一种具有短时急救负载能力的倍容量电力变压器

摘要

本发明公开了一种具有短时急救负载能力的倍容量电力变压器，包括油箱、铁心、绕组及安装在所述油箱上的冷却装置，所述冷却装置包括冷却主体和感温变压部件，所述冷却主体对变压器内部件进行冷却降温，使之正常运作，所述感温变压部件与所述冷却主体相连并控制所述冷却主体的冷却强度，所述感温变压部件可感受变压器内温度变化，并根据温度变化情况调节所述冷却主体的冷却强度，使变压器内各部件始终处于适宜的温度环境，从而正常运作，通过对降温进行有效排序，使冷却装置具有最大化和最长时间化的降温冷却能力，满足长时间低过载和短时间高过载情况下的降温冷却需求，使变压器具有长时间低过载能力和短时急救负载能力。

权利要求

1.一种具有短时急救负载能力的倍容量电力变压器，包括油箱、铁心、绕组及安装在所述油箱上的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置包括冷却主体(1)和感温变压部件(2)，所述冷却主体(1)对变压器内部件进行冷却降温，所述感温变压部件(2)与所述冷却主体(1)相连并控制所述冷却主体(1)的冷却强度，所述感温变压部件(2)用于感应变压器内的温度变化，并根据温度变化情况调节所述冷却主体(1)的冷却强度；

所述冷却主体(1)包括传动部件(11)、风冷冷却部件(12)和水冷冷却部件(13)，所述风冷冷却部件(12)和所述水冷冷却部件(13)均与所述传动部件(11)相连，所述传动部件(11)与所述感温变压部件(2)相连，所述感温变压部件(2)通过所述传动部件(11)带动所述风冷冷却部件(12)和所述水冷冷却部件(13)运作；

所述传动部件(11)包括主固定板(111)，所述主固定板(111)上设置有冷却主轴(112)和冷却电机(113)，所述冷却主轴(112)通过轴承竖直穿设在所述主固定板(111)上，所述冷却电机(113)的输出轴上设置有电机锥体(114)，所述冷却主轴(112)上设置有主轴锥体(115)，所述主轴锥体(115)与所述电机锥体(114)咬合；

所述风冷冷却部件(12)包括风冷转轴(121)，所述风冷转轴(121)与所述冷却主轴(112)之间通过同步带(122)相连，所述风冷转轴(121)上设置有风冷叶片(123)；

所述感温变压部件(2)包括感温变压腔管(21)和变压滑槽(22)，所述感温变压腔管(21)和变压滑槽(22)均水平设置在主固定板(111)上，所述感温变压腔管(21)内设置有活塞杆(23)，所述变压滑槽(22)内滑动设置有变压滑座(24)，所述活塞杆(23)与所述变压滑座(24)相连，所述冷却电机(113)设置在所述变压滑座(24)上；

所述冷却主轴(112)的外周套设有竖直滑套(116)，所述竖直滑套(116)的外壁上设置滑动槽(117)，所述滑动槽(117)内设置有滑动座(118)，所述滑动座(118)的外壁呈圆环状并套设在所述竖直滑套(116)外，所述滑动座(118)嵌设在所述主轴锥体(115)的中心处。

2.根据权利要求1所述的一种具有短时急救负载能力的倍容量电力变压器，其特征在于，所述水冷冷却部件(13)包括用于存储冷却水的集水组件(131)、铺设在变压器内进行水冷的循环管道组件(132)，以及用于将冷却水从所述集水组件(131)中抽送至所述循环管道组件(132)中的抽水组件(133)；

所述抽水组件(133)的输入端与所述集水组件(131)相连，所述抽水组件(133)的输出端与所述循环管道组件(132)相连，所述循环管道组件(132)绕设在变压器内部且其末端与所述集水组件(131)相连；

所述抽水组件(133)包括抽水泵机(1331)，所述抽水泵机(1331)通过支架固定在所述主固定板(111)上，所述抽水泵机(1331)的转轴上设置有泵机锥体(1332)，所述泵机锥体(1332)位于所述主轴锥体(115)的下方，且所述泵机锥体(1332)与所述主轴锥体(115)相适配；

