斜肩式變壓器片式散熱器制造技術

本實用新型專利技術涉及一種斜肩式變壓器片式散熱器，屬于變壓器散熱器領域。雙斜肩式變壓器片式散熱器單元盒相互平行安裝，上集油管和下集油管分別與雙斜肩式變壓器片式散熱器單元盒連接，該上集油管與水平的夾角β為10o~20o；所述的雙斜肩式變壓器片式散熱器單元盒的結構是：主體有上集油管進出口、下集油管出口，主體內部有油道，該油道中部為高點、且向兩邊的斜肩角度θ為13o~20o。本實用新型專利技術的優點是結構新穎，當普通變壓器片扇采取優化設計后，即采取整體斜肩式、單片扇雙斜肩式時，變壓器片片扇的換熱效率能顯著提高。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于變壓器散熱器領域。
技術介紹
國內使用的變壓器片式散熱器主要依據“JB5347-1999變壓器用片式散熱器”標準要求生產，單片外形如圖Ia和圖Ib所示，片扇高度、片扇寬度要符合標準要求。以下簡稱普通型變壓器片式散熱器。隨著科技進步和國民經濟飛速發展，人們在生活生產當中對能源的需求逐漸增力口，尤其是對電能的需求日益劇增，因此電力系統逐步向大容量、大電網、特高壓方向發展。變壓器是電力系統中重要的電氣設備之一，其可將高電壓和大電流轉變成另一種或幾種同 頻率的不同電壓和電流。當變壓器運行時，由于電阻和磁阻的存在，鐵心、線圈和鋼結構均要產生損耗，此損耗變為熱能，造成變壓器發熱和溫度上升。隨著變壓器容量的提高，變壓器過熱的問題亦越來越突出。變壓器溫度過高不僅致使輸電損耗加大，而且造成變壓器絕緣材料的絕緣電阻下降，加速絕緣材料老化，引發局部放電，導致輸出容量大大地低于額定容量，降低變壓器的效率，縮短變壓器的使用壽命。由于變壓器的安全運行直接影響到整個電力系統的安全可靠性，因此隨著輸電距離和輸送容量的加大，以及變壓器數量的增多，電力系統要求變壓器不僅性能好、技術指標和經濟指標先進，而且還要保證變壓器運行安全、可靠。由此可見，變壓器的冷卻問題對保證電力系統的安全運行非常重要。現今變壓器的冷卻主要使用片式散熱器，其要受到變壓器周圍空間限制，因此如何提高其散熱能力，加快變壓器的冷卻速度和效率，延長變壓器的使用壽命是工程中急需解決的問題。近些年，國內外研究人員主要圍繞變壓器內部及變壓器的冷卻系統開展熱特性分析。在國外,Swift G.使用簡單的等效電路表示變壓器內熱流動方程。Radakovic Z.通過計算求出變壓器中最熱點溫度，并對變壓器油箱的模型進行改進。Reddy使用有限元模型計算風冷變壓器中的渦流損失，并建立等效電路表示熱模型。Faiz J.使用ANSYS軟件計算變壓器損耗和繞組中溫度場分布，計算中設定繞組中的油溫不變，而且該模型僅對單層繞組進行建模。M.A. Taghikhani基于傳熱理論，采用有限元方法，仿真模擬出變壓器繞組內溫度場分布。R. Hosseinia建模計算變壓器繞組及其絕熱系統的熱特性，確定變壓器冷卻系統影響因素；對建立幾個冷卻系統方案進行比較分析，研究不同幾何參數對變壓器繞組的冷卻過程的影響效果；同時求出變壓器熱點位置和熱損失大小。在國內，1999年沈陽變壓器研究所的陸萬烈對“熱模擬”原理間接測量變壓器繞組溫度進行誤差分析，提出消除“熱模擬”誤差的方法。2001年沈陽變壓器責任有限公司的湯焱用控制容積法對變壓器繞組的流場和溫度場進行仿真計算，并利用實驗方法對變壓器繞組仿真模型進行驗證，結果表明仿真結果與實驗結果基本相符。2003年大連理工大學的叢龍飛對油浸風冷三相變壓器的三維非穩態溫度場進行數學模擬，建立了其參數辨識的優化算法，并證明油浸風冷變壓器參數識別模型CP算法及軟件正確。2010年重慶大學的梁亞峰對油浸式變壓器的熱行為進行分析，分別研究電力變壓器內部損耗機理，以及油浸式電力變壓器的不同冷卻方式和溫升變化，分析變壓器的繞組、鐵芯和變壓器油的升溫和降溫特性曲線。同時在搭建的變壓器溫升試驗平臺上對變壓器繞組的溫度分布進行測量，得到了變壓器內部的溫度與時間、縱向高度之間的關系曲線。最后基于數值模擬計算方法，通過仿真計算了變壓器內部溫度場，得出繞組沿縱向高度變化的溫度特性，并提出繞組熱點定位方法，進而應用實驗方法進行驗證。近些年，河北工業大學在變壓器的溫度場和冷卻結構集中開展研究，并取得了一系列成果。