一种油浸式电力变压器的风冷散热系统

1.本发明涉及变压器散热技术领域，具体涉及一种油浸式电力变压器风冷散热系统。

背景技术：

2.在油浸式电力变压器的运行过程中，其铁芯和绕组会产生铁耗和铜耗，这些损耗会转化成热量，引起变压器各部分的温度升高；因此油浸式电力变压器的油箱上一般安装有多组片式散热器，其内部产生的热量主要通过油箱壁和散热器对空气侧的散发，从而降低变压器的温度；但是散热器的散热能力有限，且变压器经过长时间运行后，散热器的表面会结垢，从而降低了散热器的散热能力；尤其是当变压器处于高温高负荷期间，若变压器运行时产生的热量无法得到有效散发，这容易导致变压器出现油温过高的问题，从而加速绝缘材料的老化，进而减少变压器的使用寿命，还容易引发电力安全问题。
3.目前为了提高变压器的散热能力，主要通过在油浸式电力变压器的散热器上装设外部辅助散热装置，其中使用最为广泛的是风冷装置。
4.现有技术通常采用在油浸式变压器的散热器底部安装冷却风扇，所述冷却风扇通过由下向上吹风的方式，促进散热器间隙空气流动，从而在一定程度上起到提高变压器散热能力的效果。
5.但是现有技术的缺陷在于，由于散热器的尺寸较大，若冷却风扇从由下向上吹风，则风速会沿竖直方向逐渐衰减，这会使得散热器顶部的风速较小，然而散热器表面的温度分布情况是从底部到顶部温度逐渐升高，这就造成了散热器温度较高的区域风速小、强化散热效果不佳等问题。