在所述感温变压部件(2)调控所述风冷冷却部件(12)的工作强度至最大时，所述主轴锥体(115)下移至与所述泵机锥体(1332)接触并咬合，以驱动所述水冷冷却部件(13)工作。

3.根据权利要求2所述的一种具有短时急救负载能力的倍容量电力变压器，其特征在于，所述集水组件(131)包括储水箱(1311)和集水盒(1312)，所述储水箱(1311)设置在所述油箱的下方，所述集水盒(1312)设置在所述油箱上方；

所述集水盒(1312)通过支架固定在所述储水箱(1311)上，且所述集水盒(1312)与所述储水箱(1311)之间通过管道相连。

4.根据权利要求3所述的一种具有短时急救负载能力的倍容量电力变压器，其特征在于，所述油箱的下端通过支架设置有储水架(1313)，所述储水箱(1311)固定在所述储水架(1313)上，所述储水箱(1311)与所述储水架(1313)之间设置有若干支撑弹簧(1314)，所述储水箱(1311)的底部设置有泄流口(1315)，所述储水架(1313)上设置有泄流杆(1316)，所述泄流杆(1316)的顶端设置有泄流塞(1317)。

说明书

一种具有短时急救负载能力的倍容量电力变压器

技术领域

[0001] 本发明涉及变压器技术领域，具体涉及一种具有短时急救负载能力的倍容量电力变压器。

背景技术

[0002] 在电网运行过程中，有时会因外部环境破坏或变压器内自身原因导致变压器出故障停运，而其它变压器无法承担故障变压器的负荷，导致整个电网立即停运，带来严重损
失。如果能使电网内每台变压器具有较大的过负荷能力，则能在一台变压器因故障退出运
行时，另一台变压器在短时间内将故障变压器的负荷全部承担，能让电网再维持一段时间，
则能大大提高电网调度的灵活性，降低电网运行变压器的故障损失。

[0003] 变压器的负载运行能力与其降温冷却的能力息息相关，因为在其过载运行时内部温度不断升高，超出可常态时的运行环境温度，对其运行的稳定性造成影响。

[0004] 现有的变压器冷却技术中，常采用风冷、水冷或二者相合的方式，但现有的风冷、水冷结合只是简单的叠加。在低过载的情况下，实际上只需要单种方式即可满足降温冷却
的需求，而采用两种冷却方式会导致装置和操作冗杂，且水冷装置中的冷却液会在此过程
中吸收热量而升温，致使其冷却效果变差；当变压器由低过载变为高过载时，由于水冷中的
冷却液在低过载状态下已经吸收了较多的热量，此时其水冷冷却效果不佳，进而导致整体
冷却效果不佳，无法满足高过载状态下的降温冷却需求。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种具有短时急救负载能力的倍容量电力变压器，以解决现有技术中常采用风冷、水冷相合的方式对变压器进行降温冷却，在低过载的情况下水冷
中的冷却液会在此过程中吸收热量而升温，当变压器由低过载变为高过载时，冷却液温度
过高导致水冷冷却效果不佳，影响了整体的冷却效果，使变压器无法在高过载状态运行的
问题。

[0006] 为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

[0007] 一种具有短时急救负载能力的倍容量电力变压器，包括油箱、铁心、绕组及安装在所述油箱上的冷却装置，所述冷却装置包括冷却主体和感温变压部件，所述冷却主体对变
压器内部件进行冷却降温，使之正常运作，所述感温变压部件与所述冷却主体相连并控制
所述冷却主体的冷却强度，所述感温变压部件可感受变压器内温度变化，并根据温度变化
情况调节所述冷却主体的冷却强度，使变压器内各部件始终处于适宜的温度环境，从而正
常运作。

[0008] 作为本发明的一种优选方案，所述冷却主体包括传动部件、风冷冷却部件和水冷冷却部件，所述风冷冷却部件和所述水冷冷却部件均与所述传动部件相连，所述传动部件
与所述感温变压部件相连，所述感温变压部件通过所述传动部件带动所述风冷冷却部件和
所述水冷冷却部件运作。

