專利名稱：一種帶油箱的套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變壓器，特別涉及帶金屬油箱的套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器。
背景技術(shù)：
目前，絕大部分變壓器所采用的冷卻方式是空冷、水冷、油冷等。隨著容量的不斷增大，上述冷卻方式的弊病越來越明顯，蒸發(fā)冷卻技術(shù)(也可稱為相變降溫技術(shù)、沸騰換熱技術(shù)等)是對(duì)上述冷卻方式的重大改進(jìn)，能使變壓器的運(yùn)行溫度大大降低，經(jīng)濟(jì)性和安全性得到顯著提高。
中請(qǐng)?zhí)枮?9237863.x的實(shí)用新型專利提出的蒸發(fā)冷卻電力變壓器和申請(qǐng)?zhí)枮?8200236.x的實(shí)用新型專利提出的新型蒸發(fā)冷卻變壓器均采用氟的化合物作為冷卻介質(zhì)，將冷卻介質(zhì)代替變壓器油放置在油箱中，變壓器的鐵心和線圈均置于蒸發(fā)冷卻介質(zhì)中，由冷卻介質(zhì)吸收變壓器的熱量發(fā)生汽化，產(chǎn)生相變吸熱，經(jīng)冷凝器冷卻再液化，如此反復(fù)循環(huán)，且該冷卻介質(zhì)具有消防性，克服了油浸式變壓器、干式變壓器和氣體絕緣變壓器的不足，冷卻效果好，可靠性高。但是，由于氟氯烴類化合物的使用受到了限制，這類變壓器只能改用符合環(huán)保要求的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，同時(shí)由于符合環(huán)保要求的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)價(jià)格昂貴，使得蒸發(fā)冷卻變壓器的價(jià)格也變得非常昂貴。因此，雖然蒸發(fā)冷卻變壓器能夠有效地克服油浸式變壓器、干式變壓器和氣體絕緣變壓器的缺點(diǎn)，但因蒸發(fā)冷卻介質(zhì)必須更換為滿足環(huán)保要求的、昂貴的新型介質(zhì)，其經(jīng)濟(jì)性不再樂觀。
申請(qǐng)?zhí)枮?00510086703.1的發(fā)明專利提出的套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器將蒸發(fā)冷卻介質(zhì)分別放置在體積較小的套筒內(nèi)，大大節(jié)省了昂貴的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)的用量，提高了蒸發(fā)冷卻變壓器的經(jīng)濟(jì)性。但是，套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器對(duì)各套筒自身的密封性、進(jìn)氣管和套筒之間的密封性以及回液管和套筒之間的密封性要求都很高，這在某種程度上增加了工藝上的難度。
日本明電舍公司在1995年提出了一種SF6氣體絕緣、氟碳化合物冷卻的電力變壓器，即用氟碳化合物代替變壓器油充當(dāng)變壓器線圈的冷卻介質(zhì)和絕緣介質(zhì)，SF6氣體作為線圈與油箱之間的絕緣介質(zhì)。具體結(jié)構(gòu)為將變壓器各個(gè)線圈套在一個(gè)或幾個(gè)套筒內(nèi)，在套筒內(nèi)放入氟碳化合物作為冷卻介質(zhì)，套筒外設(shè)置油箱，油箱內(nèi)充入絕緣和冷卻用的氣體，套筒上部設(shè)有壓力均衡器以控制套筒內(nèi)部壓力，使冷卻介質(zhì)始終處于液態(tài)，液態(tài)的氟碳化合物介質(zhì)在泵的驅(qū)動(dòng)下在變壓器線圈冷卻通道內(nèi)循環(huán)帶走線圈工作時(shí)產(chǎn)生的熱量，并通過熱交換器(或稱冷卻器、散熱器等)將熱量傳遞給外部空間。變壓器發(fā)熱較少的鐵心采用在油箱內(nèi)充入氣體來冷卻，或通過在鐵心上內(nèi)置冷卻通道使得冷卻介質(zhì)能夠循環(huán)流動(dòng)而冷卻。由于僅將線圈置于套筒內(nèi)，而非將線圈和鐵心都置于套筒內(nèi)，因此可以達(dá)到減少昂貴的氟碳化合物介質(zhì)用量的目的，從而提高了這類變壓器的經(jīng)濟(jì)性。但是這類變壓器采用的冷卻方式為液冷，其冷卻效果不如蒸發(fā)冷卻，并且需要在介質(zhì)的流通管道內(nèi)設(shè)置均壓器和泵，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有的套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器在密封性方面的缺陷，本發(fā)明提出了兩種形式的帶金屬油箱的套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器一種為密閉套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器，即在套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器的器身外增設(shè)金屬油箱，油箱內(nèi)充入絕緣氣體，該氣體可以是SF6氣體、SF6氣體與氮?dú)?N2)的混合、SF6氣體的替代品、氟碳化合物氣體等或其它多種氣體的混合物(下文簡稱SF6類氣體)。