[其他]感應設備的改進

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87101947
• 申請日: 1987-03-12
• 公開（公告）號: CN87101947A
• 公開（公告）日: 1987-10-14
• 發(fā)明（設計）人: 哈羅德·勞埃德
• 申請（專利權(quán)）人: 特克卡特有限公司
• 主分類號: H01F27/10
• 分類號: H01F27/10;H01F27/18
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 林長安,曹濟洪

本發(fā)明是關(guān)于靜止感應設備用的冷卻系統(tǒng)。

靜止感應設備一般由一個磁芯和若干繞組組成，運行時產(chǎn)生熱損失。為了對這類設備進行冷卻并使其具有一定的絕緣強度，通常的作法是把設備封裝在一個容器槽中通上循環(huán)冷卻流體。這類設備包括變壓器。變壓器是通過電磁感應將兩個或多個線圈之間的交流電壓和電流變換成同頻率、通常為不同值的電壓和電流。

一般用途的變壓器是油浸式的，具有氣密式密封或排氣孔。油有兩個作用：使變壓器具有一定的絕緣強度，和為鐵心和繞組所產(chǎn)生的熱損失進行冷卻。任何液浸式變壓器的主要問題是其中所裝的大量液體，這些液體有漏泄的危險，造成環(huán)境性災難。

干式變壓器雖然無需液體冷卻劑，但卻具有若干技術(shù)缺陷，其中包括散熱能力差，因電氣和散熱方面的原因需要更大的空間，而且易受環(huán)境污染。此外，它們價格昂貴。

有人設計和研究過充有諸如SF₆、C₂F₆或C₄F₈等非冷凝性氣體的變壓器，這些氣體使變壓器具有一定的絕緣強度，氣體中的小量液體經(jīng)過抽運或霧化，以瀑布的方式淋遍整個鐵心和繞組進行冷卻。這種配置方式由于非冷凝性氣體與蒸汽產(chǎn)生不希望有的混合物產(chǎn)生了大問題。有一些已獲批準的專利提出了若干解決上述混合問題的建議，但這些建議迄今還沒有發(fā)現(xiàn)是有商業(yè)實用價值。另外還有這樣的缺點：要在變壓器槽和帶活動部件的設備中提升液體需要很高的操作壓力。對只使用小量電介質(zhì)和冷卻流體的變壓器來說，就需要有一個提升液體的裝置以除去鐵心和繞組運行時所產(chǎn)生的熱。電動泵由于具有運動部件和密封部分，因而相當不可靠。此外，采用小量液體的變壓器需要一個足夠容量的泵進行噴淋，確保潤濕繞組的各個部分，不然繞組會“燒焚”。這個要求說明，現(xiàn)有技的蒸汽揚液泵不足以給繞組導體表面提供足量的液體。

本發(fā)明提供的是靜止式感應設備，特別是電力變壓器，該變壓器包括一個繞有電氣線圈安裝在一個槽中的鐵心，各套繞組在槽中都配備有一個容器，該容器具有一個至少部分敞開供盛裝電介質(zhì)和冷卻液用的頂部;此外還設有揚液泵，用以將液體從槽底部提升到各容器中，槽則與位于各繞組上方的外部冷凝器相連，從而使冷卻液蒸汽可以從槽通到冷凝器中，在冷凝器中冷凝之后，（在重力的作用下）返回到圍繞組的容器中。

這里所使用的揚液泵一詞是指這樣一種靜止式揚液裝，該裝置有一根或若干根管，液體即借助于部分液體的沸騰在管中提升，形成的蒸汽使其余未汽化的液體上升。這種泵（也可叫做揚汽泵）沒有活動部件、閥門或隔膜。

運行時，各容器中都有冷卻液，從而各繞組大體上都完全浸沒在冷卻液中，而這些冷卻液應為可冷凝的流體，即在室溫下為液體的流體。在感應設備（以下簡稱變壓器）運行的過程中，各繞組產(chǎn)生的熱量使冷卻液蒸發(fā)。汽化了的冷卻液在與容器相連的冷凝器中在重力的作用下通過適當配置的導管再循環(huán)返回到容器中。冷凝在槽內(nèi)壁上的冷卻液借助于揚液泵再循環(huán)返回到容器中。對槽內(nèi)壁進行保溫可減少這個冷凝量。本發(fā)明設備的絕緣冷卻流體量最多為普通全油浸式變壓器所用的量的30%，但一般少于10%，最好少于5%。在空載條件下，變壓器內(nèi)的流體量大體上等于各容器中流體量和在槽底及揚液泵中殘留液量的總和，舉例來說，本發(fā)明的IMVA配電變壓器只需要約15升的液體，相比之下，普通設計的同類變壓器則需要600升液體。

在運行情況下，變壓器（液槽和容器形成一個密封單元）中的壓力大體上為絕緣冷卻流體的蒸汽壓，在內(nèi)部溫度為0至100℃正常負載和過載情況下最好為100至1000毫巴。有意識地或漏泄引起的任何非冷凝物不應超過變壓器內(nèi)包括冷凝器的自由空間容積的25%左右，但最好不大于10%。最理想的情況是，槽內(nèi)全部自由空間最好都充滿冷卻液或蒸汽。但如下面即將談到的，有少量非冷凝性氣體（例如容積多達30%）存在有好外。

用于本發(fā)明設備的冷卻流體最好是在室溫下為液體的流體，具有適當?shù)姆悬c，在變壓器運行條件下使用不會分解，而且在變壓器中產(chǎn)生的壓力最好在上述范圍內(nèi)，在液態(tài)和汽態(tài)下具有良好的電氣性能和熱性能，而且毒性小。所述冷卻流體最好是不容易燃的，具體例子有碳氟化合物、含氟氯烴和含氯烴或其混合物，例如，如英國專利GB-A-2124253所公開的那些化合物。

在變壓器各繞組周圍流體的可容積的可容度的組合及采用沒有活動部件的揚液泵可以解決上述諸問題。繞組周圍始終充有足夠的流體，因而消除了繞組“燒焚”的危險性。本發(fā)明的實質(zhì)是簡化了結(jié)構(gòu)，因為本發(fā)明設備中沒有活動部件，而且變壓器設計得使其具有較低的成本。