[發明專利]靜態電感應系統的冷卻

在審

• 申請號: 202110583895.6
• 申請日: 2016-06-22
• 公開（公告）號: CN113299462A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: R·貝爾弗德希拉;T·拉內里德;J·克拉南博格;A·古斯塔弗森;J·哈杰克
• 申請（專利權）人: ABB電網瑞士股份公司
• 主分類號: H01F27/08
• 分類號: H01F27/08;H01F27/10;H01F27/12
• 代理公司: 北京市漢坤律師事務所 11602
• 代理人: 姜浩然;吳麗麗

本公開涉及靜態電感應系統的冷卻。本公開涉及靜態電感應系統(1)。該系統包括發熱部件(4)和/或(5)、冷卻流體(3)、沿著所述發熱部件的冷卻通道(7)以及被配置為用于驅動所述冷卻流體通過所述冷卻通道的泵送系統(2)，其中所述泵送系統被配置為用于依照作為時間的函數的預定流量曲線在所述冷卻通道中應用流量隨時間變化的所述冷卻流體。

本申請是國際申請日為2016年6月22日、國家申請號為201680047213.7(國際申請號為PCT/EP2016/064416)、發明名稱為“靜態電感應系統的冷卻”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本公開涉及包括發熱部件和冷卻流體的靜態電感應系統。

背景技術

目前，諸如電力變壓器或電抗器的靜態電感應系統的強制冷卻通常是在具有恒定的冷卻流體流量的穩定狀態下執行的。

在感應系統(例如其導體繞組)的冷卻中包含有三種主要傳熱模式。在導體中的傳導，從導體表面擴散到大部分的冷卻流體中以及流體流的對流。在傳導階段，將熱量從例如導體中部傳導到其表面，存在時間滯后。層流的擴散非常緩慢，但當流動結構變成湍流或包含固有不穩定性時，擴散大幅加快。對流的時間尺度對應于流體和流動將熱量從位于大部分中的點運送到下游點的能力。一般而言，傳導時間常數遠遠大于對流和湍流或不穩定性引起的擴散所需的時間常數。

已知響應于流體中的溫度升高而臨時增加冷卻流體的流量。例如，JP2006/032651公開了在具有鐵芯和繞組的電氣設備中使用絕熱介質循環流量增加裝置，該絕熱介質循環流量增加裝置能夠在檢測到絕熱介質中的溫度升高時臨時將絕熱/冷卻介質的流量增加到穩定狀態的流量以上。

然而，僅測量絕熱介質的溫度不足以確定在這種電氣設備內的任何熱點的發生。絕熱介質的出口溫度僅給出熱交換量的一般測量值，而不能給出熱交換效率或均衡度如何的測量值。

發明內容

本發明的目的是改善靜態電感應系統的冷卻。

熱量在靜態電感應系統的導體繞組中通常緩慢流動，以及常常由冷卻流體非常快速地輸送。這意味著熱量可以不必如此迅速地對流，因為它是在更慢的過程中產生的。而且，已經注意到的是，熱點可能由于例如靜態渦流或局部停滯的流體而形成，在冷卻流體的流量增加時也是如此。因此，僅僅增加流量可能無法消除熱點或者根本沒有(或者僅以有限的程度)改善靜態電感應系統的冷卻。

根據本發明，通過依照作為時間的函數的預定流量曲線隨時間改變冷卻流體流量來改善冷卻。所述曲線被預定意味著它不依賴于例如流體溫度的實時的測量。而是流量曲線可以僅是時間的函數或時間和溫度兩者的函數，所述溫度例如為在靜態電感應系統中的一個或多個地點處所測得(可能實時地)。所述曲線被預定可以不排除溫度測量也可被允許影響流量。例如，靜態電感應系統的控制單元可以用多個預定流量曲線來預編程，其中選擇哪一個來使用可以基于例如溫度測量或其它測量。

根據本發明的一個方面，提供了一種靜態電感應系統。該系統包括發熱部件、冷卻流體、沿著所述發熱部件的冷卻通道以及被配置為用于驅動所述冷卻流體通過所述冷卻通道的泵送系統，其中所述泵送系統被配置為用于依照作為時間的函數的預定流量曲線而在所述冷卻通道中應用流量隨時間變化的所述冷卻流體。

根據本發明的另一方面，提供了一種減少靜態電感應系統中的熱點的方法。所述方法包括借助于冷卻流體流動通過沿著發熱部件的冷卻通道，來冷卻所述靜態電感應系統的發熱部件。所述方法還包括借助于所述靜態電感應系統的泵送系統，依照預定流量曲線而在所述冷卻通道中應用流量隨時間變化的所述冷卻流體的流動，該預定流量曲線是時間的函數。

已經意識到的是，通過改變流量，冷卻流體可以選擇冷卻通道內的稍微不同的路徑，以及停滯的渦流或停滯的流體等的位置可以根據流量而移動，從而減少熱點的建立。