對(duì)于容量較大的變壓器，還可在鐵心內(nèi)部設(shè)置冷卻通道。冷卻通道內(nèi)流通與套筒內(nèi)相同的冷卻介質(zhì)，該冷卻介質(zhì)可以是單一的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，或者是兩種或兩種以上的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)的混合介質(zhì)，也可以是一種或一種以上的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)和其他液體介質(zhì)的混合介質(zhì)。
另一種為非密閉套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器，即將套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器的套筒上蓋取消或設(shè)置不密封的開孔上蓋，并在整個(gè)變壓器器身外增設(shè)金屬油箱(以下簡稱油箱)，油箱內(nèi)充入絕緣氣體，該氣體可以是SF6類氣體。對(duì)于容量較大的變壓器，還可在鐵心內(nèi)部設(shè)置冷卻通道。冷卻通道內(nèi)流通與套筒內(nèi)相同的冷卻介質(zhì)，該冷卻介質(zhì)可以是單的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，或者是兩種或兩種以上的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)的混合介質(zhì)，也可以是一種或一種以上的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)和其他液體介質(zhì)的混合介質(zhì)。
本發(fā)明兩種方案套筒內(nèi)采用的介質(zhì)均包括蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，在變壓器工作時(shí)處于氣液兩相狀態(tài)，因此其冷卻方式為蒸發(fā)冷卻冷卻，這種冷卻方式充分利用了相變吸熱的原理，其冷卻效果要優(yōu)于日本明電舍公司所采用的液冷方式，并且這兩種方案均不需要設(shè)置均壓器和泵，結(jié)構(gòu)也較后者簡單。
對(duì)于本發(fā)明中帶金屬油箱的密閉套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器而言，由于在蒸發(fā)冷卻變壓器的器身外設(shè)置了油箱，且在油箱內(nèi)充入了SF6類氣體，這樣就將原套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器的套筒外部的外絕緣問題轉(zhuǎn)化為油箱內(nèi)部的內(nèi)絕緣問題，簡化了絕緣結(jié)構(gòu)，便于制造和運(yùn)行維護(hù)，且使得變壓器線圈、引線和有載調(diào)壓開關(guān)等的布置也較為簡單，即使在套筒密封處出現(xiàn)泄漏后，可用泵將泄漏到油箱底部的冷卻介質(zhì)輸送回蒸發(fā)冷卻循環(huán)系統(tǒng)中，因此降低了對(duì)套筒密封性的要求，還可根據(jù)容量大小在鐵心內(nèi)部設(shè)置冷卻通道，加強(qiáng)了對(duì)鐵心的冷卻。
對(duì)于本發(fā)明中帶金屬油箱的非密閉套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器而言，除具有本發(fā)明中帶金屬油箱的密閉套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器的優(yōu)點(diǎn)外，還可以取消套筒的上蓋，因此避免了對(duì)套筒上蓋以及進(jìn)氣管與套筒之間的密封問題，降低了工藝的難度。
本發(fā)明由鐵心、線圈、套筒、油箱以及蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)組成。
本發(fā)明的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)由套筒、蒸發(fā)冷卻介質(zhì)、進(jìn)氣管、回液管以及冷凝器等組成。
本發(fā)明的套筒材料可以是不銹鋼、金屬、環(huán)氧、酚醛、尼龍、木材(包括層壓木制品)、塑料、橡膠、陶瓷、紙(包括層壓紙制品)、玻璃(包括石英玻璃)、玻璃鋼等。
與套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器一樣，本發(fā)明的變壓器每相的若干個(gè)線圈可以分別套在各自的套筒里，每相的若干個(gè)線圈也可以共同套在同一個(gè)套筒里，還可以將變壓器所有線圈全部套在同一個(gè)套筒里。
