專利名稱：：蒸發(fā)冷卻非均相式電力變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實用新型涉及電力變壓器，更具體地說，涉及一種蒸發(fā)冷卻非均相式電力變壓器。
背景技術(shù)：
：當前具有代表性的電力變壓器主要有油浸冷卻變壓器、環(huán)氧樹脂干式變壓器、以及SF6(六氟化硫)氣體變壓器，三者分別代表了液體、固體、氣體三種不同冷卻方式的變壓器。其中，油浸變壓器采用變壓器油為冷卻介質(zhì)，其電氣性能良好，但導熱性能差，油質(zhì)使用時間略久后就會沉淀，維護工作量大。變壓器油易吸潮，耐溫也低，只能在io5x:以下才能安全運行。此外，變壓器油易燃燒，這是最大的缺點，所以這種變壓器難于進入都市的供電系統(tǒng)和對防火要求高的場地，例如石油、化工、電站廠房內(nèi)部等。環(huán)氧樹脂干式變壓器以環(huán)氧樹脂為主絕緣，它是一種難燃的變壓器，近年來多用于都市環(huán)境；由于其主絕緣很厚，所以散熱很困難。這種變壓器是采用自然通風冷卻或者增設強迫空氣冷卻，冷卻效率差，因此體積較大，材料用量也大，相對的效率也較低，價格較貴。另一問題是環(huán)氧樹脂是不能降解的，因此這種干式變壓器退役后就難以處理，會造成環(huán)保問題。SF6氣體變壓器中使用了SFe氣體，其絕緣性能和滅電弧性能良好，且不燃燒；但是它的導熱性能很差，運行時有壓力，使變壓器箱體成了一個壓力容器，密封要求也高，所以制造難度大，產(chǎn)品價格昂貴。最大的問題是其溫室效應太大，GWP二23900。按照《京都議定書》，溫室效應大于1000時，就要限制其排放量?？梢姡鲜鋈N變壓器都存在各自的缺點，不能完全滿足當今建設發(fā)展的需要。在朱英浩院士主編的《新編變壓器實用技術(shù)問答》一書(遼寧科學技術(shù)出版社，1999年7月1日出版)中，介紹了一種蒸發(fā)冷式變壓器，如圖1所示，其中，101是變壓器器身，102是噴淋器，103是壓縮機，104是冷卻器，105是回液管，106是出氣管，107是泵，108是冷液槽，109是液滴，llO是SFs氣體，111是FC-75液體。該變壓器中采用了典型的噴淋式蒸發(fā)冷卻方式。在投入電網(wǎng)前，先充滿SF6氣體，投入電網(wǎng)之后，泵107將液體FC-75抽入噴淋器102中，由噴淋器將FC-75噴向變壓器器身101;FC-75吸收變壓器器身的熱耗，使自己的溫度升高，在相應的壓力下蒸發(fā)成氣體；然后沿出氣管106升入冷卻器104中，在此被冷凝后變成液體，再經(jīng)回液管105流回冷液槽108中。如此循環(huán)，即可使變壓器獲得冷卻。圖中壓縮機103提供驅(qū)使SFe氣體循環(huán)流動的動力。從圖l及上面的描述可以看出，這種變壓器仍有不少缺點(1)這種冷卻方式要應用液體FC-75和氣體SFe，冷卻循環(huán)中所需的液體和氣體需要依靠泵和壓縮機才能循環(huán)，所以是一種強迫循環(huán)方式。(2)由于其中的冷卻液是從變壓器器身的上頂往下噴淋，使溫度分布很不均勻，上頂和下底溫差會高達4(TC。(3)因其中使用了壓力SFe氣體，使得變壓器箱體變成壓力容器，而且SFe氣體一旦泄露出來，其分解物會與水化合而成為有毒的物質(zhì)，對設備和人身都是非常有害的。(4)雖然SF6氣體對臭氧層的破壞力ODP=0.00，但是其溫室效應GWP=23900，在大氣層中的壽命ALT^3200，根據(jù)《京都議定書》(KyotoProtocol)規(guī)定，當GWP超過1000值時，就要限制其排放量，并且要求發(fā)達國家首先將溫室氣體的排放量凍結(jié)在20世紀90年代的水平。此外，除申請?zhí)枮?8200236.X是采用全浸式結(jié)構(gòu)而外、申請?zhí)枮?00610011371.5的專利申請中，公開了不同結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)冷卻式變壓器，但其中都要采用SR氣體加FC-75液體作為混合絕緣，并且都需要外置泵促使冷卻液體循環(huán)作為絕緣體，前面已經(jīng)敘述過SF6氣體有主要缺點即對大氣溫室效應的嚴重影響。
