[其他]液冷變壓器的鐵心冷卻裝置和方法

無效

• 申請號: 87100299
• 申請日: 1987-01-13
• 公開（公告）號: CN87100299A
• 公開（公告）日: 1987-10-28
• 發明（設計）人: 莫里斯·弗農·范杜森;托馬斯·埃德溫·范沙伊克;羅納德·沃倫·特里布利
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F28D1/00
• 分類號: F28D1/00;H01F27/10
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 吳增勇,曹濟洪

本發明涉及液冷變壓器的鐵心冷卻裝置和方法，尤其涉及用以將冷卻液封裝在液冷變壓器鐵心之內的裝置。

在變壓器設計中，通常期望優化空間利用率。也就是說，按照公認的電氣設計原理，額定功率預定的變壓器實際上應盡可能小。所需考慮的主要問題便是變壓器在運行期間所產生的熱量，而這正是通常限制變壓器的尺寸降至預定限度以下的一個因素。已有若干種技術方案用來增強利用其外界環境可得到的變壓器的冷卻效果。其中有一種技術方案采用如同已轉讓給本受讓人授予Cotzas的美國專利4，477，767中所揭示的那種氣冷變壓器，在該專利中，為有利地使用用來冷卻一臺大型電動發電機轉子的冷卻氣體（具有代表性的是氫氣），該氣冷變壓器安置于該電動發電機的冷卻罩中。然而，氣冷變壓器一般需要用以使冷卻氣體流過并直接接觸變壓器鐵心的鐵心片的內部風道和通風孔。（變壓器的鐵心一般是由許多成疊的鐵心片制成，以便減少渦流和由此產生的熱量。）通常在制造期間，將這些鐵心片緊緊地壓在一起，以保證相鄰鐵心片之間表面的均勻接觸，并使總尺寸為最小）。與使用更有效（亦即導熱率更高）的諸如水之類的液體的熱交換介質時所可能達到的尺寸相比這些風道或通風孔增加了該變壓器的實際總尺寸和/或需要空間;該空間本可有益地用于給變壓器鐵心增添鐵心片，從而增加同一尺寸外殼內的變壓器的額定功率。

用以冷卻變壓器的另一種技術使用液體，例如水，或最好使用去離子水或蒸餾水。在某些應用場合，最好是使水不直接接觸變壓器鐵心的鐵心片。為了在變壓器的內部貯有水，使水不直接接觸該鐵心的鐵心片，并仍與這些鐵心片保持熱流聯系，可設置一個儲液室，它被置于鐵心片之間并與其保持熱流聯系。為了將該儲液室尺寸減至最低限度，并優化變壓器鐵心的鐵心片和儲液室內的液體之間的熱流，最好將儲液室的壁厚減至最低限度。不過，在變壓器鐵心制造期間，為了最大限度地減小各個鐵心片間的間隙和鐵心的總尺寸，其間由儲液室彼此注定隔開的這些鐵心片必須受擠壓。在這樣擠壓中所涉及的力勢必要擠壓該儲液室的側壁，從而減少通過儲液室的液體流量，并由此減少儲液室的冷卻效果。此外，為了保證壓緊鐵心片，尤其在變壓器運行期間，最好是利用從液體冷卻劑那里可得到的壓力，使其有益地對鐵心片施加擠壓力。

在運行期間，部分由鐵心片中所感應的渦流引起的磁致伸縮力起到分離鐵心片，并使其振動的作用。壓得不緊的鐵心片勢必要振動，因此最好是保持鐵心組裝期間所達到的鐵心片壓緊和密集的程度。這種振動可引起微振磨損，和產生過大或不希望有的噪聲，而鐵心片松動可有害地降低鐵心的導熱性。

因此，本發明的一個目的是為提供一種盛裝與變壓器鐵心的鐵心片保持熱流聯系的液體，而不屈服于用來制造該鐵心的安裝壓力的裝置和方法。

本發明的另一目的是為在運行期間增大在變壓器鐵心上的、原制造該鐵心所用的壓力，而提供一種裝置和方法。

按照本發明，安置于液冷變壓器中，與該變壓器的鐵心保持熱流聯系的熱交換裝置包括一對面對面的、彼此隔開的部件，用以構成其間的儲液室;包括至少與其中的一個部件相配合的分隔裝置，每當構成儲液室的部件受到勢必要減小儲液室尺寸的力的作用時，該分隔裝置總是阻止儲液室尺寸降至預定下限以下;包括和儲液室配套的給排液裝置，分別用于向儲液室供液和從儲液室排出液體。向儲液室注入加壓液體時，該熱交換裝置可有益地擴張，其結果使得由制造鐵心期間作用于鐵心片上的安裝壓力所造成的剩余擠壓力增大。分隔裝置可兼有許多凹坑、或凸泡（embossments）它們可按預定的、易于制造的圖案排列。

此外，一種用以制造液冷（電氣）變壓器的方法包括：將具有用以接納液體冷卻劑的儲液室的熱交換裝置安置在兩鐵心片之間，這兩鐵心片至少構成該鐵心的一部分;增設足量的附加鐵心片，以便達到該鐵心片的預期的電磁特性;用安裝壓力，將該熱交換裝置，兩鐵心片和附加鐵心片壓在一起，以構成夾心樣裝置;設置與所述的熱交換裝置配合、并伸入該儲液室中的分隔裝置，防止該儲液室尺寸降至預定的限度以下;安置和該夾心狀的裝置保持磁通聯系的初級繞組裝置和次級繞組裝置，并夾緊該夾心狀裝置，以便在該安裝壓力去除后剩余壓力得以充分保留。另外，將加壓的冷卻液注入該儲液室中，由此使該熱交換裝置擴張，這可增大該剩余壓力。

在所附權利要求書中，對于這些被認為是新穎的特征進行詳細陳述。不過，參照結合附圖所作的詳細說明，對本發明本身的構成和操作方法，連同其進一步的目的和優點均可得到更好的了解。

圖1為按照本發明、供液冷變壓器使用的儲液容器的平面圖。

圖2為沿圖1中2-2線箭頭方向的截面圖。