本發(fā)明的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)包括以下三個(gè)系列1)Vertrel系列，包括XF(HFC 43-10mee)、XM(HFC 43-10/甲醇)、XE(HFC43-10/乙醇)、XP(HFC 43-10/IPA)、MCA(HFC 43-10/t-DCE)、MCA+(HFC 43-10/t-DCE/環(huán)戊烷)、SMT(HFC 43-10/t-DCE/甲醇)、XMS(HFC 43-10/t-DCE/環(huán)戊烷/甲醇)、XMS+(HFC 43-10/t-DCE/環(huán)戊烷/甲醇)、X-DA(HFC 43-10/表面活性劑/抗靜電劑)、X-B3(HFC 43-10/乙二醇丁醚)、Xsi(HFC 43-10/OS-10)、XH、X-P10等。
2)ASAHIKLIN系列，包括AE-3000，AE-3100E，AK225等。
3)全氟叔胺系列，包括全氟三乙胺(簡稱FY-131)、全氟三內(nèi)胺、全氟三丁胺(簡稱FY-111)、全氟三戊胺(簡稱FY-121)、全氟環(huán)醚(簡稱FY-04)，以及美國3M公司的以下牌號(hào)的注冊(cè)產(chǎn)品FC-40、FC-43、FC-70、FC-71、FC-72、FC-722、FC-75、FC-77、FC-84、FC-87、FC-104、FC-3283、FC-5312、H-27、H-125、H-100、H-400、H-190、HFE-7100、PF-5060、PF-5080、FX-3250等。
以上三個(gè)系列的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)均具有無色、無味、無毒(或低毒)、不燃燒等特點(diǎn)。
本發(fā)明與蒸發(fā)冷卻介質(zhì)混合的其他液體可以是變壓器油、超高壓變壓器油、電容器油、電纜油、桐油、亞麻仁油、蓖麻油、烷基苯(AB)、烷基萘、異丙基聯(lián)苯(即IPB或Wemcol)、二芳基乙烷(PXE)、偏苯三羧酸三2-乙基己酯(簡稱TOTM)、磷酸酯類絕緣油[(RO)3P＝0]、α液(阿爾法矽液)、聚α烯、Midel7131以及硅油等。
混合介質(zhì)的用量原則是蒸發(fā)冷卻介質(zhì)用量為全部介質(zhì)體積的0.5~100％，相應(yīng)的，其他液體的用量為全部介質(zhì)體積的99.5~0％。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
圖1-圖5是本發(fā)明帶油箱的密閉套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器的五種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1是一種帶油箱的密閉套筒式蒸發(fā)冷卻單相變壓器結(jié)構(gòu)示意圖，且變壓器的每個(gè)線圈放置于同一個(gè)套筒之內(nèi)。
圖2是一種帶油箱的密閉套筒式蒸發(fā)冷卻單相變壓器結(jié)構(gòu)示意圖，且變壓器的每個(gè)線圈放置于各自的套筒之內(nèi)。
圖3是一種帶油箱的密閉套筒式蒸發(fā)冷卻單相變壓器結(jié)構(gòu)示意圖，且變壓器的所有線圈放置于同一個(gè)套筒之內(nèi)。
圖4是又一種帶油箱的密閉套筒式蒸發(fā)冷卻單相變壓器結(jié)構(gòu)示意圖，且變壓器的所有線圈放置于同一個(gè)套筒之內(nèi)。
圖5是一種帶油箱的密閉套筒式蒸發(fā)冷卻單相變壓器結(jié)構(gòu)示意圖，且在變壓器鐵心中設(shè)置冷卻通道，且變壓器的每個(gè)線圈放置于同一個(gè)套筒之內(nèi)。
圖6-圖10是本發(fā)明帶油箱的非密閉套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器的五種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是一種帶油箱的非密閉套筒式蒸發(fā)冷卻單相變壓器結(jié)構(gòu)示意圖，且變壓器的每個(gè)線圈放置于同一個(gè)套筒之內(nèi)。
圖7是一種帶油箱的非密閉套筒式蒸發(fā)冷卻單相變壓器結(jié)構(gòu)示意圖，且變壓器的每個(gè)線圈放置于各自的套筒之內(nèi)。
圖8是一種帶油箱的非密閉套筒式蒸發(fā)冷卻單相變壓器結(jié)構(gòu)示意圖，且變壓器的所有線圈放置于同一個(gè)套筒之內(nèi)。
圖9是又一種帶油箱的非密閉套筒式蒸發(fā)冷卻單相變壓器結(jié)構(gòu)示意圖，且變壓器的所有線圈放置于同一個(gè)套筒之內(nèi)。
圖10是一種帶油箱的非密閉套筒式蒸發(fā)冷卻單相變壓器結(jié)構(gòu)示意圖，且變壓器鐵心上設(shè)置了冷卻通道，變壓器的每個(gè)線圈放置于同一個(gè)套筒。
圖1-圖10中10鐵心、20線圈、30油箱、40套筒、50冷卻介質(zhì)、60進(jìn)氣管、70冷凝器、80回液管、90上導(dǎo)管、100下導(dǎo)管、110絕緣氣體、120油箱底部的冷卻介質(zhì)、130泵、140鐵心冷卻通道。
圖11是圖1-圖5中的套筒40結(jié)構(gòu)圖，圖中41內(nèi)壁、42外壁、43蓋、44底、45排氣管連接孔、46回液管連接孔。
圖12是圖6-圖10中的套筒40結(jié)構(gòu)圖，圖中41內(nèi)壁、42外壁、44底、46回液管與套筒之間連通孔。
