本發(fā)明涉及大型電力變壓器領(lǐng)域，尤其涉及一種地下變電站的大型電力變壓器冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人口的遷移，特大型中心城市人口密集、用電負(fù)荷高。為減少變電站用地和噪聲污染，越來越多的市區(qū)變電站建造為地下變電站，通常情況下，地下變電站中將變壓器本體放置在地面以下，散熱器放置在地表，以保證其散熱效率。如何合理地將變壓器本體的熱量傳輸?shù)缴崞髦幸殉蔀橹萍s地下變壓器安全運(yùn)行的重要因素。

現(xiàn)有的變壓器冷卻方案有以下幾種：

第一種方案采用常見的油油自然冷卻，即變壓器本體的熱油通過聯(lián)接管道通入到放置于地面的散熱器中，地表的散熱器將油冷卻后，通過聯(lián)接管道送回。這種方案的缺點(diǎn)是隨著地下至地表的高度落差增大，變壓器本體油箱及各附件承受油壓劇增，泄漏風(fēng)險(xiǎn)增大，更為主要的是這種結(jié)構(gòu)容易造成變壓器本體熱點(diǎn)溫升過高，給絕緣帶來隱患。

第二種方案在第一種方案的基礎(chǔ)上，采用強(qiáng)迫循環(huán)，即通過泵來輸送冷卻介質(zhì)，可以是油水換熱、油油換熱等，即變壓器本體的高溫?zé)嵊驮诘叵峦ㄟ^換熱將熱量傳遞給冷卻介質(zhì)（水或油），吸收了變壓器熱量的冷卻介質(zhì)再由泵輸送至地表散熱。這種方案能夠改善第一種方案的部分缺陷，但冷卻介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)復(fù)雜，運(yùn)行維護(hù)工作量大。

第三種方案是在ABB等研究機(jī)構(gòu)的所公布的專利中，將蒸發(fā)冷卻的熱管引入到變壓器本體的線圈中（CN103208356A、CN102804293A、CN102696081A），但此種方案目前只能用于電壓等級(jí)較低的干式變壓器中（35kV電壓等級(jí)），對(duì)于高電壓等級(jí)的變壓器（220KV及以上）則難以解決絕緣的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種地下變電站的大型電力變壓器冷卻系統(tǒng)，無需外部動(dòng)力源即可實(shí)現(xiàn)熱量的高效傳遞，工作可靠性高、系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)簡單，同時(shí)減小了滲漏隱患。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種地下變電站的大型電力變壓器冷卻系統(tǒng)，包含：

變壓器油箱循環(huán)導(dǎo)油管，其設(shè)置在地下變電站中，分別連接設(shè)置在地下變電站中的大型電力變壓器的油箱的出油端和進(jìn)油端；

熱管換熱器，其連接變壓器油箱循環(huán)導(dǎo)油管，該熱管換熱器包含互相連接的蒸發(fā)段和冷凝段，所述的蒸發(fā)段設(shè)置在地下變電站中，所述的冷凝段設(shè)置在地面上。

所述的變壓器油箱循環(huán)導(dǎo)油管包含上部出油管和下部回油管，該上部出油管的一端連接大型電力變壓器油箱的出油端，另一端連接熱管換熱器的蒸發(fā)段，該下部回油管的一端連接大型電力變壓器油箱的進(jìn)油端，另一端連接熱管換熱器的蒸發(fā)段，蒸發(fā)段、上部出油管、下部回油管和變壓器油箱形成完整的循環(huán)油路。

所述的熱管換熱器采用一體式熱管換熱器，該一體式熱管換熱器包含通過絕熱段連接的蒸發(fā)段和冷凝段。

所述的絕熱段外部包裹絕熱材料。

所述的熱管換熱器采用分體式熱管換熱器，該分體式熱管換熱器包含分別通過蒸汽匯集管和冷凝液匯集管連接的蒸發(fā)段和冷凝段。

所述的蒸汽匯集管外部包裹絕熱材料。

本發(fā)明利用熱管換熱器這一高性能傳熱元件，來實(shí)現(xiàn)將大型電力變壓器的熱量從地下傳送到地面，熱管換熱器中的冷卻介質(zhì)無需外部動(dòng)力源即可實(shí)現(xiàn)熱量的高效傳遞，工作可靠性高、系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)簡單，特別適用于無人值守、要求高可靠性的地下高壓變電站，大型電力變壓器的油箱和循環(huán)導(dǎo)油管路等組件都處于常規(guī)大氣壓下工作，減小了滲漏隱患。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下根據(jù)圖1和圖2，具體說明本發(fā)明的較佳實(shí)施例。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供一種地下變電站的大型電力變壓器冷卻系統(tǒng)，包含：

變壓器油箱循環(huán)導(dǎo)油管2，其設(shè)置在地下變電站中，分別連接設(shè)置在地下變電站中的大型電力變壓器3的油箱的出油端和進(jìn)油端；

熱管換熱器1，其連接變壓器油箱循環(huán)導(dǎo)油管2，該熱管換熱器1包含互相連接的蒸發(fā)段101和冷凝段102，所述的蒸發(fā)段101設(shè)置在地下變電站中，所述的冷凝段102設(shè)置在地面上。