技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服以上现有技术的不足，提供一种可有效解决散热器温度较高的区域风速小、强化散热效果不佳的油浸式电力变压器的风冷散热系统。
7.为了实现上述目的，本发明可通过采用如下技术方案达到：
8.一种油浸式电力变压器的风冷散热系统，包括通风管道、吸风管道和离心风机，所述通风管道的上端封闭，下端连接离心风机；所述通风管道设于油浸式电力变压器的散热器正面，所述吸风管道的一端连接通风管道，另一端沿着散热器的正面至背面方向延伸，且另一端的端口封闭；所述吸风管道的表面设有吸风口，所述吸风口的方向朝向所述散热器的侧面。
9.优选的，所述通风管道平行设于油浸式电力变压器的散热器正面。
10.优选的，所述通风管道设有分流盘，所述分流盘的两边开口连接相应的吸风管道。
11.优选的，所述吸风管道设有2组，此2组吸风管道沿着通风管道的轴线依次分布；所述2组吸风管道的一组安装在散热器侧面顶部，另一组安装在散热器侧面中部，每组吸风管道具有2根吸风管，2根吸风管分别设置在散热器的两侧。
12.优选的，所述各组吸风管道分别设于油浸式电力变压器的各组散热器，相邻两个散热器之间的吸风管处于不同高度。
13.优选的，所述吸风管道表面沿着管道轴向设置有矩形吸风口，所述矩形吸风口方向指向散热器的相邻翅片的间隙，所述矩形吸风口方向与水平线夹角大于45度。
14.优选的，所述油浸式电力变压器的风冷散热系统还包括有管道固定组件，所述管道固定组件包括金属固定件和塑料板，所述金属固定件固定安装在散热器侧面，所述塑料板嵌套于金属固定件，所述吸风管道通过塑料板安装于散热器的两侧。
15.优选的，所述油浸式电力变压器的风冷散热系统还包括有温度传感器，所述温度传感器安装在中部散热器的进油管表面，所述温度传感器的探头通过保温棉固定。
16.优选的，所述离心风机连接有控制系统，所述控制系统与温度传感器连接。
17.优选的，所述吸风管道的矩形吸风口和离心风机的出风口均设有防尘网罩。
18.本发明相比现有技术具有如下优点：
19.1、本发明由通风管道、吸风管道和离心风机及控制系统组成，所述吸风管道与通风管道连接所组成管道结构固定于散热器，当离心风机运行时，加快管道内部空气流速，使得吸风口吸收散热器间隙中的热空气，所述热空气途经吸风管道、通风管道至离心风机的出风口排出，从而促进散热器与空气的换热效率，达到对散热器温度较高区域进行强化散热的目的。
20.2、本发明风冷散热系统的自动化程度高，所述离心风机的控制系统根据温度传感器实时反馈的温度信号对离心风机的运行状态进行调整；所述控制系统还具有实时监控变压器温度状态的功能，当变压器出现温度过高或者风机运行时长超限时能及时发出预警信号，从而减轻电力从业人员的负担，提高变压器在电力运行中的安全性。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
22.图1为本发明实施方式中风冷散热系统的整体结构示意图；
23.图2为本发明实施方式中风冷散热系统的正面的示意图；
24.图3为本发明实施方式中风冷散热系统的侧面的示意图；
25.图4为本发明实施方式中吸风管道矩形吸风口的示意图；
26.图5为本发明实施方式中离心风机控制系统的自动运行逻辑示意图。
27.图中：
28.1-通风管道；2-吸风管道；3-离心风机；4-变压器油箱；5-散热器；6-分流盘；7-塑料板；8-温度传感器；9-金属固定件；10-矩形吸风口。
具体实施方式
29.为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述
的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
30.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
31.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
32.实施例：
33.如图1-5所示，一种油浸式电力变压器的风冷散热系统，包括通风管道1、吸风管道2和离心风机3，所述通风管道1的上端封闭，下端连接离心风机3；所述通风管道1设于油浸式电力变压器的散热器5正面，所述吸风管道2的一端连接通风管道1，另一端沿着散热器5的正面至背面方向延伸，且另一端的端口封闭；所述吸风管道2的表面设有吸风口，所述吸风口的方向朝向所述散热器5的侧面，所述离心风机3通过提高通风管道1内部空气流速，促进吸风管道2的吸风口吸收散热器5旁侧间隙的热空气，提高了散热器的换热效率，从而增强了散热器5的强化散热能力。
34.如图2所示，所述通风管道1平行设于油浸式电力变压器的散热器5的正面，利于方案的空间布局，提高方案的可行性。
35.所述通风管道1设有分流盘6，所述分流盘6的两边开口连接相应的吸风管道2，以利于吸风管道2的维修更换，从而减低维护成本。
36.如图1-3所示，所述吸风管道2设有2组，此2组吸风管道2沿着通风管道1的轴线依次分布；所述2组吸风管道2的一组安装在散热器5侧面顶部，另一组安装在散热器5侧面中部；每组吸风管道2具有2根吸风管，2根吸风分别设置在散热器5的两侧，以方便吸收散热器侧面的热空气。
37.所述各组吸风管道2分别设于油浸式电力变压器的各组散热器5，相邻两个散热器5之间的吸风管处于不同高度，可以解决因相邻散热器5之间距离过小而影响吸风管道2的安装。
38.如图4所示，所述吸风管道2沿着管道轴向设置有矩形吸风口10，所述矩形吸风口10方向指向散热器5相邻翅片的间隙，所述矩形吸风口10方向与水平线夹角大于45度，以形成竖直分量较大的空气流动，从而增加散热器5与空气的热交换时间，提高散热器5的散热能力。
