一种高过载干式变压器的制作方法

1.本发明涉及一种变压设备，尤其涉及一种高过载干式变压器。


背景技术：

2.干式变压器主要用于局部电网变压，广泛用于工厂、高层建筑、机场，码头等场所。干式变压器为铁芯和绕组不浸渍在绝缘油中的变压器。干式变压器的冷却方式通常包括自然空气冷却和强迫空气冷却。变压器在额定容量下长时间运行时，以自然空冷的形式对变压器进行散热。当变压器处于过载状态时，变压器的输出容量提高，发热增加，此时以强迫风冷的形式对变压器进行散热。干式变压器的散热性能影响抗过载的能力。现有技术中的通常都是以风冷的形式对干式变压器进行，这种方式存在散热效果差的问题，导致干式变压器的抗过载性能低。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种高过载干式变压器，以解决现有技术中的干式变压器散热效果差、抗过载性能低的技术问题。
4.本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
5.一种高过载干式变压器，包括：
6.变压器本体，所述变压器本体包括铁芯本体和绕设于所述铁芯本体上的绕组，所述绕组包括线圈和绝缘封装层，所述绝缘封装层包覆所述线圈，所述绝缘封装层渗入所述线圈的匝间间隙和层间间隙，将所述绕组固化为一体；
7.风道，所述风道的一端为进风口、另一端为出风口，所述风道的出风口处设有出风罩，所述出风罩朝向所述变压器本体；
8.水箱，与所述风道连通，用于存储冷却液；
9.雾化器，设置于所述水箱内，用于雾化冷却液；
10.风机，与所述风道的进风口连接，用于向所述风道送风。
11.可选地，所述线圈由导线环绕铁芯本体绕设而成，所述导线包括线芯和设置于所述线芯表层的绝缘层。
12.可选地，所述线圈由导线环绕铁芯本体绕设而成，所述导线包括线芯和多层设置于所述线芯表层的绝缘层。
13.可选地，所述线芯依次经高温液态绝缘材料真空浸渍和固化，于所述线芯的表层形成多层所述绝缘层。
14.可选地，所述绝缘层为绝缘漆或者环氧树脂，所述绝缘封装层为环氧树脂或者硅橡胶。
15.可选地，所述绕组内设有沿轴向延伸的通风孔。
16.可选地，所述线圈包括低压线圈和位于所述低压线圈外围的高压线圈，所述绕组还包括位于所述高压线圈和所述低压线圈之间设有间隔件，所述通风孔设置于所述间隔件
上。
17.可选地，所述铁芯本体与所述低压线圈之间预留有客观气流通过的散热间隙。
18.可选地，所述高过载干式变压器还包括控制器和温度传感器，所述温度传感器与所述绕组连接以感应所述绕组的温度，所述控制器与所述温度传感器连接接收所述温度传感器传送过来的温度信号，所述控制器还与所述雾化器及风机电信号连接以控制所述雾化器及风机工作。
19.可选地，所述雾化器为超声波雾化器。
20.相比现有技术，本发明的有益效果在于：
21.本发明的高过载干式变压器中，借助雾化器雾化冷却液，雾化所形成的雾气进入风道随空气移动，雾气与空气混合后形成新的气流，气流向变压器本体流动以冷却变压器本体，具体来说是冷却绕组。本发明中的气流具有更高的导热效率，雾气与绕组接触时，更容易吸收绕组的热量，具有更高的比热容，同等质量的情况下，能够吸收更多的热量，因此，本实施例中的气流具有更高的吸热效率及更高的比热容，能够提高对绕组的散热效果，提高变压器高过载性能。
附图说明
22.图1为本发明的高过载干式变压器的结构示意图；
23.图2为本发明的高过载干式变压器中的绕组的结构示意图；
24.图3为本发明的高过载干式变压器中的绕组的另一结构示意图；
25.图4为本发明的高过载干式变压器中的绕组的横向截面示意图；
26.图5为本发明的高过载干式变压器的控制原理图。
27.图中：
28.1、变压器本体；111、上铁轭；112、下铁轭；113、芯柱；12、绕组；13、绝缘封装层；14、线圈；141、低压线圈；142、高压线圈；15、间隔件；151、通风孔；16、散热间隙；
29.2、风道；3、水箱；4、风机；5、出风罩；6、控制器；7、温度传感器；8、雾化器；9、挡板；91、出气管。