所述的變壓器油箱循環(huán)導(dǎo)油管2包含上部出油管201和下部回油管202，該上部出油管201的一端連接大型電力變壓器油箱的出油端，另一端連接熱管換熱器1的蒸發(fā)段101，該下部回油管202的一端連接大型電力變壓器油箱的進(jìn)油端，另一端連接熱管換熱器1的蒸發(fā)段101，蒸發(fā)段101、上部出油管201、下部回油管202和變壓器油箱形成完整的循環(huán)油路。

設(shè)置在地下變電站中的大型電力變壓器1與常規(guī)變壓器一樣，油箱上部的上部出油管201將油箱頂部的熱油導(dǎo)出，油箱下部的下部回油管202將冷卻后的冷油導(dǎo)入大型電力變壓器，如此變壓器的絕緣油完成循環(huán)冷卻過程。由于變壓器油箱循環(huán)導(dǎo)油管2不需要設(shè)置在地面部分，因此在整個(gè)循環(huán)冷卻的過程中變壓器絕緣油處于正常壓力下，減小了滲漏隱患。

大型電力變壓器2的頂部熱油將熱量傳遞給蒸發(fā)段101中的冷卻介質(zhì)，冷卻介質(zhì)蒸發(fā)，蒸汽從地下變電站上升至地面，蒸汽在地面的冷凝段102被冷卻后凝結(jié)，冷凝液依靠重力的作用回流至蒸發(fā)段101。熱管換熱器1是一種具有高導(dǎo)熱性能的傳熱元件，它通過在全封閉的真空管殼內(nèi)冷卻介質(zhì)的蒸發(fā)與冷凝來傳遞熱量，具有極高的導(dǎo)熱性，良好的等溫性、可遠(yuǎn)距離傳熱等一系列特性能。

如圖1所示，當(dāng)?shù)叵麓笮碗娏ψ儔浩骱蜔峁軗Q熱器設(shè)置在地面部分的冷凝段之間的高度落差不大（小于等于10米）時(shí)，可以采用一體式熱管換熱器，該一體式熱管換熱器包含通過絕熱段103連接的蒸發(fā)段101和冷凝段102。絕熱段103外部包裹絕熱材料，起到絕熱保溫作用，使蒸汽可以順利的上升到冷凝段。大型電力變壓器2的頂部熱油將熱量傳遞給蒸發(fā)段101中的冷卻介質(zhì)，冷卻介質(zhì)蒸發(fā)，蒸汽從地下變電站上升至地面，蒸汽在地面的冷凝段102被冷卻后凝結(jié)，冷凝液依靠重力的作用回流至蒸發(fā)段101，無需泵等額外動(dòng)力裝置。

如圖2所示，當(dāng)?shù)叵麓笮碗娏ψ儔浩骱蜔峁軗Q熱器設(shè)置在地面部分的冷凝段之間的高度落差較大（大于10米）時(shí)，可以采用分體式熱管換熱器，該分體式熱管換熱器包含分別通過蒸汽匯集管104和冷凝液匯集管105連接的蒸發(fā)段101和冷凝段102，所述的蒸汽匯集管104外部包裹絕熱材料，起到絕熱保溫作用，以確保熱蒸汽能夠順利的通入到熱管換熱器冷凝段進(jìn)行冷凝。大型電力變壓器2的頂部熱油將熱量傳遞給蒸發(fā)段101中的冷卻介質(zhì)，冷卻介質(zhì)蒸發(fā)，蒸汽通過蒸汽匯集管104從地下變電站上升至地面冷凝段102，蒸汽在地面的冷凝段102被冷卻后凝結(jié)，冷凝液依靠重力的作用經(jīng)過冷凝液匯集管105回流至蒸發(fā)段101，無需泵等額外動(dòng)力裝置。分體式熱管換熱器相比傳統(tǒng)熱管換熱器的最大不同在于，蒸發(fā)段與冷凝段相對(duì)獨(dú)立，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳熱，便于現(xiàn)場靈活布置。

針對(duì)地面部分的冷凝段的冷卻手段，除了采用空氣自然冷卻之外，可隨大型電力變壓器熱負(fù)荷的增加而采取進(jìn)一步強(qiáng)化傳熱的手段，例如在夏季用電高峰期，可通過風(fēng)機(jī)強(qiáng)吹熱管換熱器的冷凝段，或通過水噴淋熱管換熱器的冷凝段等方式來輔助散熱冷卻。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、利用熱管換熱器這一高性能傳熱元件，來實(shí)現(xiàn)將大型電力變壓器的熱量從地下傳送到地面，熱管換熱器中的冷卻介質(zhì)無需外部動(dòng)力源即可實(shí)現(xiàn)熱量的高效傳遞，工作可靠性高、系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)簡單，特別適用于無人值守、要求高可靠性的地下高壓變電站；

2、大型電力變壓器的油箱和循環(huán)導(dǎo)油管路等組件都處于常規(guī)大氣壓下工作，減小了滲漏隱患；

3、本發(fā)明對(duì)于大型電力變壓器的本體無任何特殊要求，特別適用于對(duì)現(xiàn)有的地下大型電力變壓器進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)升級(jí)。

盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。