圖13為圖4中套筒40的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明蒸發(fā)冷卻變壓器由鐵心10、線圈20、油箱30、套筒40、進(jìn)氣管60、冷凝器70、回液管80、上導(dǎo)管90、下導(dǎo)管100、絕緣氣體110、泵130和鐵心冷卻通道140組成。
本發(fā)明帶油箱的密閉套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器具體實(shí)施方式
之一如圖1所示，該變壓器為單相變壓器，變壓器的每相上的線圈20放置于同一個(gè)套筒40里，套筒40內(nèi)加入冷卻介質(zhì)50，冷卻介質(zhì)50可以是蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，也可以是蒸發(fā)冷卻介質(zhì)和其他液體的混合介質(zhì)，套筒40上部與上導(dǎo)管90下部相連，上導(dǎo)管90上部與進(jìn)氣管60下部相連，進(jìn)氣管60上部與冷凝器70相連，冷凝器70底部(或側(cè)面)與回液管80相連，回液管80與下導(dǎo)管100下部相連，下導(dǎo)管100上部與套筒40底部相連，油箱30內(nèi)充滿絕緣與冷卻氣體110。絕緣與冷卻氣體110可以是SF6氣體、SF6氣體與氮?dú)?N2)的混合、SF6氣體的替代品、氟碳化合物氣體等或其它多種氣體的混合物。油箱30底部與泵130一側(cè)連接，泵130另一側(cè)與回液管80連接，滴落在油箱30底部的冷卻介質(zhì)120可通過泵130輸送回回液管80內(nèi)，但是，當(dāng)回液管80的液面高度低于油箱30底部液面的高度時(shí)，則原則上可不安裝泵130。
本發(fā)明帶油箱的密閉套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器具體實(shí)施方式
之二如圖2所示，該變壓器為單相變壓器，變壓器的每相上的每個(gè)線圈20都分別放置于各自的套筒40里，套筒40內(nèi)加入冷卻介質(zhì)50，冷卻介質(zhì)50可以是蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，也可以是蒸發(fā)冷卻介質(zhì)和其他液體的混合介質(zhì)，套筒40上部與上導(dǎo)管90下部相連，上導(dǎo)管90上部與進(jìn)氣管60下部相連，進(jìn)氣管60上部與冷凝器70相連，冷凝器70底部(或側(cè)面)與回液管80相連，回液管80與下導(dǎo)管100下部相連，下導(dǎo)管100上部與套筒40底部相連，油箱30內(nèi)充滿絕緣與冷卻氣體110。絕緣與冷卻氣體110可以是SF6氣體、SF6氣體與氮?dú)?N2)的混合、SF6氣體的替代品、氟碳化合物氣體等或其它多種氣體的混合物。油箱30底部與泵130一側(cè)連接，泵130另一側(cè)與回液管80連接，滴落在油箱30底部的冷卻介質(zhì)120可通過泵130輸送回回液管80內(nèi)，但是，當(dāng)回液管80的液面高度低于油箱30底部液面的高度時(shí)，則原則上可不安裝泵130。
本發(fā)明帶油箱的密閉套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器具體實(shí)施方式
之三如圖3所示，該變壓器為單相變壓器，變壓器的所有線圈20放置于同一個(gè)套筒40里，套筒40內(nèi)加入冷卻介質(zhì)50，冷卻介質(zhì)50可以是蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，也可以是蒸發(fā)冷卻介質(zhì)和其他液體的混合介質(zhì)，套筒40上部與上導(dǎo)管90下部相連，上導(dǎo)管90上部與進(jìn)氣管60下部相連，進(jìn)氣管60上部與冷凝器70相連，冷凝器70底部(或側(cè)面)與回液管80相連，回液管80與下導(dǎo)管100下部相連，下導(dǎo)管100上部與套筒40底部相連，油箱30內(nèi)充滿絕緣與冷卻氣體110。絕緣與冷卻氣體110可以是SF6氣體、SF6氣體與氮?dú)?N2)的混合、SF6氣體的替代品、氟碳化合物氣體等或其它多種氣體的混合物。油箱30底部與泵130一側(cè)連接，泵130另一側(cè)與回液管80連接，滴落在油箱30底部的冷卻介質(zhì)120可通過泵130輸送回回液管80內(nèi)，但是，當(dāng)回液管80的液面高度低于油箱30底部液面的高度時(shí)，則原則上可不安裝泵130。
本發(fā)明帶油箱的密閉套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器具體實(shí)施方式
