[发明专利]用于电力机械的壳体

说明书

技术领域

本发明涉及用于电力机械，尤其是用于电力变压器(例如干式变压器)的壳体，该壳体中设有冷却通道，冷却流体通过该冷却通道流动。

背景技术

冷却通常通过将干式变压器中的操作期间所产生的热量直接散发到周围环境中而发生在设置为电力变压器的电力机械中。

在电力机械中，尤其是设置为紧凑式电力变压器的这样高功率的电力机械中，除了通过对流而冷却，考虑额外的冷却方式可能是必需的。

因此，在现有壳体构思(concept)中，特别地提供了用于冷却紧凑式电力变压器的冷却通道，其中该冷却主要通过自由对流的方式(其意味着通过自然冷却)发生。

在更高的变压器输出的情形下，这可能是不够的，因而需要调整壳体的设计，或者需要提供额外单独的具有强制冷却的冷却系统。

根据还应用到设置为干式变压器的电力变压器的最新构思，将该干式变压器设置为另外被一壳体所包围，该壳体通过利用冷却流体围绕该变压器绕组的特意设置的流动(purposeful flow)而为该变压器提供改进的冷却，其被例如空气-空气冷却器(air-to-air cooler)或空气-水冷却器(air-to-water cooler)冷却。

用于干式变压器的机壳可从DE 19812243得知，其元件与设置的特征在于，周围空气可流经该机壳周围且被冷却和润湿，其与连续地或以负载相关的方式用水润湿外部可湿护套(outer wettable jacket)的通流(through-flow)期间的冷却和润湿相同，并且冷却过的潮湿空气以这样的方式被引导，使得其连续地冷却被高压绕组所辐射的实心主体表面，并从下面进入各变压器腿部的冷却通道中，并在从该冷却通道离开时被抽出和引导走。

该已知的冷却原理所基于的原理在于，空气的主要成分(即氮和氧)是非常差的热载体，并且对于热量散发实际上能透过。另一方面，很多气体(尤其是二氧化碳和水蒸气)吸收散发的热量并将其散发出。

因此，在变压器的冷却空气中具有高含量的处于不饱和状态的水蒸气会提高其热吸收能力。还知道的是，水具有很高的蒸发热。其在标准压力下大约是627瓦特小时/千克(Wh/kg)，所以水的使用基本上确保了良好的热吸收，其原因在于，确定用来冷却变压器的空气富含有水，并且由于从该变压器所吸收的热而容许该水蒸发，并从变压器移除热量。

不利的方面在于，对于水到空气中的定期添加，需要优选的封闭的冷却系统，以便因此限制水的消耗。

另一方面，在具有强制冷却的变压器壳体的开发中，需要对每个变压器重新配置和安装相应的冷却系统。在这种情形下，失去了通过对流而自然冷却的可能性，这意味着这样的变压器因而仅能以强制方式冷却。

在恒定的周围条件下，壳体内部与外部的自然冷却对于达到一定大小的壳体而言都是足够的，从而移除特定量的耗散。为了容许移除高于此的耗散，或者确保补充增加的周围温度，用于冷却的进一步的措施是必需的。

发明内容

基于本领域的这种状态，本发明的目的在于，根据变压器的耗散，提供用于电力机械的壳体，其容许该变压器的自然冷却以及强制冷却。

根据本发明，该目标通过权利要求1描述的特征而实现。根据其提供了一壳体，在该壳体中完全地设置电力机械和冷却系统，并且该壳体包括用于冷却媒介的竖直设置的通道，该冷却媒介围绕该电力机械流动，容纳有该电力机械和该冷却系统的壳体至少部分地形成密封的封闭体(encapsulation)。

在这种情况下，一种可能在于，将一个或若干个壳体模块集成在侧壁中，该模块包括用于改进内部循环的风扇。还有一种可能通过模块的连接而提供，该模块包括外部风扇并改进外部循环。两种措施可分别地考虑，也可组合地考虑。

根据本发明的一个优选实施例，用于冷却流体的通道设置成分别搁置在该电力机械的绕组的表面上。在这种情况下，该冷却通道的设置以这样的方式而提供，使得一方面所需的电绝缘体厚度不会降到所需的量之下，并且另一方面，确保足够的表面接触用于可能的最佳热传送。

根据本发明的还有一个有利的开发，该冷却流体是气态的。根据本发明的一特定实施例，可使用液态的冷却媒介。

根据本发明的还有一个优选实施例，该冷却通道设置为用于引导各管中的冷却流体，该管分别围绕相应的变压器绕组而设置。

代替冷却管，也可通过波状或盒状结构(boxlike structure)形成该冷却通道，该结构优选地包括金属，但也可选地可包括塑料，例如波纹状板或波纹状玻璃，其围绕变压器的相应绕组设置。