一种强迫内导向油循环冷却的大功率高频变压器制冷系统的制作方法

本发明涉及变压器制冷的技术领域，具体涉及一种强迫内导向油循环冷却的大功率高频变压器制冷系统。

背景技术：

变压器运行时，绕组和铁心中的损耗所产生的热量必须及时散逸出去，以免过热而造成绝缘损坏。由于变压器的损耗与其容积成比例，所以随着变压器容量的增大，其容积和损耗将以铁心尺寸三次方的形式增加，而外表面积只依尺寸的二次方增加。对小容量变压器，外表面积与变压器容积之比相对较大，可以采用自冷方式，通过辐射和自然对流即可将热量散去。而大容量变压器铁心及绕组应浸在油中，通常采用：油浸自冷式、油浸风冷式、强迫油循环冷却方式。

油浸自冷式以油的自然对流作用将热量带到油箱壁和散热管，然后依靠空气的对流传导将热量散发，它没有特制的冷却设备。油浸风冷式是在油浸自冷式的基础上，在油箱壁或散热管上加装风扇，利用吹风机帮助冷却，加装风冷后可使变压器的容量增加30%～35%。强迫油循环冷却方式又分强油风冷和强油水冷两种，它是把变压器中的油，利用油泵打入油冷却器后再复回油箱；油冷却器做成容易散热的特殊形状，利用风扇吹风或循环水作冷却介质，把热量带走，这种方式若把油的循环速度比自然对流时提高3倍，则变压器可增加30%的容量。强迫油循环导向冷却方式基本上还属于强迫油循环类型，其主要区别在于变压器器身部分的油路不同，采用油路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。

相比较而言：强迫油循环导向冷却方式虽然解决了普通的油冷却变压器油箱内油路较乱，总体上使得变压器中线圈的发热比铁芯发热占比例大的情况得以改善。在大型变压器冷却应用中属于较佳的方案。

但是，目前市场上所有的冷却方式都存在着油路循环不到位，线圈和铁芯、线圈间的线圈段冷却油的流速不大，局部地方还未有效冷却，线圈的某些区段和线匝局部温度很高。针对大功率、高频、高压变压器来说，随着对功率的要求越来越大、对体积的要求愈来愈小，而变压器箱内降温油的容量与其降温效果的矛盾就愈明显，对更好降温措施的要求就更迫切。

技术实现要素：

针对大功率变压器需要较多降温油，冷却作用不明显的技术问题，本发明提出一种强迫内导向油循环冷却的大功率高频变压器制冷系统，以初级线圈作为油路导管，利用油泵压力大大增强了变压器内部冷却油的循环速度，使得线圈与铁芯的每个部位温度均匀衡定，不会因冷却油导流不畅而局部温度过高，从而起到良好的冷却作用。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种强迫内导向油循环冷却的大功率高频变压器制冷系统，包括变压器机箱、复合线圈、油泵和制冷机组，复合线圈缠绕在变压器的铁芯上，复合线圈和铁芯设置在变压器机箱内，复合线圈包括导流铜管和铜线，铜线缠绕在导流铜管上，铜线与位于变压器机箱外侧的接线端子相连接；所述变压器机箱的底部与导油管相连接，导油管与油泵相连接，油泵通过导油管与制冷机组相连接，制冷机组通过导油管与导流铜管相连接。

所述铜线为多股铜线，铜线上设有绝缘层；导油管为铜管，导油管外设有绝缘层。

所述制冷机组由压缩机制冷系统组成，固定在变压器机箱外侧。

所述制冷机组为固定在变压器机箱外侧的散热装置。

其制冷方法为：

步骤一：复合线圈作为一次绕组缠绕在铁芯上，复合线圈上通过铜线和接线端子与变压器的输出端相连接，将铁芯和复合线圈浸没在变压器机箱内的油里面；

步骤二：油泵通过导油管将变压器机箱内的油泵入制冷机组进行冷却；

步骤三：复合线圈由导油铜管和多股漆包线复合组成，冷却后的油进入复合线圈的导流铜管中，导流铜管中的冷却油对铁芯和铜线进行冷却，然后冷却油从导流铜管的底部流入变压器机箱的底部。

