[发明专利]一种油浸式变压器

说明书

技术领域

本发明涉及变压器领域，具体涉及一种油浸式变压器。

背景技术

变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）。主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等。按用途可以分为：电力变压器和特殊变压器（电炉变、整流变、工频试验变压器、调压器、矿用变、音频变压器、中频变压器、高频变压器、冲击变压器、仪用变压器、电子变压器、电抗器、互感器等）。

变压器在工作时，会产生大量的热量，为了保证变压器的正常运行，需要选择合适的散热方式来降低其温度。电力变压器常用的冷却方式一般分为三种：油浸自冷式、油浸风冷式、强迫油循环。

油浸自冷式（低厂变）：油浸变压器的散热过程是这样的，铁芯和线圈把热量首先传给在其附近的油，使油的温度升高。温度高的油体积增加，比重减小，就向油箱的上部运动。冷油将自然运动补充到热油原来的位置。而热油沿箱壁或散热器管将热量放出，经箱壁或管壁被周围的空气带走，温度降低后又回到油箱下部参加循环。这样，因油温的差别，产生了油的自然循环流动。既热油从变压器油箱的上部，沿散热器（无散热器的沿箱壁）的内表面向下流，在向下流的过程中把热经管壁或箱壁传给空气（风），被冷却的油从散热器下部进入油箱，然后经各油道上升，在上升过程中把线圈和铁芯的热量带走，热油又汇于油箱上部，这样，周而复始不断循环。

油浸自冷式的变压器依靠油箱壁（或散热器管壁）的辐射，和变压器周围空气的自然对流，把热量从油箱表面带走。这种变压器为了增加散热表面，有的箱壁做成波状,有的焊上管子，有的装散热器，以促进油的对流。配电变压器和发电厂的低压变等就属于这种冷却方式。

油浸风冷式（高厂变）：在散热器上装风扇，用吹风扇的方法使空气加快流动，借此来增大散热能力的就属风冷式。吹风可使对流散热增加8.5倍。同一台变压器，用了吹风以后，容量可提高30%以上。

强迫油循环冷却方式：如果单纯想法降低油的温度而不增加油流的速度，那是达不到所希望的冷却效果的。因油温降到一定程度时，其粘度增加，粘度大会使散热效果变差。而人为地加快油流速度，就会使散热加快。强迫油循环冷却方式就是在油路中加入了使油的流速加快的动力—油泵。

强迫油循环风冷的变压器则是将风冷却器装于变压器油箱壁上或独立的支架上。经冷却器内的油采用风扇冷却。为了防止油泵的漏油和漏气，目前广泛采用潜油泵和潜油电动机。潜油泵安装在冷却器的下面，泵的吸入端直接装在第一个油回路（冷却器为多回路的）上，吐出端通过装有流动继电器的联管接至第二回路。流动继电器的作用是，当潜油泵发生故障，油流停止时，发出信号和投入备用冷却器。

强迫油循环导向冷却（主变）：这种冷却方式基本上还属于上述强迫油循环类型的，其主要区别在于变压器器身部分的油路不同。普通的油冷却变压器油箱内油路较乱，油沿着线圈和铁芯、线圈和线圈间的纵向油道逐渐上升，而线圈段间（或叫饼间）油的流速不大，局部地方还可能没有冷却到，线圈的某些线段和线匝局部温度很高。采用导向冷却后，可以改善这些状况。变压器中线圈的发热比铁芯发热占的比例大，改善线圈的散热情况还是很有必要的。导向冷却的变压器，在结构上采用了一定的措施（如加挡油纸板、纸筒）后使油按一定的路径流动。采用了导向冷却，泵口的冷油，在一定压力下被送入线圈间、线饼间的油道和铁芯的油道中，能冷却线圈的各个部分，这样可以提高冷却效能。

通过上述散热方式可以看出，随着变压器功率的增大，必须采用高效的主动散热方式来降低变压器的温度，目前最有效的散热方式就是油浸式冷却。

油浸式冷却是将变压器的核心部件全部浸泡在变压器油中进行散热的一种方式。变压器运行过程中产生的热量首先传递给变压器油，然后热量再通过变压器油传递给外界。变压器油不但承担着传递热量的作用，还能够起到灭弧、防锈等目的。

但是变压器油在频繁的升温-降温过程中，体积变化非常大，这就需要在变压器上另行设置一个油箱，通过油箱内油位的变化来补偿变压器内变压器油的体积变化。其具体的工作方式为：当变压器内的变压器油受热膨胀时，油箱内的油位上升，与此同时变压器内变压器油减少，但体积不变；反之变压器油受冷收缩时，油箱内的油位下降，来补偿变压器内变压器油体积的缩小。