一種基于油浸變壓器散熱器的液冷裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及變壓器冷卻設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于油浸變壓器散熱器的液冷 裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會的不斷發(fā)展，人們對電力的需求也越來越大，尤其是在每年的用電高峰 期夏冬，往往變壓器超負(fù)荷工作，而多數(shù)變壓器由于超負(fù)荷工作產(chǎn)生大量的熱，不能及時散 出導(dǎo)致變壓器停止工作或發(fā)生變壓器損壞，甚至造成變壓器爆炸的現(xiàn)象，不僅嚴(yán)重影響了 人民的生產(chǎn)生活，而且也造成了電力設(shè)備的損壞，給國家造成損失，分析其原因： 變壓器運(yùn)行時，繞組和鐵心中的損耗所產(chǎn)生的熱量必須及時散逸出去，以免過熱而造 成絕緣損壞；對于小容量變壓器，外表面積與變壓器容積之比相對較大，可以采用自冷方 式，通過輻射和自然對流即可將熱量散去；也可采用油浸式；自冷方式適用于室內(nèi)小型變 壓器，為了預(yù)防火災(zāi)，一般采用干式，不用油浸；但由于部分區(qū)域供電壓力大，也可采用油浸 式變壓器進(jìn)行供電，但散熱冷卻裝置為常規(guī)的油浸風(fēng)冷，然而空氣的冷卻往往由于氣體的 比熱容較小，使其帶走的熱量有限；由于變壓器的損耗與其容積成比例，所以隨著變壓器容 量的增大，其容積和損耗將以鐵心尺寸三次方增加，而外表面積只依尺寸的二次方增加。因 此，大容量變壓器鐵心及繞組應(yīng)浸在油中，需要采用其他冷卻措施進(jìn)行冷卻。
[0003] 在CN 102403090 A中公開了一種油水冷卻器，具體涉及一種變壓器用油水冷卻 器，屬于散熱技術(shù)領(lǐng)域。油水冷卻器，包括油冷器和水冷器及副水箱，油冷器和水冷器并列 安置，副水箱設(shè)置于水冷器上方；油冷器和水冷器一面安裝風(fēng)扇罩，所述風(fēng)扇罩呈方形，覆 蓋油冷器和水冷器，風(fēng)扇罩中央為圓形通孔；油冷器的另一面安裝油側(cè)防塵網(wǎng)，油側(cè)防塵網(wǎng) 大小與油冷器截面相若，水冷器的另一面安裝水側(cè)防塵網(wǎng)，水側(cè)防塵網(wǎng)的大小與水冷器相 若。但其依然沒有解決散熱不均勻的問題。
[0004] 在CN 103714948 A中公開了一種水冷變壓器鐵芯冷卻方法，其特征在于：所述的 鐵芯內(nèi)部采用循環(huán)水冷方法。本發(fā)明中所述的鐵芯內(nèi)部采用循環(huán)水冷方法，有效地避免了 因變壓器鐵心直徑大，單位面積熱負(fù)荷大，熱傳導(dǎo)路徑很長，在鐵心內(nèi)部傳導(dǎo)出所產(chǎn)生的損 耗大從而導(dǎo)致鐵芯的過熱導(dǎo)致燒損，因鐵芯有效地得到了冷卻，溫度有效的得到控制不會 產(chǎn)生過熱導(dǎo)致燒損，所以可減小鐵芯的直徑，從而減少了鐵芯材料的損耗，隨之其水冷變壓 器主體的材料也可得到相應(yīng)的減少，同時也能確保水冷變壓器的全面散熱效果，提高使用 壽命。然而本裝置由于采用的水為介質(zhì)，而水的比熱容較小，很容易由于水沸騰造成壓力過 大，從而產(chǎn)生漏水或漏氣的現(xiàn)象，增加安全隱患。
[0005] 綜上：需要一種既能夠均勻降溫保證變壓器穩(wěn)定工作，且結(jié)構(gòu)簡單操作簡便的液 冷裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服上述不足，公開一種基于油浸變壓器散熱器的液冷裝置。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案： 一種基于油浸變壓器散熱器的液冷裝置，包括一個背面通過若干連接件與背板相連接 的變壓器圍壁，所述連接件通過所述變壓器圍壁的背面和/或所述背板的前面上設(shè)置的導(dǎo) 流板與所述背板和/或所述變壓器圍壁相連接，所述背板與所述變壓器圍壁之間通過所述 連接件構(gòu)成冷卻劑間隙。