[0009] 作为本发明的一种优选方案，所述冷却装置的具体工作过程包括：

[0010] 在常态下，变压器内温度处于适用范围，无需所述冷却装置运行；

[0011] 在低过载情况下，变压器内温度略微超出适用范围，通过所述风冷冷却部件的独立运行即可平衡温度，在所述感温变压部件作用下，过载越严重，则所述风冷冷却部件的工
作强度越大，所能提供的冷却效果越高，温度始终平衡，使变压器稳定运行，实现长时间低
过载；

[0012] 在高过载情况下，变压器内温度大幅度超出适用范围，单一所述风冷冷却部件即使在所述感温变压部件的调节作用下达到最大工作强度时仍无法满足变压器的控温要求，
此时在保持所述风冷冷却部件工作同时，所述感温变压部件驱动所述水冷冷却部件运作，
利用低温度的冷却液来进一步地变压器降温，但冷却液吸热会逐渐升温，致使其冷却效果
不断变小，也即实现短时高过载。

[0013] 作为本发明的一种优选方案，所述传动部件包括主固定板，所述主固定板上设置有冷却主轴和冷却电机，所述冷却主轴通过轴承竖直穿设在所述主固定板上，所述冷却电
机的输出轴上设置有电机锥体，所述冷却主轴上设置有主轴锥体，所述主轴锥体与所述电
机锥体咬合。

[0014] 作为本发明的一种优选方案，所述风冷冷却部件包括风冷转轴，所述风冷转轴与所述冷却主轴之间通过同步带相连，所述风冷转轴上设置有风冷叶片；

[0015] 所述感温变压部件包括感温变压腔管和变压滑槽，所述感温变压腔管和变压滑槽均水平设置在主固定板上，所述感温变压腔管内设置有活塞杆，所述变压滑槽内滑动设置
有变压滑座，所述活塞杆与所述变压滑座相连，所述冷却电机设置在所述变压滑座上；

[0016] 所述冷却主轴的外周套设有竖直滑套，所述竖直滑套的外壁上设置滑动槽，所述滑动槽内设置有滑动座，所述滑动座的外壁呈圆环状并套设在所述竖直滑套外部，所述滑
动座嵌设在所述主轴锥体的中心处。

[0017] 作为本发明的一种优选方案，所述感温变压部件调控所述风冷冷却部件工作的具体过程为：

[0018] 所述感温变压腔管内填充有膨胀液，在变压器内部温度过高时，膨胀液的体积变大，使所述活塞杆外移，推动所述变压滑座在所述变压滑槽内滑动，改变所述冷却电机及所
述电机锥体的位置，进而改变所述电机锥体与所述主轴锥体的咬合位置，从而改变所述冷
却主轴、所述风冷转轴以及所述风冷叶片的转动速度，实现对风冷冷却部件的工作强度的
调节。

[0019] 作为本发明的一种优选方案，所述水冷冷却部件包括用于存储冷却水的集水组件、铺设在变压器内进行水冷的循环管道组件以及用于将冷却水从所述集水组件中抽送至
所述循环管道组件中的抽水组件，所述抽水组件的输入端与所述集水组件相连，所述抽水
组件的输出端与所述循环管道组件相连，所述循环管道组件绕设在变压器内部且其末端与
所述集水组件相连；

[0020] 所述抽水组件包括抽水泵机，所述抽水泵机通过支架固定在所述主固定板上，所述抽水泵机的转轴上设置有泵机锥体，所述泵机锥体位于所述主轴锥体的下方，且二者相
适配，在所述感温变压部件调控所述风冷冷却部件的工作强度至最大时，所述主轴锥体下
移至与所述泵机锥体接触并咬合，以驱动所述水冷冷却部件工作。