實用新型內(nèi)容本實用新型要解決現(xiàn)有變壓器在冷卻技術(shù)中存在的各種問題，特別是需使用SFe氣體而造成的對環(huán)保不利的問題。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種蒸發(fā)冷卻非均相式電力變壓器，包括箱體、裝于所述箱體內(nèi)的變壓器器身、以及裝于所述箱體內(nèi)的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，其特征在于，所述冷卻介質(zhì)的蒸發(fā)溫度在30-123。C之間；所述變壓器器身浸于所述蒸發(fā)冷卻介質(zhì)中；還包括用于對從所述箱體內(nèi)蒸發(fā)流出的氣態(tài)介質(zhì)進行冷卻、使之凝結(jié)為液態(tài)，并回流到所述箱體內(nèi)的冷卻器。本實用新型中，所述冷卻器也可以是波紋箱式冷卻器，并裝于所述箱體的上方；從所述箱體內(nèi)蒸發(fā)流出的氣態(tài)介質(zhì)可進入所述冷卻器，在此被冷卻為液態(tài)并在重力作用下自動滴回所述箱體內(nèi)。本實用新型中，所述冷卻器也可以是水冷式冷卻器，并裝于所述箱體的上方；從所述箱體內(nèi)蒸發(fā)流出的氣態(tài)介質(zhì)可進入所述冷卻器，在此被冷卻為液態(tài)并在重力作用下自動滴回所述箱體內(nèi)。其中，所述水冷式冷卻器可以是用銅管、鋁合金管、或不銹鋼管制成的管道式水冷卻器。本實用新型中，可在所述箱體內(nèi)上部設置占箱體內(nèi)部空間的15-30%的蒸發(fā)空間，所述蒸發(fā)空間所處位置的箱體側(cè)壁構(gòu)成所述冷卻器；所述冷卻介質(zhì)蒸發(fā)后在所述蒸發(fā)空間所處位置的箱體側(cè)壁被冷卻為液態(tài)并在重力作用下自動滴回。此時，還可進一步在蒸發(fā)空間所處位置的箱體側(cè)壁的外部增設冷卻器。本實用新型中，所述冷卻器可以是外置式冷卻器，其下部通過回液連管與所述箱體下部相通，其上部通過出氣管與所述箱體上部相通；從所述箱體內(nèi)的上部蒸發(fā)流出的氣態(tài)介質(zhì)可經(jīng)所述出氣管進入所述冷卻器，在此被冷卻為液態(tài)并經(jīng)回液連管流回所述箱體內(nèi)的下部。針對前述設置蒸發(fā)空間的方案，所述蒸發(fā)空間所處位置的箱體側(cè)壁可用波紋冷卻片制成；并可將所述變壓器器身倒置于所述箱體中。由上述技術(shù)方案可以看出，本實用新型具有以下優(yōu)點(1)采用蒸發(fā)冷卻方式，降低了變壓器的運行溫度，也就降低了變壓器導線的電阻溫度系數(shù)，從而降低了變壓器的負載損耗，提高了變壓器的運行效率，這是現(xiàn)有變壓器都無法做到的特性，所以它是一個節(jié)能高的變壓器。(2)在結(jié)構(gòu)設計方面，按照蒸發(fā)冷卻非均相理論，全面的開發(fā)了蒸發(fā)冷卻的性能，即自然沸騰區(qū)、核態(tài)沸騰區(qū)，使之蒸發(fā)冷卻效率能夠全面的充分的發(fā)揮，因此提出了五種結(jié)構(gòu)設計。下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的一種美國制造的蒸發(fā)冷卻電力變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2A是本實用新型實施例一中變壓器采用波紋箱式冷卻器空氣自冷方案的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2B是圖2A的左視圖；圖3A是本實用新型實施例二中變壓器采用管道式水冷卻方案的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3B是圖3A的左視圖；圖4A是本實用新型實施例三中變壓器采用全浸沒、自循環(huán)冷卻方案的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4B是圖4A的左視圖；圖5A是本實用新型