虹吸调温控制设备及方法

摘要

本发明涉及变压器降温领域，具体涉及一种虹吸调温控制设备及方法，所述该调温设备应用于变压器上，所述调温设备包括散热组件，所述散热组件包括散热管路，所述散热管路连接于变压器箱体，所述散热管路内设有散热介质；所述散热管路具有一注入口及一溢出口，所述注入口水平高度高于溢出口。本发明的有益效果：可有效实现防爆的功效，应用虹吸原理实现降温，控制温度在92℃以下，社会效益巨大。

权利要求

1.一种虹吸调温控制设备，所述虹吸调温控制设备应用于变压器上，其特征在于，所述虹吸调温控制设备包括散热组件，所述散热组件包括散热管路，所述散热管路连接于变压器箱体，所述散热管路内设有散热介质；

所述散热管路具有一注入口及一溢出口，所述注入口水平高度高于溢出口；

所述散热组件还包括存贮装置；所述存贮装置一端通过管道连接注入口，另一端通过管道连接溢出口；所述散热组件还包括冷却装置及运输装置，冷却装置一端通过运输装置连接在存贮装置的另一端上，所述冷却装置另一端连接在溢出口上；

所述虹吸调温控制设备还包括一调控组件，所述调控组件包括一中心处理器及多个温度传感器，所述温度传感器设置在注入口及溢出口处，所述运输装置及温度传感器连接在中心处理器上。

2.根据权利要求1所述的虹吸调温控制设备，其特征在于，所述变压器为湿式变压器，所述湿式变压器箱体具有一油箱。

3.根据权利要求2所述的虹吸调温控制设备，其特征在于，所述油箱具有一入口端及出口端，所述入口端置于油箱底部，所述出口端置于油箱顶部，所述入口端通过管道连接在注入口上。

4.根据权利要求1所述的虹吸调温控制设备，其特征在于，所述变压器为干式变压器，所述变压器箱体具有一充氮气孔及一出气孔，所述充氮气孔置于变压器箱体底部处、所述出气孔置于变压器箱体顶部处。

5.根据权利要求4所述的虹吸调温控制设备，其特征在于，所述散热管路包括内部散热管路及外部散热管路；所述内部散热管路为U形状，置于变压器箱体内部，所述外部散热管路为蛇形状或盘旋形状，所述外部散热管路贴附于变压器箱体外部上；所述内部散热管路及外部散热管路均具有一注入口及一溢出口，所述注入口水平高度高于溢出口。

6.根据权利要求1所述的虹吸调温控制设备，其特征在于，所述中心处理器内设有一调控模型，所述调控模型应用下述公式进行调控：其中C为散热介质的比热容，所述L为散热管路的长度，所述tout为溢出口处的散热介质温度值，tin为注入口处的散热介质的温度值，t为变压器的温度值，所述ρ为散热介质的密度，v为散热介质在运输装置处的流速，所述a为参考系数，a＝1.23，应用上述调控模型，调整速度即可调整tout。

说明书

虹吸调温控制设备及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及变压器降温领域，具体涉及一种虹吸调温控制设备及方法。

背景技术

[0002] 目前的变压器均设有变压器油，为了降低变压器油的温度，设置降低变压器油温度的降温装置，现有的降温装置是在变压器油箱侧面设置一扁平的降温箱，在降温箱的下端插设多个扁平的降温单体，该设置通过增大变压器油的散热面积，来增强散热效果，但其多个降温单体之间的间隙小，空气不流通，热量容易在间隙处聚集，导致散热单体表面的散热效果变差；且该散热装置均采用金属制成，制造成本高，结构复杂，安装困难，变压器油的散热循环速度慢，容易因变压器油温度过高导致变压器损坏。

发明内容

[0003] 为了有效解决上述问题，本发明提供一种虹吸调温控制设备及方法。

[0004] 一种虹吸调温设备，所述该调温设备应用于变压器上，所述调温设备包括散热组件，所述散热组件包括散热管路，所述散热管路连接于变压器箱体，所述散热管路内设有散热介质；