2005年韓鵬針對大型自然油循環導向冷卻結構變壓器進行換熱特性分析，完成了大型自然油循環導向冷卻方式變壓器的油流分布和繞組溫度場計算。同時采用仿真計算建立線圈最熱點求解方法，分別確定從線圈底部進入線圈的油流入口油溫。通過變壓器熱負荷與油流帶出熱量的平衡關系求出油流量，進而對線圈油流分布進行數值計算，得出油流阻力分布。利用實驗模型和結果對理論計算結果的油流分布和溫度場分布進行檢驗，證 明二者吻合良好。2006年蘇麗娜對大型自然油循環導向冷卻結構變壓器的發熱冷卻及流動換熱的基本現象和原理進行分析，進而針對使用片式散熱器的自然油循環導向結構變壓器，建立各部分溫升計算數學模型，通過對變壓器發熱冷卻原理進行分析和數值模擬，編制了一個計算大型自然油導向結構變壓器平均油溫升、頂油溫升、平均繞組溫升的計算軟件該軟件，可以計算此類變壓器在自冷和風冷兩種情況下的溫升值，并對影響溫升的各種因素進行了分析。從以上研究實例可以看出，加強傳熱效果的研究工作多集中在自冷油浸變壓器內部溫度場的模擬仿真計算和外部片組的安裝運行和片組內部變壓器油的強化流動等方面，而對變壓器片式散熱器整體片扇優化設計研究較少。本專利正是對國內電力系統內廣泛采用的普通型片式散熱器的形狀和結構進行優化設計，提高其換熱效果。
技術實現思路
本技術提供一種斜肩式變壓器片式散熱器，以解決目前變壓器片式散熱器散熱效率不高的問題。本技術采取的技術方案是雙斜肩式變壓器片式散熱器單元盒相互平行安裝，上集油管和下集油管分別與雙斜肩式變壓器片式散熱器單元盒連接，該上集油管與水平的夾角β為10° 20° ;所述的雙斜肩式變壓器片式散熱器單元盒的結構是主體有上集油管進出口、下集油管出口，主體內部有油道，該油道中部為高點、且向兩邊的斜肩角度〃為13° 20°。本技術一種實施方式是雙斜肩式變壓器片式散熱器單元盒的油道寬度從中間向兩側按等差數列逐漸增加，公差t/=3mnTl0mm。本技術的優點是結構新穎，當普通變壓器片扇采取優化設計后，即采取整體斜肩式、單片扇雙斜肩式時，變壓器片片扇的換熱效率能顯著提高。附圖說明圖Ia是現有普通變壓器片式散熱器的結構示意圖，圖中I是變壓器片式散熱器單元盒，2是集油管，3是變壓器；圖Ib是現有普通變壓器片式散熱器單元盒的結構示意圖；圖2a是本技術的結構示意圖；圖2b是圖2a的右視圖；圖3a是本技術雙斜肩式變壓器片式散熱器單元盒的結構示意圖；圖3b是本技術雙斜肩式變壓器片式散熱器單元盒油道橫截面的結構示意圖，圖中以7個油道為例；圖4是本技術PC1200-26/320不同改造角度換熱效率變化圖；圖5是本技術PC2000-26/480不同改造角度換熱效率變化圖；圖6是本技術PC2500-26/520不同改造角度換熱效率變化圖；·圖7是本技術PC1200-26/320優化前后換熱效率變化圖；圖8是本技術PC2000-26/480優化前后換熱效率變化圖；圖9是本技術PC2500-26/520優化前后換熱效率變化；圖10是PC1200-26/320不同改造角度換熱效率變化圖；圖11是PC2000-26/480不同改造角度換熱效率變化圖；圖12是PC2500-26/520不同改造角度換熱效率變化圖；圖13a是單側斜肩油道整體輪廓示意圖；圖13b是雙側斜肩油道整體輪廓示意圖；圖14是PC1200-26/320單、雙斜肩式變壓器片扇與普通片扇的換熱效率比較圖；圖15是PC2000-26/480單、雙斜肩式變壓器片扇與普通片扇的換熱效率比較圖；圖16是PC2500-26/520單、雙斜肩式變壓器片本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種斜肩式變壓器片式散熱器，其特征在于：雙斜肩式變壓器片式散熱器單元盒相互平行安裝，上集油管和下集油管分別與雙斜肩式變壓器片式散熱器單元盒連接，該上集油管與水平的夾角β為10o~20o；所述的雙斜肩式變壓器片式散熱器單元盒的結構是：主體有上集油管進出口、下集油管出口，主體內部有油道，該油道中部為高點、且向兩邊的斜肩角度θ為13o~20o。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：梁義明，敖明，王朔，田春光，
申請(專利權)人：吉林省電力有限公司電力科學研究院，吉林省電力科學研究院有限公司，國家電網公司，
類型：實用新型
國別省市：