[0021] 作为本发明的一种优选方案，所述集水组件包括储水箱和集水盒，所述储水箱设置在所述油箱的下方，所述集水盒设置在所述油箱上方，所述集水盒通过支架固定在所述
储水箱上，且所述集水盒与所述储水箱之间通过管道相连，所述油箱的下端通过支架设置
有储水架，所述储水箱固定在所述储水架上，所述储水箱与所述储水架之间设置有若干支
撑弹簧，所述储水箱的底部设置有泄流口，所述储水架上设置有泄流杆，所述泄流杆的顶端
设置有泄流塞。

[0022] 作为本发明的一种优选方案，所述集水组件可在雨水天气时自动吸收外界雨水以替换吸收了热量的冷却水，以增强冷却能力，其具体过程为：

[0023] 在所述集水盒内积蓄的雨水未达到预设值时，所述储水箱在若干所述支撑弹簧的支撑作用下悬空在所述储水架上，此时所述泄流塞位于所述泄流口内，二者处理密封连接
状态，以避免所述储水箱内的冷却水流出；

[0024] 在所述集水盒内积蓄的雨水达到预设值后，所述储水箱和所述集水盒的合重力相较于前一状态增大，使所述储水箱下移，所述泄流塞进入所述储水箱内，使所述泄流口露
出，所述储水箱内的冷却水流出，所述集水盒的雨水则进入所述储水箱内，从而实现雨水天
气下所述储水箱内冷却水的自动更换。

[0025] 本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

[0026] 本发明采用风冷和水冷相结合的方式，风冷效果与风速有关，水冷效果与水温有关，在功率相同时，风冷效果可以保持恒定，但水冷会随着冷却水吸收热量的增多而逐渐下
降，在低过载情况下采用风冷降温，在高过载情况下采用风冷和水冷共同降温，在冷却水吸
收过多的热量之前，可保证变压器的稳定运行，通过上述的降温排序方式，使冷却装置具有
最大化和最长时间化的降温冷却能力，满足长时间低过载和短时间高过载情况下的降温冷
却需求，使变压器具有长时间低过载能力和短时急救负载能力。

附图说明

[0027] 为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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
仅是示例性的，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
提供的附图引伸获得其它的实施附图。

[0028] 图1为本发明实施例提供一种具有短时急救负载能力的倍容量电力变压器的结构示意图；

[0029] 图2为本发明实施例中感温变压部件的结构示意图；

[0030] 图3为本发明实施例中抽水组件的结构示意图；

[0031] 图4为本发明实施例中集水组件的结构示意图；

[0032] 图5为本发明实施例图4中A的放大示意图；

[0033] 图6为本发明实施例中冷却主轴的俯视示意图。

[0034] 图中的标号分别表示如下：

[0035] 1、冷却主体；2、感温变压部件；

[0036] 11、传动部件；12、风冷冷却部件；13、水冷冷却部件；

[0037] 111、主固定板；112、冷却主轴；113、冷却电机；114、电机锥体；115、主轴锥体；116、竖直滑套；117、滑动槽；118、滑动座；

[0038] 121、风冷转轴；122、同步带；123、风冷叶片；

[0039] 21、感温变压腔管；22、变压滑槽；23、活塞杆；24、变压滑座；

[0040] 131、集水组件；132、循环管道组件；133、抽水组件；

[0041] 1311、储水箱；1312、集水盒；1313、储水架；1314、支撑弹簧；1315、泄流口；1316、泄流杆；1317、泄流塞；

[0042] 1331、抽水泵机；1332、泵机锥体。

具体实施方式

[0043] 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做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。

[0044] 如图1至图6所示，本发明提供了一种具有短时急救负载能力的倍容量电力变压器，包括油箱、铁心、绕组及安装在油箱上的冷却装置，冷却装置包括冷却主体1和感温变压
部件2，冷却主体1对变压器内部件进行冷却降温，使之正常运作，感温变压部件2与冷却主
体1相连并控制冷却主体1的冷却强度，感温变压部件2可感受变压器内温度变化，并根据温
度变化情况调节冷却主体1的冷却强度，使变压器内各部件始终处于适宜的温度环境，从而
正常运作。