[0008] 所述冷卻劑間隙四周設(shè)置密封板，兩個平行所述密封板處分別設(shè)置進(jìn)水口與出水 □ 〇
[0009] 所述導(dǎo)流板設(shè)置在所述進(jìn)水口處，所述導(dǎo)流板的頂面與所述進(jìn)水口的水流方向非 平行。
[0010] 所述導(dǎo)流板俯視面呈圓弧型、倒V型或直線型，所述導(dǎo)流板相互交錯設(shè)置。
[0011] 所述導(dǎo)流板上設(shè)置凸起，所述凸起上設(shè)置連接孔。
[0012] 所述倒V型的導(dǎo)流板夾角為120~150°，所述導(dǎo)流板的高度為間隙寬度的1/2~ 4/5 〇
[0013] 所述連接件為螺栓。
[0014] 所述進(jìn)水口與出水口的數(shù)量均為三個。
[0015] 所述導(dǎo)流板的高度與間隙的寬度一致，所述導(dǎo)流板上設(shè)置連接孔，所述連接孔之 間的導(dǎo)流板上設(shè)置水孔。
[0016] 本發(fā)明采用變壓器圍壁作為散熱的載體，使得導(dǎo)熱性能更快，導(dǎo)熱量更大；在變壓 器圍壁后面和/或背板前面設(shè)置導(dǎo)流板的形式，并且在其上設(shè)置連接孔，使得螺栓通過其 將變壓器圍壁與背板緊密的連接起來；不僅能夠起到支撐冷卻劑間隙的作用，而且如果設(shè) 置在變壓器圍壁上則能增加變壓器圍壁的強(qiáng)度，從而增加了變壓器圍壁的使用壽命，采用 多個進(jìn)水口與出水口的方式將水流進(jìn)行了分散，從而避免由于水流集中造成的部分邊角水 流過慢，造成溫度過高，從而使得局部過熱造成變壓器受損的現(xiàn)象。
[0017] 本發(fā)明采用的導(dǎo)流板在進(jìn)水口處，其形狀可為圓弧狀、倒V狀或直線型，主要是為 了將進(jìn)水口的水流進(jìn)行分散，使得分散更加均勻，避免冷卻劑直接從進(jìn)水口進(jìn)入而從出水 口流出，造成邊角熱量不能及時帶走，造成局部過熱的現(xiàn)象；采用倒V狀導(dǎo)流板時其兩半導(dǎo) 流板之間的夾角為120~150°，這個角度不僅能夠?qū)⑺鬟M(jìn)行分散而且能夠盡可能的降 低對水流勢能的影響，使得水流分布更加均勻，而設(shè)置的高度為間隙的1/2~4/5使得間隙 處設(shè)置有一個很小的縫隙，能夠使水流從其中穿過避免導(dǎo)流板迎著水流的背側(cè)由于湍流的 原因造成流速過慢造成局部過熱的現(xiàn)象，為了保證邊角的冷卻質(zhì)量在接近邊角的兩進(jìn)水口 與出水口附近設(shè)置圓管，使得其能夠?qū)⒏邏禾幍乃髟诓皇芷渌鞲缮娴那闆r下引流至 低壓水處，進(jìn)一步的改善邊角水流緩慢現(xiàn)象。
[0018] 本發(fā)明的結(jié)構(gòu)形式，針對現(xiàn)有的變壓器結(jié)構(gòu)形式，將冷卻機(jī)構(gòu)直接設(shè)置在變壓器 圍壁處，直接對其進(jìn)行冷卻降溫，保證冷卻的效果，在其上設(shè)置導(dǎo)流板的形式，并在其上設(shè) 置連接孔，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)固定支承的作用，而且也能將水流分布的更加均勻，確保整個冷卻 過程無死角，增加了變壓器的使用壽命，保證了變壓器的工作效率，值得推廣與應(yīng)用。
【附圖說明】