之四如圖4所示，該變壓器為單相變壓器，變壓器的所有線圈20放置于同一個(gè)套筒40里，套筒40內(nèi)加入冷卻介質(zhì)50，冷卻介質(zhì)50可以是蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，也可以是蒸發(fā)冷卻介質(zhì)和其他液體的混合介質(zhì)，套筒40上部與上導(dǎo)管90下部相連，上導(dǎo)管90上部與進(jìn)氣管60下部相連，進(jìn)氣管60上部與冷凝器70相連，冷凝器70底部(或側(cè)面)與回液管80右側(cè)相連，回液管80與下導(dǎo)管100下部相連，下導(dǎo)管100上部與套筒40底部相連，油箱30內(nèi)充滿絕緣與冷卻氣體110。絕緣與冷卻氣體110可以是SF6氣體、SF6氣體與氮?dú)?N2)的混合、SF6氣體的替代品、氟碳化合物氣體等或其它多種氣體的混合物。油箱30底部與泵130一側(cè)連接，泵130另一側(cè)與回液管80連接，滴落在油箱30底部的冷卻介質(zhì)120可通過泵130輸送回回液管80內(nèi)，但是，當(dāng)回液管80的高度低于油箱30底部的高度時(shí)，則原則上可不安裝泵130。
本發(fā)明帶油箱的密閉套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器具體實(shí)施方式
之五如圖5所示，該實(shí)施方式與圖1相似，不同之處為在鐵心10中設(shè)置了冷卻通道140，冷卻通道140上部通過管道與進(jìn)氣管60相連，冷卻通道140下部通過管道與回液管100相連，冷卻通道140內(nèi)流通與套筒40內(nèi)相同的冷卻介質(zhì)50。該實(shí)施方式也同樣適用于圖2~圖4所示的具體本發(fā)明中帶油箱的非密閉套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器具體實(shí)施方式
之一如圖6所示，該變壓器為單相變壓器，變壓器的每相上的所有線圈20放置于同一個(gè)套筒40里，套筒40內(nèi)加入冷卻介質(zhì)50，冷卻介質(zhì)50可以是蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，也可以是蒸發(fā)冷卻介質(zhì)和其他液體的混合介質(zhì)，套筒40上部無蓋，套筒40內(nèi)的冷卻介質(zhì)50直接與油箱30內(nèi)充入的絕緣氣體110接觸，油箱30上部與進(jìn)氣管60下部相連，進(jìn)氣管60上部與冷凝器70相連，冷凝器70底部(或側(cè)面)與回液管80上部相連，回液管80下部與套筒40底部相連，滴落在油箱30底部的冷卻介質(zhì)120通過泵130與回液管80內(nèi)的冷卻介質(zhì)50相連通。油箱內(nèi)充滿絕緣氣體110。絕緣氣體110可以是SF6氣體、SF6氣體與氮?dú)?N2)的混合、SF6氣體的替代品、氟碳化合物氣體等或其它多種氣體的混合物。油箱30底部與泵130一側(cè)連接，泵130另一側(cè)與回液管80連接，滴落在油箱30底部的冷卻介質(zhì)120可通過泵130輸送回回液管80內(nèi)，但是，當(dāng)回液管80的液面高度低于油箱30底部液面的高度時(shí)，則原則上可不安裝泵130。
本發(fā)明中帶油箱的非密閉套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器具體實(shí)施方式
之二如圖7所示，該變壓器為單相變壓器，變壓器的每相上的每個(gè)線圈20都分別放置于各自的套筒40里，套筒40內(nèi)加入冷卻介質(zhì)50，冷卻介質(zhì)50可以是蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，也可以是蒸發(fā)冷卻介質(zhì)和其他液體的混合介質(zhì)，套筒40上部無蓋，套筒40內(nèi)的冷卻介質(zhì)50直接與油箱30內(nèi)充入的絕緣氣體110接觸，油箱30上部與進(jìn)氣管60下部相連，進(jìn)氣管60上部與冷凝器70相連，冷凝器70底部側(cè)面與回液管80上部相連，回液管80下部與套筒40底部相連，滴落在油箱30底部的冷卻介質(zhì)120通過泵130與回液管80內(nèi)的冷卻介質(zhì)50相連通。油箱內(nèi)充滿絕緣氣體110。絕緣氣體110可以是SF6氣體、SF6氣體與氮?dú)?N2)的混合、SF6氣體的替代品、氟碳化合物氣體等或其它多種氣體的混合物。油箱30底部與泵130一側(cè)連接，泵130另一側(cè)與回液管80連接，滴落在油箱30底部的冷卻介質(zhì)120可通過泵130輸送回回液管80內(nèi)，但是，當(dāng)回液管80的液面高度低于油箱30底部液面的高度時(shí)，則原則上可不安裝泵130。
本發(fā)明中帶油箱的非密閉套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器具體實(shí)施方式