[0045] 具体地，冷却主体1包括传动部件11、风冷冷却部件12和水冷冷却部件13，风冷冷却部件12和水冷冷却部件13均与传动部件11相连，传动部件11与感温变压部件2相连，感温
变压部件2通过传动部件11带动风冷冷却部件12和水冷冷却部件13运作。

[0046] 冷却装置的具体工作过程包括：

[0047] 1)在常态下，变压器内温度处于适用范围，无需冷却装置运行；

[0048] 2)在低过载情况下，变压器内温度略微超出适用范围，通过风冷冷却部件12的独立运行即可平衡温度，在感温变压部件2作用下，过载越严重，则风冷冷却部件12的工作强
度越大，所能提供的冷却效果越高，温度始终平衡，使变压器稳定运行，实现长时间低过载；

[0049] 3)在高过载情况下，变压器内温度大幅度超出适用范围，单一风冷冷却部件12即使在感温变压部件2的调节作用下达到最大工作强度时仍无法满足变压器的控温要求，此
时在保持风冷冷却部件12工作同时，感温变压部件2驱动水冷冷却部件13运作，利用低温度
的冷却液来进一步地变压器降温，但冷却液吸热会逐渐升温，致使其冷却效果不断变小，也
即实现短时高过载。

[0050] 具体地，传动部件11包括主固定板111，主固定板111上设置有冷却主轴112和冷却电机113，冷却主轴112通过轴承竖直穿设在主固定板111上，冷却电机113的输出轴上设置
有电机锥体114，冷却主轴112上设置有主轴锥体115，主轴锥体115与电机锥体114咬合。

[0051] 在本实施方式中，风冷冷却部件12包括风冷转轴121，风冷转轴121与冷却主轴112之间通过同步带122相连，风冷转轴121上设置有风冷叶片123；感温变压部件2包括感温变
压腔管21和变压滑槽22，感温变压腔管21和变压滑槽22均水平设置在主固定板111上，感温
变压腔管21内设置有活塞杆23，变压滑槽22内滑动设置有变压滑座24，活塞杆23与变压滑
座24相连，冷却电机113设置在变压滑座24上；冷却主轴112的外周套设有竖直滑套116，竖
直滑套116的外壁上设置滑动槽117，滑动槽117内设置有滑动座118，滑动座118的外壁呈圆
环状并套设在竖直滑套116外部，滑动座118嵌设在主轴锥体115的中心处。

[0052] 感温变压部件2调控风冷冷却部件12工作的具体过程为：感温变压腔管21内填充有膨胀液，在变压器内部温度过高时，膨胀液的体积变大，使活塞杆23外移，推动变压滑座
24在变压滑槽22内滑动，改变冷却电机113及电机锥体114的位置，进而改变电机锥体114与
主轴锥体115的咬合位置，从而改变冷却主轴112、风冷转轴121以及风冷叶片123的转动速
度，实现对风冷冷却部件12的工作强度的调节。

[0053] 需要说明的是，本实施方式中电机锥体114与主轴锥体115之间的传动是通过摩擦力进行的，二者的结合相当于皮带和转轮的关系。在改变电机锥体114与主轴锥体115的咬
合位置过程中，如图1所示，活塞杆23推动冷却电机113及电机锥体114右移，通过电机锥体
114和主轴锥体115的斜面，改变力的方向，使竖直滑套116受到上移的力而上移，从而改变
电机锥体114与主轴锥体115的交接点，也即改变电机锥体114与主轴锥体115的咬合位置，
电机锥体114不同高度的侧面的线速度不同，所以传递给主轴锥体115的转动速度也就不同
了。温度升高，带动冷却电机113右移，从而使电机锥体114直径更大的侧面与主轴锥体115
接触，带动主轴锥体115以更高的速度转动，提升风冷冷却部件12的工作强度。