[0005] 所述散热管路具有一注入口及一溢出口，所述注入口水平高度高于溢出口。

[0006] 进一步地，所述散热组件还包括存贮装置。

[0007] 进一步地，所述存贮装置一端通过管道连接注入口，另一端通过管道连接溢出口。

[0008] 进一步地，所述散热组件还包括冷却装置及运输装置，冷却装置一端通过运输装置连接在存贮装置的另一端上，所述冷却装置另一端连接在溢出口上。

[0009] 进一步地，所述变压器为湿式变压器，所述湿式变压器箱体具有一油箱。

[0010] 进一步地，所述油箱具有一入口端及出口端，所述入口端置于油箱底部，所述出口端置于油箱顶部，所述入口端通过管道连接在注入口上。

[0011] 进一步地，所述变压器为干式变压器，所述变压器箱体具有一充氮气孔及一出气孔，所述充氮气孔置于变压器箱体底部处、所述出气孔置于变压器箱体顶部处。

[0012] 进一步地，所述散热管路包括内部散热管路及外部散热管路；所述内部散热管路为“U”形状，置于变压器箱体内部，所述外部散热管路为蛇形状或盘旋形状，但不限于上述形状，所述外部散热管路贴附于变压器箱体外部上；所述内部散热管路及外部散热管路均具有一注入口及一溢出口，所述注入口水平高度高于溢出口。

[0013] 进一步地，所述调温设备还包括一调控组件，所述调控组件包括一中心处理器及多个温度传感器，所述温度传感器设置在注入口及溢出口处，所述运输装置及温度传感器连接在中心处理器上。

[0014] 进一步地，所述中心处理器内设有一调控模型，所述调控模型应用下述公式进行调控：

[0015]

[0016] 其中C为散热介质的比热容，所述L为散热管路的长度，所述tout为溢出口处的散热介质温度值，tin为注入口处的散热介质的温度值，t为变压器的温度值，所述ρ为散热介质的密度，v为散热介质在运输装置处的流速，所述a为参考系数，a＝1.23，应用上述调控模型，调整速度即可调整tout。

[0017] 本发明的有益效果：运用虹吸原理给变压器降温，在变压器四周紧挨冷却水管，中间具有注水口及出水口，并将水管分为多个支路并联关系，根据同样的虹吸原理从内部变压器通过冷水管，从内部直接降温，以注水量为多少调节温度，实现调节温度的可控性，并变压器有防爆要求的干式变压器，具有充气口及排气口，可将气体排除并充入氮气，实现变压器的防爆降温。可有效实现防爆炸的功效，应用虹吸原理实现散热，控制温度在92℃以下，社会效益巨大。

附图说明

[0018] 图1为本发明第一实施例的局部结构示意图；

[0019] 图2为本发明第二实施例的结构示意图；

[0020] 图3为本发明第一实施例的结构示意图；

[0021] 图4为本发明第一实施例中外部散热管路的俯视图；

[0022] 图5为本发明第一实施例中外部散热管路的连接示意图。

具体实施方式

[0023] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

[0024] 相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

[0025] 本发明提出一种虹吸技术调温控制设备，所述设备可应用于湿式变压器及干式变压器上。所述调温设备包括散热组件，所述散热组件包括散热管路，所述散热管路连接变压器箱体，散热管路内设有散热介质。

[0026] 图1为本发明提供一种变压器虹吸调温控制设备，所述调温设备包括变压器箱体1及散热组件，所述散热组件连接变压器箱体1，所述散热组件包括散热管路2；所述变压器箱体1具有一充氮气孔4及一出气孔3；所述散热管路2内填充有散热介质，所述散热介质为油，但不限于油。所述散热管路2具有一注入口21及一溢出口22，所述注入口21水平高度高于溢出口22。所述散热组件还包括存贮装置5。所述散热组件还包括冷却装置7及运输装置6，冷却装置7通过运输装置6连接在存贮装置5的另一端上。其中冷却装置7将散热介质实现冷却，具体可在常温下自然冷却，也可应用风冷装置或是水冷装置进行快速降温，便于降温介质回流应用于循环回路中继续散热降温。所述存贮装置5一端通过运输装置6连接在冷却装置7一端上，所述存贮装置5另一端连接注入口21。所述存贮装置5用于存贮冷却介质，所述运输装置6可为一泵，用于提供运输动力。

[0027] 所述充氮气孔4置于变压器箱体1底部处、所述出气孔3置于变压器箱体1顶部处。所述干式变压器箱体1底部位置处设有高压充氮气孔4，箱体顶部位置处设有一出气孔3，干式变压器有防爆要求，通过所述高压充氮孔注入氮气，出气孔3将干式变压器箱体1内的空气排出，干式变压器箱体1内充满氮气，起到防爆效果。

[0028] 所述散热管路2包括内部散热管路及外部散热管路23。所述内部散热管路为“U”形状，置于变压器箱体1内部，所述外部散热管路23为蛇形状或盘旋形状，但不限于上述形状，所述外部散热管路2贴附于变压器箱体1外部上。所述内部散热管路及外部散热管路23均具有一注入口21及一溢出口22，所述注入口21水平高度高于溢出口22。