具体实施方式
30.下面，结合附图1至附图5以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
31.如图1、图2所示，本发明提供了一种高过载的干式变压器，干式变压器包括变压器本体1、风道2、水箱3、雾化器8及风机4。
32.变压器本体1包括铁芯本体和绕设于铁芯本体上的绕组12，绕组12包括线圈14和绝缘封装层13，线圈14绕设于铁芯本体上，绝缘封装层13包覆线圈14，绝缘封装层13渗入线圈14的匝间间隙和层间间隙，将所述绕组12固化为一体。风道2的一端为进风口，风道2的另一端为出风口，风道2的出风口处设有出风罩5，出风罩5朝向变压器本体1。通过设置风道2引导空气和下文中的雾气向变压器本体1流动，同时为空气和雾气的混合提供场所。水箱3内存储有冷却液，同时水箱3内的空间与风道2连通。冷却液可以是水、或者其他具有高比热
容、具有挥发性的液体。雾化器8设置于水箱3内，用于雾化水箱3内的冷却液。水箱3与风道2连通，冷却液雾化后，向风道2流动，从而向风道2供给雾气。风机4与风道2连接，用于向风道2送风。本实施例中，线圈14的表层设置绝缘封装层13，绝缘封装层13完全包覆线圈14，从而保护线圈14，避免线圈14外露，极大的提高了线圈14的密封性和绝缘性。借助雾化器8雾化冷却液，雾化所形成的雾气进入风道2随空气移动，雾气与空气混合后形成新的气流，气流向变压器本体1流动以冷却变压器本体1，具体来说是冷却绕组12。一方面，液体的导热效率更高，因而，雾气的本质为细小的颗粒状的液体，因而雾气具有更高的导热效率，雾气与绕组12接触时，更容易吸收绕组12的热量。另一方面，冷却液相比于空气，具有更高的比热容，同等质量的情况下，能够吸收更多的热量，而且冷却液是细小的颗粒状液体，其本身的质量也是远远大于同体积的空气，因而，空气雾气的混合后的气流，极大的提高了气流的比热容，相同体积的流体相比于相同体积的空气，能够带走更多的热量。因此，本实施例中的气流具有更高的吸热效率及更高的比热容，能够提高对绕组12的散热效果，提高变压器高过载性能。
33.本实施例中，绝缘封装层13包覆线圈14，将线圈14与外界环境隔绝，即，将线圈14与气流中的雾气隔绝，提高绕组12绝缘性。
34.在一些实施例中，绕组12由导线环绕铁芯本体绕设而成，导线包括线芯(图中未示出)和设置于线芯表层的绝缘层(图中未示出)。本实施例中，在线芯的表层设置绝缘层，进一步提高绕组12的绝缘性。
35.为了进一步提高绝缘性能，在线芯表层设置多层绝缘层。
36.在一些实施例中，对于绝缘层，线芯经绝缘层成型工艺，在线芯的表层形成绝缘层。具体来说，成型工艺包括高温液态绝缘材料真空浸渍和固化两个工艺步骤。真空浸渍和固化使得绝缘材料能够均匀分布于线芯的表层，使得线芯表层的绝缘层厚度均匀，线芯各个位置的绝缘性能相同或者相近。
37.线芯的表层具有多层绝缘层时，线芯经多次前述成型工艺，于线芯的表层形成多层绝缘层。
38.在一些实施例中，绝缘层为绝缘漆或者环氧树脂，绝缘封装层13为环氧树脂或者硅橡胶。
39.在一些实施例中，如图4所示，绕组12内设有沿轴向延伸的通风孔151。绕组12内的通风孔151，空气或者气流进入通风孔151，从绕组12的内部带走绕组12的热量，增加散热面积，加快散热效率。
40.在一些实施例中，如图3、图4所示，线圈14包括低压线圈141和位于低压线圈141外围的高压线圈142，绕组12还包括位于高压线圈142和低压线圈141之间设有间隔件15，通风孔151设置于间隔件15上。本实施例中，低压线圈141和高压线圈142能够保持原本的形状，避免对低压线圈141和高压线圈142造成改动，降低改进成本。间隔件15为用于分割低压线圈141和高压线圈142的结构，其本身的结构改动限制小，较容易设置通风孔151，改进更加简单。
41.前述绝缘封装层13包覆线圈14，更具体来说，如图3所示，绝缘封装层13包括两部分，一部分绝缘封装层13包覆封装低压线圈141，另一部分绝缘封装层13包覆封装高压线圈142.