[0019] 圖1是本發(fā)明的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明俯視剖面的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明的實(shí)施例一的導(dǎo)流板處的局部結(jié)構(gòu)放大示意圖； 圖4是本發(fā)明的實(shí)施例二的導(dǎo)流板處的局部結(jié)構(gòu)放大示意圖； 圖5是本發(fā)明導(dǎo)流板的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 為了進(jìn)一步的說明本發(fā)明的優(yōu)越性，對本發(fā)明的性能進(jìn)行不同數(shù)據(jù)的測試： 第一組：采用相同的變壓器，分別采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)形式、傳統(tǒng)強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻機(jī)構(gòu)和 自然散熱的結(jié)構(gòu)形式，分別測試變壓器圍壁整體溫度差值、首次維護(hù)時間和維護(hù)周期，獲得 的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：
注：本組實(shí)驗(yàn)測試對象為100KV油浸式變壓器，工作環(huán)境為正常溫帶大陸氣候；同時連 續(xù)使用200套裝備進(jìn)行分別測試的平均值，采用的溫度差為圍壁同一溫度帶上的邊角區(qū)域 與中心區(qū)域的溫度差。
[0021] 由上表可以看出雖然采用相同的變壓器，但從連續(xù)使用情況可以看出，本發(fā)明很 好的克服了溫度偏差較大，且首次維護(hù)的時間可到達(dá)了 9. 5年，遠(yuǎn)超過常規(guī)變壓器的時間， 同時其單次維護(hù)周期為2年，可見其維護(hù)簡便，便于管理，故障率低。
[0022] 第二組： 采用在變壓器圍壁背面設(shè)置導(dǎo)流板的結(jié)構(gòu)形式，然后分別測試設(shè)置圓管與不設(shè)置圓管 的溫度差和使用壽命，獲得的數(shù)據(jù)如下：
注：本組實(shí)驗(yàn)測試對象為100KV油浸式變壓器，工作環(huán)境為正常溫帶大陸氣候；同時連 續(xù)使用200套裝備進(jìn)行分別測試的平均值，采用的溫度差為圍壁同一溫度帶上的邊角區(qū)域 與中心區(qū)域的溫度差。
[0023] 由上表可以看出即便采用相同的導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)，若未采用本發(fā)明設(shè)置的圓管，獲得 的效果也低于本發(fā)明，可見只有在本裝置各個構(gòu)件相互協(xié)同的作用下才產(chǎn)生了本發(fā)明優(yōu)良 的實(shí)用效果。
[0024] 第三組： 采用導(dǎo)流板的形式分別設(shè)置120°、135°、150°夾角與高度為間隙寬度1/2、2/3、4/5 處，分別試驗(yàn)其溫度差、使用壽命和結(jié)構(gòu)抗彎強(qiáng)度，獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

由上表可以看出當(dāng)導(dǎo)流板呈135°且高度為間隙2/3時，其獲得的效果最好，不僅首次 維護(hù)時間長，而且其同一溫度帶上邊角的溫度與中心高溫區(qū)域的差值最小，可見并非任意 組合就能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳效果；是在導(dǎo)流板與導(dǎo)流板高度的協(xié)同作用下，獲得了本發(fā)明 的最佳效果。
[0025] 以下結(jié)合附圖1~5具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的優(yōu)越性： 實(shí)施例一：一種基于油浸變壓器散熱器的液冷裝置，包括一個背面通過若干連接件與 背板2相連接的變壓器圍壁1，所述連接件通過所述變壓器圍壁1的背面或所述背板2的前 面上設(shè)置的導(dǎo)流板3與所述背板2或所述變壓器圍壁