度变大，在重力的作用下汇集到第二集油管6中流回主变压器油箱2中，如此往复，绝缘油3在主变压器油箱2和散热片5之间形成循环流动，将变压器绕组和铁心1等部件产生的热量及时转移到周围环境中，从而降低主变压器00的内部温度，保障主变压器00的安全稳定运行。
25.尽管已经对本发明做了详尽的表述和图形示例，对于本领域的普通技术人员而
言，可以理解在不脱离本发明的原理的技术上对本发明的实施例进行变换、优化和改进，但是本发明的范围由所附权利要求及其同等物限定。