42.当然，在一些实施例中，还可以在低压线圈141和高压线圈142上设有沿轴向延伸的通风通道，以提高低压线圈141和高压线圈142本身的散热性能。
43.在一些实施例中，铁芯本体与低压线圈141之间预留有可供气流通过的散热间隙16。为了进一步增加散热面积，本实例中，在铁芯本体和低压线圈141之间预留散热间隙16，如此，空气或者气流能够经过低压线圈141和铁芯本体之间的散热间隙16，进一步提高散热效果。
44.在一些实施例中，为了避免雾气中的液体颗粒粘附并深入铁芯本体内，本实施例中，铁芯本体的表面设有绝缘层，以此隔绝外接环境。
45.在一些实施例中，如图5所示，高过载干式变压器还包括控制器6和温度传感器7，温度传感器7与绕组12连接以感应绕组12的温度，控制器6与温度传感器7连接接收温度传感器7传送过来的温度信号，控制器6还与雾化器8及风机4电信号连接以控制雾化器8及风机4工作。本实施例中，通过温度传感器7感应绕组12的温度，同时控制器6接收温度传感器7传送的温度信号，控制器6根据温度信号，控制雾化器8进行工作。
46.具体来说，当绕组12的温度处于第一温度范围内时，控制器6控制风机4关机和雾化器8关机；当绕组12的温度处于第二温度范围内时，风机4开机，雾化器8关机；当绕组12的温度处于第三温度范围内时，风机4开机，雾化器8开机。在第二温度范围内，控制器6能够控制风机4以不同的功率工作，同样的，在第三温度范围内，控制器6能够控制风机4和雾化器8以不同的功率工作。第一温度范围、第二温度范围和第三温度范围为预设值，可以针对不同的应用场所而进行预设。
47.因此，在本实施例中，通过温度传感器7和控制器6配合，在不同的温度下，控制风机4和雾化器8开关关机，并以合适的功率配合工作，提高能效及提高工作效率。
48.在一些实施例中，雾化器8为超声波雾化器8。
49.对于前述出风罩5，设置于绕组12的下方，且位于下铁轭112的上方，其形状为漏斗状，出风罩5的开口朝向绕组12。
50.为了风道2的尺寸小于出风罩5开口处的尺寸，存在出风不均衡的问题，具体来说，靠近风道2出风口位置的出风量大，而远离风道2出风口位置的出风量小。在一些实施例中，在出风罩5内设有出风板(图中未示出)，出风板上设有多个用于调整出风位置的出风孔(图中未示出)。
51.进一步地，多个出风孔中，部分出风口朝向前述通风孔151和散热间隙16，如此，气流从出风孔流出后，能够直接进入通风孔151和散热间隙16，增加通风孔151和散热间隙16的通风量，提高了散热效果。
52.在一些实施例中，干式变压器还包括设置于绕组12上方的挡板9，具体来说，铁芯本体包括上铁轭111、下铁轭112及芯柱113，芯柱113位于上铁轭111和下铁轭112之间，绕组12绕设置于芯柱113上，挡板9位于绕组12上方，位于上铁轭111下方，且挡板9环绕位于绕组12上方的芯柱113上，如此，通过挡板9阻挡气流直冲上铁轭111，避免气流中的雾气影响上铁轭111。
53.进一步地，挡板9成罩子状，挡板9上还设有出气管91，从而引导气流流动，以避开上铁轭111。
54.还有，本发明中，在绕组12的上方设置挡板9，在绕组12的下方设置出风罩5，如此
绕组12的大部分结果均露出，因此，干式变压器能够利用空气进行自然冷却。
55.上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。