本发明使用强迫内导向油循环冷却方式进行冷却，采用线圈中导流管通过冷却油在线圈内流动，并增加制冷机组，实现大型变压器良好冷却效果，填补了目前大型变压器冷却装置技术空白，具有消除变压器内局部高温、缩小体积、冷却效果好、延长寿命、节省能源等显著效果。

附图说明

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图。

图2为复合线圈的结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，一种强迫内导向油循环冷却的大功率高频变压器制冷系统，包括变压器机箱5、复合线圈1、油泵2和制冷机组3，复合线圈1缠绕在变压器的铁芯4上，作为变压器的铁芯4的一次绕组。复合线圈1和铁芯4设置在变压器机箱5内，变压器机箱5内的油将复合线圈1和铁芯4浸入其中。变压器机箱5下端设有滚轮，方便变压器机箱5在变压器内的移动。复合线圈1包括导流铜管11和铜线12，铜线12缠绕在导流铜管11上，不影响变压器的工作。铜线12与位于变压器机箱5外侧的接线端子7相连接，接线端子7为低压套管，实现与输入端的连接。变压器机箱5的底部与导油管6相连接，导油管6与油泵2相连接，油泵2通过导油管6与制冷机组3相连接，制冷机组3通过导油管6与导流铜管11相连接。油泵2增加复合线圈的导流铜管11内冷却油流动速度，以实现热量的快速交换。复合线圈1既可作初级线圈又可进行油路导流，为铁芯和线圈进行冷却。

优选地，铜线12为多股铜线，铜线上设有绝缘层；导油管6为铜管，导油管6外设有绝缘层，同时也可以导电。

优选地，所述制冷机组3由压缩机制冷系统组成，固定在变压器机箱5的外侧，利用压缩机实现对导油管内油的冷却。

优选地，所述制冷机组3为固定在变压器机箱5外侧的散热装置。即制冷机组3将变压器机箱5内的油的热量进行散热，实现将变压器的工作热量消除或者交换到变压器外部。

其制冷方法为：

步骤一：复合线圈由导油铜管和多股铜线或漆包线复合组成，复合线圈1作为一次绕组缠绕在铁芯4上，复合线圈1上通过铜线12和接线端子7与变压器的输出端相连接，将铁芯4和复合线圈1浸没在变压器机箱5内的油里面；

步骤二：油泵2通过导油管6将变压器机箱5内的油泵入制冷机组3进行冷却；

步骤三：冷却后的油进入复合线圈1的导流铜管11中，导流铜管11中的冷却油对铁芯4和铜线12进行冷却，然后冷却油从导流铜管11的底部流入变压器机箱5的底部。

本发明导油管6将冷却的油输送至复合线圈1的导流铜管11，油泵2的动力作用，强迫变压器机箱5内的导向油循环，制冷机组3进行导向油的冷却，从而将变压器产生的热量带走，实现热量交换，又不影响变压器的正常工作。具体的优势体现在以下几个方面：

强迫内导向油循环冷却方式的适用于大型的高频、高压、大功能变压器内部，起到很好看冷却效果。良好的冷却效果对设备的使用寿命延长有很大的促进。

内置导管式复合线圈，既作变压器初级线圈的作用，也作冷却油循环导管的功能。复合线圈的使用使得冷却油流动在铁芯附近和线圈中间均匀分布，且流动性极好，从而得到良好的热量交换，避免局部发热而烧坏线圈和绝缘层。

强迫内导向油循环冷却方法由于冷却效果的显著，可以减少冷却油的容量从而在缩小变压器体积的同时还大幅度的降低生产成本。

强迫内导向油循环冷却方式采用了制冷机组，可减少变压器外部热交换装置，缩小整体体积，节省散热风扇所用电量，大幅度减少运行成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。