之三如圖8所示，該變壓器為單相變壓器，變壓器的所有線圈20放置于同一個(gè)套筒40里，套筒40內(nèi)加入冷卻介質(zhì)50，冷卻介質(zhì)50可以是蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，也可以是蒸發(fā)冷卻介質(zhì)和其他液體的混合介質(zhì)，套筒40上部無蓋，套筒40內(nèi)的冷卻介質(zhì)50直接與油箱30內(nèi)充入的絕緣氣體110接觸，油箱30上部與進(jìn)氣管60下部相連，進(jìn)氣管60上部與冷凝器70相連，冷凝器70底部側(cè)面與回液管80上部相連，回液管80下部與套筒40底部相連，滴落在油箱30底部的冷卻介質(zhì)120通過泵130與回液管80內(nèi)的冷卻介質(zhì)50相連通。油箱內(nèi)充滿絕緣氣體110。絕緣氣體110可以是SF6氣體、SF6氣體與氮?dú)?N2)的混合、SF6氣體的替代品、氟碳化合物氣體等或其它多種氣體的混合物。油箱30底部與泵130一側(cè)連接，泵130另一側(cè)與回液管80連接，滴落在油箱30底部的冷卻介質(zhì)120可通過泵130輸送回回液管80內(nèi)，但是，當(dāng)回液管80的液面高度低于油箱30底部液面的高度時(shí)，則原則上可不安裝泵130。
本發(fā)明中帶油箱的非密閉套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器具體實(shí)施方式
之四如圖9所示，該變壓器為單相變壓器，變壓器的所有線圈20放置于同一個(gè)套筒40里，套筒40內(nèi)加入冷卻介質(zhì)50，冷卻介質(zhì)50可以是蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，也可以是蒸發(fā)冷卻介質(zhì)和其他液體的混合介質(zhì)，套筒40上部無蓋，套筒40內(nèi)的冷卻介質(zhì)50直接與油箱30內(nèi)充入的絕緣氣體110接觸，油箱30上部與進(jìn)氣管60下部相連，進(jìn)氣管60上部與冷凝器70相連，冷凝器70底部側(cè)面與回液管80上部相連，回液管80下部與套筒40底部相連，滴落在油箱30底部的冷卻介質(zhì)120通過泵130與回液管80內(nèi)的冷卻介質(zhì)50相連通。油箱內(nèi)充滿絕緣氣體110。絕緣氣體110可以是SF6氣體、SF6氣體與氮?dú)?N2)的混合、SF6氣體的替代品、氟碳化合物氣體等或其它多種氣體的混合物。油箱30底部與泵130一側(cè)連接，泵130另一側(cè)與回液管80連接，滴落在油箱30底部的冷卻介質(zhì)120可通過泵130輸送回回液管80內(nèi)，但是，當(dāng)回液管80的液面高度低于油箱30底部液面的高度時(shí)，則原則上可不安裝泵130。
本發(fā)明中帶油箱的非密閉套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器具體實(shí)施方式
之五如圖10所示，該實(shí)施方式與圖6相似，不同之處為在鐵心10中設(shè)置了冷卻通道140，冷卻通道140內(nèi)流通與套筒40內(nèi)相同的冷卻介質(zhì)50。鐵心冷卻通道140與套筒40相連通。該實(shí)施方式也同樣適用于圖7~圖9中。
此外，本發(fā)明中帶油箱的非密閉套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器還可設(shè)置不密封的開孔上蓋，即在上蓋上開設(shè)一個(gè)或多個(gè)通孔，通孔形狀任意。其原理與不設(shè)上蓋的帶油箱的非密閉套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器相同。
以上具體實(shí)施方式
也適合于三相變壓器。
以上具體實(shí)施方式
所涉及的線圈20可以是高壓、中壓、低壓、調(diào)壓、平衡線圈等。
以上具體實(shí)施方式
即適合于殼式變壓器也適合于心式變壓器。
以上具體實(shí)施方式
即適合于有載調(diào)壓變壓器也適合于無載調(diào)壓變壓器。
圖11所示為圖1-圖5中的套筒40結(jié)構(gòu)圖。套筒40由內(nèi)壁41、外壁42、蓋43和底44組成。蓋43上開設(shè)了進(jìn)氣管連接孔45，底44上開設(shè)了回液管連接孔46。套筒40的內(nèi)壁41、外壁42、蓋43和底44之間的連接可以是澆鑄、注塑、燒制而成，也可以是焊接、粘結(jié)而成，還可以通過法蘭、密封墊圈等連接。內(nèi)壁41和外壁42的截面可以如圖11所示為圓形，也可以為橢圓形、三角形、矩形、多邊形等規(guī)則或不規(guī)則形狀，也可以是任意形狀。進(jìn)氣管連接孔45可以如圖11所示開設(shè)在蓋43上，也可以開設(shè)在外壁42或內(nèi)壁41上?；匾汗苓B接孔46可以如圖11所示開設(shè)在底44上，也可以開設(shè)在外壁42或內(nèi)壁41上。本發(fā)明各套筒40之間還可以互相連通。
圖12所示為圖6-圖10中的套筒40結(jié)構(gòu)圖。套筒40由內(nèi)壁41、外壁42和底44組成。底44(或內(nèi)壁41、外壁42)上開設(shè)了回液管與套筒之間連通孔46。套筒40的內(nèi)壁41、外壁42、和底44之間的連接可以是澆鑄、注塑、燒制而成，也可以是焊接、粘結(jié)而成，還可以通過法蘭、密封墊圈等連接。內(nèi)壁41和外壁42的截面可以如圖12所示為圓形，也可以為橢圓形、三角形、矩形、多邊形等規(guī)則或不規(guī)則形狀，也可以是任意形狀?；匾汗芘c套筒之間連通孔46可以如圖12所示開設(shè)在外壁42或內(nèi)壁41上，也可以開設(shè)在底44上。本發(fā)明各套筒40之間可通過套筒之間的連通孔46互相連通。
