專利名稱：變壓器/電抗器導(dǎo)流散熱/消音結(jié)構(gòu)的制作方法
發(fā)明所屬領(lǐng)域本發(fā)明屬于電力變壓器/電抗器制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的自然循環(huán)冷卻的電力變壓器/電抗器，無論是油浸式的還是干式的，均依賴于設(shè)備電能損耗產(chǎn)生的熱量作為流體介質(zhì)循環(huán)的推動(dòng)力進(jìn)行自然對(duì)流，然而，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一定容量的變壓器/電抗器其損耗發(fā)熱是限制在一定范圍內(nèi)的，是非常有限的，而同一容量的變壓器可能設(shè)計(jì)成不同的高度/寬度比例，有的矮胖有的瘦高，而且，對(duì)于餅式線圈結(jié)構(gòu)，將比圓筒式線圈結(jié)構(gòu)具有更大的冷卻介質(zhì)循環(huán)阻力，這樣，由于循環(huán)阻力影響，它們的循環(huán)效果就有差異。盡管溫升設(shè)計(jì)會(huì)考慮這些形狀因素，但往往是以增加尺寸和制造成本為代價(jià)的，現(xiàn)有技術(shù)的變壓器/電抗器結(jié)構(gòu)，由于沒有對(duì)流冷卻介質(zhì)的定向?qū)Я髟O(shè)計(jì)，所以，冷卻流體的運(yùn)動(dòng)存在大量的渦流，因而損失了大量的流動(dòng)動(dòng)能。
有效地利用變壓器/電抗器損耗發(fā)熱轉(zhuǎn)換而來的動(dòng)力，可以提高冷卻介質(zhì)的對(duì)流流動(dòng)流速，降低變壓器/電抗器的運(yùn)行溫升，這樣就相當(dāng)于減小了繞組工作電阻，即可以減少焦耳熱，可有效節(jié)約能源，同時(shí)可提高變壓器/電抗器的使用壽命。
另外，由于干式變壓器/電抗器的鐵心裸露在空氣中，沒有有效的消音或屏蔽結(jié)構(gòu)，同容量的干式變壓器/電抗器比油浸的噪聲水平要高出許多。這給在人口密集的社區(qū)使用干式變壓器/電抗器帶來煩惱。
發(fā)明任務(wù)和技術(shù)方案本發(fā)明旨在尋找一種解決方案，能夠?qū)崿F(xiàn)流體的導(dǎo)流循環(huán)，減少流體動(dòng)能的渦流散失，提高冷卻介質(zhì)的定向流動(dòng)速度，這樣就可以降低繞組的工作溫度，即降低變壓器運(yùn)行時(shí)的繞組電阻，帶來節(jié)能效果。
利用煙囪效應(yīng)的基本原理，本發(fā)明構(gòu)思了一種簡單易行的導(dǎo)流方法，就是在變壓器/電抗器上設(shè)置導(dǎo)流罩和導(dǎo)流管，依靠變壓器/電抗器損耗熱量為推動(dòng)力，提高冷卻介質(zhì)的對(duì)流循環(huán)速度。
與此同時(shí)，當(dāng)導(dǎo)流罩和導(dǎo)流管使用吸音材料時(shí)，可以屏蔽和阻尼衰減鐵心磁致伸縮產(chǎn)生的噪聲發(fā)射。
下面結(jié)合實(shí)施例說明本發(fā)明涉及的導(dǎo)流式變壓器/電抗器散熱/消音結(jié)構(gòu)。


圖1是由導(dǎo)流罩、線圈、和導(dǎo)流管組成的導(dǎo)流散熱/消音結(jié)構(gòu)圖2是由導(dǎo)流罩和導(dǎo)流管組成的導(dǎo)流散熱/消音結(jié)構(gòu)圖1和圖2中1-線圈，2-導(dǎo)流罩，3-導(dǎo)流管，4-軸流風(fēng)機(jī)，5-鐵心為表達(dá)和敘述方便，圖1和圖2中僅示意出單相的導(dǎo)流循環(huán)結(jié)構(gòu)，對(duì)三相變壓器/電抗器的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)可以是獨(dú)立的三套雷同單相的導(dǎo)流循環(huán)結(jié)構(gòu)，也可以是由三套單相導(dǎo)流循環(huán)結(jié)構(gòu)在幾何上相貫形成的一套聯(lián)體結(jié)構(gòu)。
圖1中，導(dǎo)流罩(2)在線圈(1)的下部，形狀為鐘罩，導(dǎo)流罩(2)承口直接和線圈(1)下端對(duì)接，導(dǎo)流管(3)和線圈(1)上端對(duì)接起到流道延伸作用，獲得煙囪效果。導(dǎo)流罩(2)擴(kuò)散口需要和地面(或外殼底面)之間保持一定的距離，使得流體介質(zhì)能夠暢順流通灌入。匯流后的低溫流體通過線圈(1)內(nèi)部流道、線圈(1)和鐵心(5)之間的流道冷卻變壓器/電抗器的電磁組件。