[0029] 工作原理：所述用于降温的散热介质存贮在存贮装置5内，通过注入口21进入注入散热管道内，通过注入口21端进入散热管道，并吸收变压器内部工作组件的温度，经过从注入口21到溢出口22的变热，散热介质吸收热量到溢出口22，所述散热介质蒸发或流动到所述冷却装置7内，在冷却装置7内降温并再次转换为液态，通过所述运输装置6运输到存贮装置5内，存贮作为散热介质，因所述注入口21高于溢出口22，利用了虹吸管原理，在冷却过程中，散热管道的散热介质的流动无需动力源，实现了低能耗循环降温的效果。

[0030] 以两组内部降温组件并联关系位于所述干式变压器箱体内部，所述内注入口高于内溢出口，利用虹吸管原理，产生高的压强差，可以使得虹吸管内的液体从所述内注入口自动流向内溢出口，并在流动过程中吸收干式变压器内部产生的热量，达到冷却降温作用。

[0031] 所述外部散热组件位于所述干式变压器箱体外侧的四壁上，所述干式变压器箱体四壁的分别装有两组并列连接的外部散热组件，所述所述外注入口高于外溢出口，利用虹吸管原理，产生高的压强差，可以使得虹吸管内的液体从所述外注入口自动流向外溢出口，从而达到冷却降温的效果。

[0032] 如图2所示为本发明应用于湿式变压器的调温设备，所述调温设备包括湿式变压器箱体及散热组件，所述散热组件连接在湿式变压器箱体上；所述湿式变压器箱体具有一油箱11，所述油箱11具有一入口端及一出口端，所述入口端设置在油箱底部，所述出口端设置在油箱顶部，所述散热组件包括冷却装置、注入管道及输出管道，所述注入管道一端为注入口，另一端连接在油箱的入口端上，所述注入口连接在冷却装置一端上，所述输出管道一端连接冷却装置另一端上，输出管道另一端连接出口端，所述注入口的水平高度高于出口端，所述出口端即为溢出口，所述散热组件与湿式变压器整体构成一循环回路，并循环回路内具有降温介质，所述降温介质为油、但不仅限于油。

[0033] 其中冷却装置将降温介质实现冷却，具体可在常温下自然冷却，也可应用风冷装置或是水冷装置进行快速降温，便于降温介质回流应用于循环回路中继续散热降温。

[0034] 所述散热组件还包括存贮装置及运输装置，所述存贮装置一端通过运输装置连接在冷却装置一端上，所述存贮装置另一端连接注入口。所述存贮装置用于存贮冷却介质，所述运输装置可为一泵，用于提供运输动力。

[0035] 工作原理：所述用于降温的降温介质存贮在存贮装置内，通过注入口进入注入管道内，通过油箱底部的入口端进入油箱，并吸收油箱内部工作组件的温度，经过从下到上的变热，降温介质蒸发到油箱上部，所述降温介质蒸发或流动到所述冷却装置内，在冷却装置内降温并再次转换为液态，通过所述运输装置运输到存贮装置内，存贮作为降温介质，因所述注入口高于出口端，利用了虹吸管原理，在冷却过程中，油箱内的降温介质的流动无需动力源，实现了低能耗循环降温的效果。

[0036] 根据上述实施例，本发明提供的虹吸技术调温设备，还包括一调控组件，所述调控组件包括中心处理器及多个温度传感器，在所述注入口、溢出口，均安装一温度传感器，所述温度传感器感测入水口、溢出口的温度，并所述中心处理器连接运输装置，所述中心处理器可调节运输装置提供的动力，即转化为调节整体循环回路中散热介质的流速，应用调控设备可准确控制所需降温的效率，及稳定的将变压器的温度控制在一定值上。

[0037] 所述中心处理器内设有一调控模型，所述调控模型应用下述公式进行调控：

[0038]

[0039] 其中C为散热介质的比热容，所述L为散热管路的长度，其中湿式变压器中，油箱内管道的长度，即应用油箱的体积除以管道的截面面积即可，本发明中，所应用的管道截面面积均相同，所述tout为溢出口处的散热介质温度值，tin为注入口处的散热介质的温度值，t为变压器的温度值，所述ρ为散热介质的密度，v为散热介质在运输装置处的流速，所述a为参考系数，a＝1.23，应用上述调控模型，调整速度即可调整tout。通过控制v的大小，并获得tout的值，便可以获知t的值，其中tin的数值是固定的，并发明提出的公式应用于单一散热管道的调温设备，因此，本发明中应用控制v便可实现控制降温后的变压器温度。应用本发明中的调控模型，简单、有效、方便。