[0054] 在本实施方式中，水冷冷却部件13包括用于存储冷却水的集水组件131、铺设在变压器内进行水冷的循环管道组件132以及用于将冷却水从集水组件131中抽送至循环管道
组件132中的抽水组件133，抽水组件133的输入端与集水组件131相连，抽水组件133的输出
端与循环管道组件132相连，循环管道组件132绕设在变压器内部且其末端与集水组件131
相连；抽水组件133包括抽水泵机1331，抽水泵机1331通过支架固定在主固定板111上，抽水
泵机1331的转轴上设置有泵机锥体1332，泵机锥体1332位于主轴锥体115的下方，且二者相
适配，在感温变压部件2调控风冷冷却部件12的工作强度至最大时，主轴锥体115下移至与
泵机锥体1332接触并咬合，以驱动水冷冷却部件13工作。

[0055] 现有的设备冷却技术中，常采用风冷、水冷或二者相合的方式，但现有的风冷、水冷结合只是简单的叠加。在低过载的情况下，实际上只需要单种方式即可满足降温冷却的
需求，而采用两种冷却方式会导致装置和操作冗杂，且水冷装置中的冷却液会在此过程中
吸收热量而升温，致使其冷却效果变差；当变压器由低过载变为高过载时，由于水冷中的冷
却液在低过载状态下已经吸收了较多的热量，此时其水冷冷却效果不佳，进而导致整体冷
却效果不佳，无法满足高过载状态下的降温冷却需求。

[0056] 而本实施方式中，在变压器无过载的情况下，变压器内温度处于适用范围，膨胀液的体积较小，电机锥体114与主轴锥体115不咬合，整个冷却装置不运作；在低过载情况下，
变压器内温度略微超出适用范围，膨胀液体积变大，推动冷却电机113移动，使电机锥体114
与主轴锥体115咬合，风冷冷却部件12独立运行，过载越严重则变压器内温度越高，风冷冷
却部件12的工作强度越大，一般而言，风冷冷却部件12独立运行即可使变压器内温度保持
平衡，从而实现长时间低过载能力；在高过载情况下，变压器内温度大幅度超出适用范围，
单一风冷冷却部件12无法满足变压器的控温要求，此状态下膨胀液体积再变大，冷却电机
113右移至最右侧，以最大直径的侧面驱动主轴锥体115转动，以使风冷冷却部件12运行在
最大强度，此时主轴锥体115下移至与泵机锥体1332接触，并驱动泵机锥体1332转动，使水
冷冷却部件13工作，利用低温度的冷却液来进一步地变压器降温，以实现高过载运行。

[0057] 但冷却液吸热会逐渐升温，致使其冷却效果不断变小，所以本实施方式通过上述设置可实现短时高过载运行，具有短时急救负载能力。

[0058] 进一步地，为了提升急救负载能力的有效时间，本实施方式中集水组件131包括储水箱1311和集水盒1312，储水箱1311设置在油箱的下方，集水盒1312设置在油箱上方，集水
盒1312通过支架固定在储水箱1311上，且集水盒1312与储水箱1311之间通过管道相连，油
箱的下端通过支架设置有储水架1313，储水箱1311固定在储水架1313上，储水箱1311与储
水架1313之间设置有若干支撑弹簧1314，储水箱1311的底部设置有泄流口1315，储水架
1313上设置有泄流杆1316，泄流杆1316的顶端设置有泄流塞1317。

[0059] 集水组件131可在雨水天气时自动吸收外界雨水以替换吸收了热量的冷却水，以增强冷却能力，其具体过程为：在集水盒1312内积蓄的雨水未达到预设值时，储水箱1311在
若干支撑弹簧1314的支撑作用下悬空在储水架1313上，此时泄流塞1317位于泄流口1315
内，二者处理密封连接状态，以避免储水箱1311内的冷却水流出；在集水盒1312内积蓄的雨
水达到预设值后，储水箱1311和集水盒1312的合重力相较于前一状态增大，使储水箱1311
下移，泄流塞1317进入储水箱1311内，使泄流口1315露出，储水箱1311内的冷却水流出，集
水盒1312的雨水则进入储水箱1311内，从而实现雨水天气下储水箱1311内冷却水的自动更
换，从而提升急救负载能力。

[0060] 以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各
种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。