圖13所示為圖4和圖9中套筒40的俯視圖。內(nèi)壁41可以如圖13所示是圓形，也可以為橢圓形、三角形、矩形、跑道型、多邊形等規(guī)則或不規(guī)則形狀，也可以是任意形狀。外壁42可以如圖13所示是不規(guī)則形狀，也可以是圓形、橢圓形、三角形、矩形、跑道型、多邊形或其他不規(guī)則形狀、或任意形狀。
本發(fā)明所采用的冷凝器可以是水冷凝器或風(fēng)冷凝器兩類，如果二次冷卻媒質(zhì)為水，則采用水冷凝器；如果二次冷卻媒質(zhì)為空氣，則采用空氣冷凝器。
本發(fā)明帶油箱的密閉套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器的工作原理是線圈被浸泡在套筒40內(nèi)的冷卻介質(zhì)50中，當(dāng)變壓器工作時(shí)，線圈20發(fā)熱，線圈20將熱量傳遞給套筒40內(nèi)冷卻介質(zhì)50中的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，蒸發(fā)冷卻介質(zhì)吸熱后溫度升高，當(dāng)溫度達(dá)到內(nèi)部壓力所對(duì)應(yīng)的飽和溫度時(shí)，蒸發(fā)冷卻介質(zhì)開始汽化形成氣相和液相的混合物。氣相、液相混合的兩相流體由于密度小，不斷上升，從上導(dǎo)管90進(jìn)入進(jìn)氣管60內(nèi)，并進(jìn)入到冷凝器70中被冷凝后形成液體通過回液管80，流回套筒40中，形成周而復(fù)始的循環(huán)。鐵心10的冷卻有兩種方式對(duì)于容量較小的變壓器，由于鐵心10的發(fā)熱較小，鐵心10通過油箱30內(nèi)的絕緣氣體110冷卻即可。對(duì)于容量較大的變壓器，本發(fā)明則在鐵心10內(nèi)部設(shè)置了鐵心冷卻通道140，鐵心冷卻通道140內(nèi)流通與套筒內(nèi)相同的冷卻介質(zhì)50，鐵心10發(fā)熱后，將熱量傳遞給鐵心冷卻通道內(nèi)的冷卻介質(zhì)50中的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，蒸發(fā)冷卻介質(zhì)吸熱后溫度升高，當(dāng)溫度達(dá)到內(nèi)部壓力所對(duì)應(yīng)的飽和溫度時(shí)，蒸發(fā)冷卻介質(zhì)開始汽化形成氣相和液相的混合物。氣相、液相混合的兩相流體由于密度小，不斷上升，從進(jìn)氣管60進(jìn)入到冷凝器70中被冷凝后形成液體通過回液管80，流回鐵心冷卻通道140中，形成周而復(fù)始的循環(huán)。如果有一部分蒸發(fā)冷卻介質(zhì)滴落在油箱底部，形成油箱底部的冷卻介質(zhì)120，導(dǎo)致檢測(cè)到的變壓器套筒內(nèi)液位有所降低，此時(shí)可開啟泵130使油箱底部的冷卻介質(zhì)120在泵130的作用下通過回液管80流回到套筒40或鐵心冷卻通道140中。變壓器設(shè)置有油箱30，油箱30內(nèi)填充了絕緣氣體110，進(jìn)一步提高了變壓器的絕緣水平。
本發(fā)明帶油箱的非密閉套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器的工作原理是線圈被浸泡在套筒40內(nèi)的冷卻介質(zhì)50中，當(dāng)變壓器工作時(shí)，線圈20發(fā)熱，線圈20將熱量傳遞給套筒40內(nèi)冷卻介質(zhì)50中的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，蒸發(fā)冷卻介質(zhì)吸熱后溫度升高，當(dāng)溫度達(dá)到內(nèi)部壓力所對(duì)應(yīng)的飽和溫度時(shí)，蒸發(fā)冷卻介質(zhì)開始汽化形成氣相和液相的混合物。氣相、液相混合的兩相流體由于密度小，不斷上升，將油箱30內(nèi)原有的絕緣氣體90擠壓至冷凝器的上部，蒸發(fā)冷卻氣體及少量液體(氣相、液相混合的兩相流體)從油箱30上部的進(jìn)氣管60進(jìn)入到冷凝器中被冷凝后形成液體通過回液管80，流回套筒40中，形成周而復(fù)始的循環(huán)。鐵心10的冷卻有兩種方式對(duì)于容量較小的變壓器，由于鐵心10的發(fā)熱較小，鐵心10通過油箱30內(nèi)的絕緣氣體90冷卻即可。對(duì)于容量較大的變壓器，本發(fā)明則在鐵心10內(nèi)部設(shè)置了鐵心冷卻通道140，鐵心冷卻通道140內(nèi)流通與套筒內(nèi)相同的冷卻介質(zhì)50，鐵心10發(fā)熱后，將熱量傳遞給鐵心冷卻通道內(nèi)的冷卻介質(zhì)50中的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，蒸發(fā)冷卻介質(zhì)吸熱后溫度升高，當(dāng)溫度達(dá)到內(nèi)部壓力所對(duì)應(yīng)的飽和溫度時(shí)，蒸發(fā)冷卻介質(zhì)開始汽化形成氣相和液相的混合物。氣相、液相混合的兩相流體由于密度小，不斷上升，從油箱30上部的進(jìn)氣管60進(jìn)入到冷凝器中被冷凝器冷凝后形成液體通過回液管80，流回鐵心冷卻通道140中，形成周而復(fù)始的循環(huán)。在實(shí)際工作中，有一部分的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)會(huì)滴落在油箱底部，形成油箱底部的冷卻介質(zhì)120，油箱底部的冷卻介質(zhì)120在泵130的作用下通過回液管80流回到套筒40或鐵心冷卻通道140中。