39.所述管道固定组件包括金属固定件9和塑料板7，所述金属固定件9固定安装在散热器5的侧面，所述塑料板7嵌套于金属固定件9，所述吸风管道2通过塑料板7安装于散热器5的两侧。
40.所述离心风机3的型号为hcf-i型-5.6a，所述离心风机3的功率为2.2kw，以满足所述风冷散热系统对风压的需求。
41.为了能直接监测变压器的油温，如图3所示，温度传感器8的探头安装在中部散热器5的进油管表面，并与离心风机3的控制系统相连接，由于变压器的顶层油温和散热器5的进油管温度差在3-5℃的范围，所以通过温度传感器所采集的进油管温度可间接推算出变
压器的顶层油温。
42.所述温度传感器8的探头通过保温棉固定，从而减小外界环境对监测结果的影响，提高所得数据的精确度。
43.所述离心风机的控制系统型号为lf-738r，所述控制系统通过风机变频控制器控制所述离心风机，所述控制系统的输入信号为温度传感器所监测的变压器温度；所述控制系统根据图5所示的运行逻辑分析输入信号，并输出信号至风机变频控制器，从而调节所述离心风机的运行频率。
44.所述离心风机3具有手动模式和自动运行模式，通过所述控制系统进行切换。
45.具体的，当离心风机3在手动模式下时，可通过人工操作风机的启停和调频；当离心风机3在自动模式下时，所述控制系统根据温度传感器8传递的实时变压器温度信号为基础，通过阶梯式设定不同温度所对应的风机频率，实时控制离心风机3的启停和运行频率，从而减少风冷系统投运后的经济成本。
46.所述离心风机的自动运行逻辑如图5所示，在控制系统中先设置离心风机的停止温度为t0，第一档的启动温度t1所对应的运行频率为f1，第二档的启动温度t2所对应的运行频率为f2，第三档的启动温度t3所对应的运行频率为f3，t0至t3温度依次递增，温度传感器实时采集变压器的运行温度为t。
47.当控制系统接收到变压器的运行温度t时，先判断t是否大于t3，若是则控制离心风机以频率f3运行，否则继续判断t是否大于t2，若是则控制离心风机以频率f2运行，否则继续判断t是否大于t1，若是则控制离心风机以频率f1运行，否则继续判断t是否大于t0，若是则停运离心风机。
48.所述控制系统还具有运行监测功能，通过设定所述离心风机3的最大持续运行时长，当离心风机3运行时长超限时，发出报警信号并停运所述离心风机3，从而调控所述离心风机3的连续运行时间，该功能主要用于提示变压器存在长时间温度超限，以及离心风机3和控制系统出现故障，从而提高了变压器的安全性。
49.所述吸风管道2的吸风口和离心风机3的出风口均设有防尘网罩，防尘网罩可以防止运行过程中外部灰尘通过矩形吸风口10进入管道和离心风机3，从而提高离心风机3的运行效率和使用寿命。
50.上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种油浸式电力变压器的风冷散热系统，其特征在于：包括通风管道、吸风管道和离心风机，所述通风管道的上端封闭，下端连接离心风机；所述通风管道设于油浸式电力变压器的散热器正面，所述吸风管道的一端连接通风管道，另一端沿着散热器的正面至背面方向延伸，且另一端的端口封闭；所述吸风管道的表面设有吸风口，所述吸风口的方向朝向所述散热器的侧面。2.根据权利要求1所述油浸式电力变压器的风冷散热系统，其特征在于：所述通风管道平行设于油浸式电力变压器的散热器正面。3.根据权利要求1所述油浸式电力变压器的风冷散热系统，其特征在于：所述通风管道设有分流盘，所述分流盘的两边开口连接相应的吸风管道。4.根据权利要求1所述油浸式电力变压器的风冷散热系统，其特征在于：所述吸风管道设有至少2组，各组吸风管道沿着通风管道的轴线依次分布；每组吸风管道具有2根吸风管，2根吸风管分别设置在散热器的两侧。5.根据权利要求4所述油浸式电力变压器的风冷散热系统，其特征在于：所述各组吸风管道分别设于油浸式电力变压器的各组散热器，相邻两个散热器之间的吸风管处于不同高度。6.根据权利要求1所述油浸式电力变压器的风冷散热系统，其特征在于：所述吸风管道表面沿着管道轴向设置有矩形吸风口，所述矩形吸风口方向指向散热器的相邻翅片的间隙。7.根据权利要求1所述油浸式电力变压器的风冷散热系统，其特征在于：还包括有管道固定组件，所述管道固定组件包括金属固定件和塑料板，所述金属固定件固定安装在散热器侧面，所述吸风管道通过塑料板安装于散热器的两侧。8.根据权利要求1所述油浸式电力变压器的风冷散热系统，其特征在于：还包括有温度传感器，所述温度传感器安装在中部散热器的进油管表面。9.根据权利要求8所述油浸式电力变压器的风冷散热系统，其特征在于：所述离心风机连接有控制系统，所述控制系统与温度传感器连接。10.根据权利要求1所述油浸式电力变压器的风冷散热系统，其特征在于：所述吸风管道的吸风口和离心风机的出风口均设有防尘网罩。

技术总结

一种油浸式电力变压器的风冷散热系统，包括通风管道、吸风管道和离心风机，所述通风管道的上端封闭，下端连接离心风机；所述通风管道设于油浸式电力变压器的散热器正面，所述吸风管道的一端连接通风管道，另一端沿着散热器的正面至背面方向延伸，且另一端的端口封闭；所述吸风管道的表面设有吸风口，所述吸风口的方向朝向所述散热器的侧面，所述离心风机通过提高通风管道内部空气流速，促进吸风管道的吸风口吸收散热器侧面间隙的热空气，所述热空气途经吸风管道、通风管道至离心风机的出风口排出，从而促进散热器与空气的换热效率，从而提高散热器的强化散热能力，本发明还具有节能高效，降低人工成本等优点。降低人工成本等优点。降低人工成本等优点。