[发明专利]静态电感应系统的冷却

说明书

本公开涉及静态电感应系统的冷却。本公开涉及静态电感应系统(1)。该系统包括发热部件(4)和/或(5)、冷却流体(3)、沿着所述发热部件的冷却通道(7)以及被配置为用于驱动所述冷却流体通过所述冷却通道的泵送系统(2)，其中所述泵送系统被配置为用于依照作为时间的函数的预定流量曲线在所述冷却通道中应用流量随时间变化的所述冷却流体。

本申请是国际申请日为2016年6月22日、国家申请号为201680047213.7(国际申请号为PCT/EP2016/064416)、发明名称为“静态电感应系统的冷却”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开涉及包括发热部件和冷却流体的静态电感应系统。

背景技术

目前，诸如电力变压器或电抗器的静态电感应系统的强制冷却通常是在具有恒定的冷却流体流量的稳定状态下执行的。

在感应系统(例如其导体绕组)的冷却中包含有三种主要传热模式。在导体中的传导，从导体表面扩散到大部分的冷却流体中以及流体流的对流。在传导阶段，将热量从例如导体中部传导到其表面，存在时间滞后。层流的扩散非常缓慢，但当流动结构变成湍流或包含固有不稳定性时，扩散大幅加快。对流的时间尺度对应于流体和流动将热量从位于大部分中的点运送到下游点的能力。一般而言，传导时间常数远远大于对流和湍流或不稳定性引起的扩散所需的时间常数。

已知响应于流体中的温度升高而临时增加冷却流体的流量。例如，JP2006/032651公开了在具有铁芯和绕组的电气设备中使用绝热介质循环流量增加装置，该绝热介质循环流量增加装置能够在检测到绝热介质中的温度升高时临时将绝热/冷却介质的流量增加到稳定状态的流量以上。

然而，仅测量绝热介质的温度不足以确定在这种电气设备内的任何热点的发生。绝热介质的出口温度仅给出热交换量的一般测量值，而不能给出热交换效率或均衡度如何的测量值。

发明内容

本发明的目的是改善静态电感应系统的冷却。

热量在静态电感应系统的导体绕组中通常缓慢流动，以及常常由冷却流体非常快速地输送。这意味着热量可以不必如此迅速地对流，因为它是在更慢的过程中产生的。而且，已经注意到的是，热点可能由于例如静态涡流或局部停滞的流体而形成，在冷却流体的流量增加时也是如此。因此，仅仅增加流量可能无法消除热点或者根本没有(或者仅以有限的程度)改善静态电感应系统的冷却。

根据本发明，通过依照作为时间的函数的预定流量曲线随时间改变冷却流体流量来改善冷却。所述曲线被预定意味着它不依赖于例如流体温度的实时的测量。而是流量曲线可以仅是时间的函数或时间和温度两者的函数，所述温度例如为在静态电感应系统中的一个或多个地点处所测得(可能实时地)。所述曲线被预定可以不排除温度测量也可被允许影响流量。例如，静态电感应系统的控制单元可以用多个预定流量曲线来预编程，其中选择哪一个来使用可以基于例如温度测量或其它测量。

根据本发明的一个方面，提供了一种静态电感应系统。该系统包括发热部件、冷却流体、沿着所述发热部件的冷却通道以及被配置为用于驱动所述冷却流体通过所述冷却通道的泵送系统，其中所述泵送系统被配置为用于依照作为时间的函数的预定流量曲线而在所述冷却通道中应用流量随时间变化的所述冷却流体。

根据本发明的另一方面，提供了一种减少静态电感应系统中的热点的方法。所述方法包括借助于冷却流体流动通过沿着发热部件的冷却通道，来冷却所述静态电感应系统的发热部件。所述方法还包括借助于所述静态电感应系统的泵送系统，依照预定流量曲线而在所述冷却通道中应用流量随时间变化的所述冷却流体的流动，该预定流量曲线是时间的函数。

已经意识到的是，通过改变流量，冷却流体可以选择冷却通道内的稍微不同的路径，以及停滞的涡流或停滞的流体等的位置可以根据流量而移动，从而减少热点的建立。