圖2中，導(dǎo)流罩(2)在線圈(1)的下部，形狀為鐘罩，導(dǎo)流管(3)直接和導(dǎo)流罩(2)對(duì)接，獲得煙囪效果。變壓器/電抗器的線圈(1)及鐵心(5)包絡(luò)在導(dǎo)流管(3)內(nèi)部。同樣，導(dǎo)流罩(2)擴(kuò)散口需要和地面(或外殼底面)之間保持一定的距離，使得流體介質(zhì)能夠暢順流通。匯流后的低溫流體通過線圈(1)內(nèi)部流道、線圈(1)和導(dǎo)流管(3)之間流道、線圈(1)和鐵心(5)之間的流道冷卻變壓器/電抗器的電磁組件。
導(dǎo)流管(3)的高度視不同產(chǎn)品而定，在一定高度范圍內(nèi)，導(dǎo)流管越高則煙囪效應(yīng)越明顯。
圖1和圖2示意的兩種導(dǎo)流散熱結(jié)構(gòu)，附加的材料不多，但由于煙囪效應(yīng)，大大提高了流體循環(huán)效率，尤其對(duì)絕緣耐熱等級(jí)較高的、空氣對(duì)流冷卻的干式變壓器/電抗器，效果非常明顯。對(duì)于油浸變壓器/電抗器，由于導(dǎo)熱油的粘滯性、以及流速低，對(duì)流效果提升幅度相對(duì)有限。
圖1和圖2中的導(dǎo)流散熱結(jié)構(gòu)，至少應(yīng)有導(dǎo)流罩(2)或?qū)Я鞴?3)二者中的一項(xiàng)，都可以起到導(dǎo)流散熱作用，改善設(shè)備冷卻效果。
現(xiàn)有技術(shù)的空氣自然對(duì)流冷卻的干式變壓器/電抗器，為了保證在變壓器/電抗器短時(shí)過負(fù)荷情況下安全運(yùn)行，大部分設(shè)計(jì)成兼?zhèn)鋸?qiáng)迫風(fēng)冷功能的雙重冷卻方式，為此在線圈的下方增加了冷卻風(fēng)機(jī)，由于沒有導(dǎo)流裝置，為獲得送風(fēng)區(qū)域的均勻冷卻程度，多使用6臺(tái)寬體簾式風(fēng)機(jī)(也稱慣流風(fēng)機(jī))，總功率根據(jù)設(shè)備容量不同在200W-600W水平，但這種風(fēng)機(jī)的送風(fēng)效果明顯不如軸流風(fēng)機(jī)，噪音也相對(duì)較大，造價(jià)相對(duì)較高，消耗了較多電能。所以，在本專利涉及的導(dǎo)流冷卻技術(shù)方案中，在導(dǎo)流管(3)內(nèi)部裝設(shè)軸流風(fēng)機(jī)(4)，可大大提高空氣循環(huán)效率。軸流風(fēng)機(jī)(4)一般安裝在鐵心(5)的頂部，排風(fēng)方向向上。每個(gè)導(dǎo)流通道一臺(tái)，所以，對(duì)于三相變壓器/電抗器則使用3臺(tái)風(fēng)機(jī)。單臺(tái)風(fēng)機(jī)功率一般在50W左右。圖中示意的箭頭方向?yàn)轱L(fēng)流動(dòng)方向。這種方案適用于兼?zhèn)渥匀伙L(fēng)冷(AN)和強(qiáng)迫風(fēng)冷(AF)兩種冷卻方式的變壓器/電抗器。軸流風(fēng)機(jī)具有噪音小、同等功率的風(fēng)機(jī)風(fēng)量遠(yuǎn)大于簾式風(fēng)機(jī)、廉價(jià)等優(yōu)勢。這種導(dǎo)流結(jié)構(gòu)強(qiáng)迫風(fēng)冷方案對(duì)電磁組件冷卻的均勻程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有技術(shù)的簾式風(fēng)機(jī)方案。
從圖1和圖2示意的導(dǎo)流冷卻結(jié)構(gòu)可以看出，鐵心(5)基本上包圍在導(dǎo)流通道中，而導(dǎo)致變壓器/電抗器噪聲的根源是由于鐵心的磁致伸縮引起的振動(dòng)聲波，所以，如果屏蔽并吸收鐵心聲波的對(duì)外傳導(dǎo)，就可以有效降低變壓器/電抗器的對(duì)外聲功率發(fā)射，從而降低設(shè)備外部噪聲，這對(duì)干式變壓器/電抗器相當(dāng)有意義。從導(dǎo)流通道的下部入口和上部出口泄露出來的聲波將非常有限。
圖1和圖2示意的導(dǎo)流罩(2)和導(dǎo)流管(3)是由具備絕緣特性的吸音材料制成的，這包括泡沫材料、纖維材料等等?；蛘?，導(dǎo)流罩(2)和導(dǎo)流管(3)是由具備絕緣特性的板材制成，例如環(huán)氧樹脂玻璃布板、聚酯復(fù)合箔等，內(nèi)壁貼附吸音材料，這包括泡沫材料、纖維材料等等。
