[發明專利]一種水冷油浸式變壓器及其散熱方法

在審

• 申請號: 202211426688.0
• 申請日: 2022-11-14
• 公開（公告）號: CN115691957A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 張斌;武鋒利;鐵子甲;羅雪紅;楊雷;高向南;井萍;黨磊;吳王強;付濤;楊博;獨亞軍;付峰;董武軍;陳雪江;蘇陽;任迎莉
• 申請（專利權）人: 國網陜西省電力有限公司渭南供電公司;西安交通大學
• 主分類號: H01F27/16
• 分類號: H01F27/16;H01F27/22;H01F27/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 賀小停

本發明公開了一種水冷油浸式變壓器及其散熱方法，能夠在不改變油浸式自冷變壓器原本結構的基礎上，實現水冷換熱，提高變壓器換熱能力，同時降低改造成本和改造難度。包括油浸式變壓器本體和水冷散熱裝置；其中，所述油浸式變壓器本體連接有絕緣油進口和絕緣油出口，油浸式變壓器本體兩側設置有多組絕緣油散熱片；所述水冷散熱裝置包括通過管道依次連接的冷卻水進口、多組冷卻水換熱板和冷卻水出口，所述冷卻水換熱板安裝在所述絕緣油散熱片的一側或兩側。

技術領域

本發明涉及變壓器散熱技術領域，具體為一種水冷油浸式變壓器及其散熱方法。

背景技術

油浸式自冷變壓器作為電力基礎設施中的關鍵電氣設備，已成為電網中使用最普遍的電力變壓器之一。油浸式變壓器內部組裝有繞組和鐵芯，在該類變壓器的使用中，會產生因繞組、鐵芯等部件的損耗導致部件發熱，引起油溫上升。根據研究表明，在80℃以上的高油溫下工作會大大縮短變壓器內部絕緣材料的使用壽命。因此，為了能大幅度延長變壓器的使用壽命，提高變壓器的使用率，需要盡可能降低使用過程中變壓器的油溫。

現階段對于變壓器的散熱問題，通常采用絕緣油自然對流換熱、強制風冷和強制水冷三種方式。前兩種方式均是通過在油側依靠絕緣油溫差驅動，使絕緣油流入散熱片，兩者的區別在于第一種采用與空氣自然對流換熱，第二種是在絕緣油流入散熱片的基礎上在外部加風扇形成空氣強制對流換熱。著這兩種方式相比于水空氣換熱存在的問題在于對流換熱系數較低，換熱效果較差，尤其是在夏天，變壓器室內溫度高，風冷效果大打折扣。第三種強制水冷的散熱方式雖然換熱效果較好，然而其散熱系統的設置較為復雜，通常為了加大換熱面積，目前通常采用在變壓器內設置油泵，在變壓器外設置水泵，通過管道將油路與水路連接油水換熱器上，對變壓器本體會造成破壞，改造難度較大，改造成本較高。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種水冷油浸式變壓器及其散熱方法，能夠在不改變油浸式自冷變壓器原本結構的基礎上，實現水冷換熱，提高變壓器換熱能力，同時降低改造成本和改造難度。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種水冷油浸式變壓器，包括油浸式變壓器本體和水冷散熱裝置；

其中，所述油浸式變壓器本體連接有絕緣油進口和絕緣油出口，油浸式變壓器本體兩側設置有多組絕緣油散熱片；

所述水冷散熱裝置包括通過管道依次連接的冷卻水進口、多組冷卻水換熱板和冷卻水出口，所述冷卻水換熱板安裝在所述絕緣油散熱片的一側或兩側。

進一步地，所述絕緣油散熱片的組數與冷卻水換熱板的組數保持一致。

進一步地，所述冷卻水換熱板的上部通過冷卻水上端管道連接冷卻水進口，冷卻水換熱板的下部通過冷卻水下端管道連接冷卻水出口；

所述冷卻水換熱板的進水口處設置有水平方向的流道，所述冷卻水換熱板的內部分布有多個豎直方向的流道，所述流道內開設有槽道。

進一步地，所述流道的截面為圓形。

進一步地，所述冷卻水換熱板采用鋁合金制成。

進一步地，所述冷卻水換熱板為矩形板。

進一步地，所述冷卻水換熱板與所述絕緣油散熱片貼合，所述冷卻水換熱板與絕緣油散熱片之間的縫隙填充有導熱硅脂。

進一步地，所述油浸式變壓器本體的上部通過法蘭連接所述絕緣油進口，所述油浸式變壓器本體的下部通過法蘭連接所述絕緣油出口。

進一步地，所述冷卻水進口與冷卻水換熱板之間以及所述冷卻水出口與冷卻水換熱板之間均設置有調節閥和加壓泵控制系統。

一種水冷油浸式變壓器的散熱方法，包括如下步驟：

所述油浸式變壓器本體內的絕緣油受熱升溫上浮，由絕緣油進口流入絕緣油散熱片中；