權(quán)利要求
1.一種帶油箱的套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器，包括鐵心[10]、線圈[20]、油箱[30]、套筒[40]、進(jìn)氣管[60]、冷凝器[70]、回液管[80]、上導(dǎo)管[90]、下導(dǎo)管[100]，其特征在于變壓器的器身外設(shè)有油箱[30]，油箱[30]內(nèi)充滿絕緣與冷卻氣體[110]；變壓器的線圈[20]放置于套筒[40]里，套筒[40]內(nèi)加入冷卻介質(zhì)[50]；冷凝器[70]底部或側(cè)面與回液管[80]相連，回液管[80]與下導(dǎo)管[100]下部相連，下導(dǎo)管[100]上部與套筒[40]底部相連；套筒[40]可以是密閉的，亦可上部無蓋或蓋上開有通孔；密閉的套筒[40]的上部與上導(dǎo)管[90]下部相連，上導(dǎo)管[90]上部與進(jìn)氣管[60]下部相連，進(jìn)氣管[60]上部與冷凝器[70]相連；上部無蓋或蓋上開有通孔的套筒[40]內(nèi)的冷卻介質(zhì)[50]直接與油箱[30]內(nèi)充入的絕緣氣體[110]接觸，油箱[30]上部與進(jìn)氣管[60]下部相連，進(jìn)氣管[60]上部與冷凝器[70]相連。
2.按照權(quán)利要求1所述的帶油箱的套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器，其特征在于變壓器每相的線圈[20]可以分別置于各自的套筒[40]里，也可以共同置于同一個(gè)套筒[40]里，還可以將變壓器所有線圈全部置于同一個(gè)套筒[40]里，各套筒之間通過連通管連通。
3.按照權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)冷卻變壓器，其特征在于油箱[30]內(nèi)充滿絕緣氣體[110]。絕緣氣體[110]可以是SF6氣體、SF6氣體與氮?dú)?N2)的混合、SF6氣體的替代品、氟碳化合物氣體等或其它多種氣體的混合物。
4.按照權(quán)利要求1所述的帶油箱的套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器，其特征在于對(duì)于容量較小的變壓器，鐵心[10]通過油箱[30]內(nèi)的絕緣氣體[110]冷卻；對(duì)于容量較大的變壓器，鐵心[10]內(nèi)部設(shè)置了冷卻通道[140]，冷卻通道[140]內(nèi)流通與套筒[40]內(nèi)相同的冷卻介質(zhì)[50]，冷卻通道[140]上部通過管道與進(jìn)氣管[60]相連，冷卻通道[140]下部通過管道與回液管[100]相連。
5.按照權(quán)利要求1所述的帶油箱的套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器，其特征在于油箱[30]底部與泵[130]一側(cè)連接，泵[130]另側(cè)與回液管[80]連接，滴落在油箱[30]底部的冷卻介質(zhì)[120]可通過泵[130]輸送回回液管[80]內(nèi)，當(dāng)回液管[80]的液位高度低于油箱[30]底部的液位高度時(shí)，可不安裝泵[130]。
全文摘要
一種帶油箱的套筒式蒸發(fā)冷卻變壓器，包括鐵心[10]、線圈[20]、油箱[30]、套筒[40]、進(jìn)氣管[60]、冷凝器[70]、回液管[80]、上導(dǎo)管[90]、下導(dǎo)管[100]、絕緣氣體[110]、油箱底部的冷卻介質(zhì)[120]、泵[130]和鐵心冷卻通道[140]。其特征在于線圈[20]置于加入冷卻介質(zhì)[50]的套筒[40]內(nèi)，套筒[40]上部可以有蓋或無蓋，或在上蓋上開設(shè)通孔。油箱[30]上部與進(jìn)氣管[60]下部相連，進(jìn)氣管[60]上部與冷凝器[70]相連，冷凝器[70]底部(或側(cè)面)與回液管[80]上部相連，回液管[80]下部與套筒[40]底部相連，滴落在油箱底部的冷卻介質(zhì)[120]通過泵[130]與回液管[80]內(nèi)的冷卻介質(zhì)[50]相連通。油箱[30]內(nèi)充滿絕緣氣體[110]。絕緣氣體[110]可以是SF6氣體、SF6氣體與氮?dú)?N2)的混合、SF6氣體的替代品、氟碳化合物氣體等或其它多種氣體的混合物。
文檔編號(hào)F28D5/00GK1812014SQ20061001137
公開日2006年8月2日 申請(qǐng)日期2006年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月24日
發(fā)明者張國強(qiáng), 郭卉, 顧國彪 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院電工研究所