線圈(1)對(duì)鐵心(5)發(fā)射的聲波具有阻隔屏蔽作用，反射到導(dǎo)流管(3)和導(dǎo)流罩(2)上后將被吸音材料吸收。
實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)方案獲得的效果變壓器/電抗器附設(shè)導(dǎo)流罩和導(dǎo)流管實(shí)現(xiàn)導(dǎo)流冷卻，對(duì)兼?zhèn)鋸?qiáng)迫風(fēng)冷的變壓器/電抗器還可以在導(dǎo)流管內(nèi)加裝軸流風(fēng)機(jī)，可有效提高冷卻效果，降低設(shè)備溫升，從而節(jié)約能源。導(dǎo)流罩和導(dǎo)流管采用絕緣的吸音材料制備，可有效屏蔽鐵心對(duì)外的噪聲發(fā)射，降低干式變壓器/電抗器的噪聲水平。
權(quán)利要求
1.一種電力變壓器/電抗器的導(dǎo)流散熱/消音結(jié)構(gòu)，其特征在于在變壓器/電抗器的電磁組件的下部設(shè)置起匯流作用的導(dǎo)流罩(2)，或者在變壓器/電抗器的電磁組件的外圍設(shè)置起煙囪作用的導(dǎo)流管(3)，或者是二者的結(jié)合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)流散熱/消音結(jié)構(gòu)，其特征在于在線圈(1)的下部設(shè)置有匯聚流體介質(zhì)的導(dǎo)流罩(2)，或者在線圈(1)的上端有提高流體流速的導(dǎo)流管(3)，或者是二者的結(jié)合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)流散熱/消音結(jié)構(gòu)，其特征在于導(dǎo)流罩(2)和導(dǎo)流管(3)直接接合，變壓器/電抗器的線圈(1)及鐵心(5)包絡(luò)在導(dǎo)流管(3)內(nèi)部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)流散熱/消音結(jié)構(gòu)，其特征在于對(duì)于空氣風(fēng)冷的干式變壓器/電抗器，兼?zhèn)鋸?qiáng)迫風(fēng)冷功能時(shí)附加有軸流風(fēng)機(jī)(4)，軸流風(fēng)機(jī)(4)安裝在導(dǎo)流管(3)內(nèi)部、鐵心(5)上方，排風(fēng)方向自下而上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)流散熱/消音結(jié)構(gòu)，其特征在于導(dǎo)流罩(2)以及導(dǎo)流管(3)是由吸音材料制成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的導(dǎo)流散熱/消音結(jié)構(gòu)，其特征在于導(dǎo)流罩(2)以及導(dǎo)流管(3)是由絕緣板(箔)制成的，內(nèi)壁貼附吸音材料。
全文摘要
一種電力變壓器/電抗器導(dǎo)流散熱兼?zhèn)湎艄δ艿慕Y(jié)構(gòu)，其特征在于由導(dǎo)流管和導(dǎo)流罩組成的自然對(duì)流導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，提高了冷卻介質(zhì)的流動(dòng)速度，降低了設(shè)備的溫升，節(jié)約了能源；同時(shí)，對(duì)于干式變壓器/電抗器強(qiáng)迫空氣循環(huán)冷卻時(shí)，在導(dǎo)流管內(nèi)設(shè)置軸流風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)高效均勻冷卻。當(dāng)導(dǎo)流管和導(dǎo)流罩采用吸音材料時(shí)，能夠屏蔽和衰減鐵心發(fā)出的噪聲，實(shí)現(xiàn)消音效果。
文檔編號(hào)H01F27/33GK1873855SQ200610035890
公開日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2006年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月12日
發(fā)明者張長增 申請(qǐng)人:張長增