實施例四中變壓器采用分離式冷卻方案的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5B是圖5A的左視圖；圖6A是本實用新型實施例五中變壓器采用鐘罩式冷卻方案的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6B是圖6A的左視圖；圖7是高壓絕緣套管及引出線的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是鋁合金冷卻管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是壓力控制的電路原理圖。具體實施方式傳統(tǒng)電力變壓器的冷卻都是基于顯熱的方式，本實用新型引入了介質(zhì)在換熱過程中發(fā)生相變，使其冷卻效率大大提高。在換熱過程中，介質(zhì)從液相吸收熱能變?yōu)闅庀啵敎囟冉档偷浇橘|(zhì)在相應壓力下的蒸發(fā)溫度點時，氣相介質(zhì)放出潛熱冷凝為液滴，這個過程稱之為蒸發(fā)冷卻。在應用蒸發(fā)冷卻技術(shù)時，根據(jù)變壓器特性和結(jié)構(gòu)的不同，本實用新型研究了蒸發(fā)冷卻非均相沸騰的方式。蒸發(fā)冷卻非均相，是指介質(zhì)的蒸發(fā)、冷凝全過程無需外加動力，并且介質(zhì)的流動方向為非定向。從后面的實施例中可以看出，用于裝設變壓器器身的箱體正如一個大池子，將變壓器器身完全浸入液態(tài)冷卻介質(zhì)中，構(gòu)成非常理想的非均相蒸發(fā)結(jié)構(gòu)。因此，本實用新型將利用了上述技術(shù)方案的變壓器其定名為"蒸發(fā)冷卻非均相式電力變壓器"。其中，在全密封的箱體內(nèi)灌以在常溫下呈液態(tài)的介質(zhì)，介質(zhì)浸沒變壓器器身，當變壓器帶上負荷后，會在器身的鐵芯和線圈中產(chǎn)生電磁損耗，這些損耗轉(zhuǎn)換為熱耗，將周圍的液態(tài)介質(zhì)加熱，部分液態(tài)介質(zhì)受熱后逐漸產(chǎn)生氣泡。該氣泡的流向是從高壓區(qū)流向低壓區(qū)，從高溫區(qū)流向低溫區(qū)。所以，將冷卻器設置在低壓、低溫區(qū)，可使流至冷卻器的介質(zhì)(氣液兩相)在此放熱，并冷凝為液滴，再回流至箱體內(nèi)。如此循環(huán)，即可使變壓器獲得有效的冷卻。在下面的表1中，將本實用新型變壓器與傳統(tǒng)變壓器的主要性能作了一個對比。表1:蒸發(fā)冷卻變壓器非均相式與干變、油變、SFa氣體變壓器的性能比較<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>來蒸發(fā)冷卻變壓器應用的介質(zhì)最高使用溫度是40(TC,此處表中所說的溫升限值65K，是指為了降低變壓器的負載損耗，從降低銅線的電阻溫度出發(fā)，限其溫升限值65K.來參照目前國際通用計算變壓器價格法，即總擁有費用法TOC(TotalOwningCost)。本實用Ji型的以下實施例中，使用了一種名為A'HFC-8160的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，A*HFC-8160是一種氟礦石作為原料提煉的液體，原料產(chǎn)地主要在中國，本產(chǎn)品已由深圳奧特迅高壓電器有限公司化工部制造成功。作為商品，命名為A*HFC-8160，A代表奧特迅，其化學分子式為CmFnHx0y，其中m=410、n=1020、x=04、y=04，其子結(jié)構(gòu)可以是直鏈、支鏈、或環(huán)狀的一種或多種的結(jié)合。當改變m、n、x、y時，即可調(diào)節(jié)液體的蒸發(fā)溫度，介電常數(shù)及分子量，而耐電壓強度均在》40kV，下面列出一些品種的特性。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>下面將結(jié)合附表對其性能作詳細的說明，其中表2顯示了該介質(zhì)的物理化學特性，表3顯示了其環(huán)保特性，表4顯示了其熱導系數(shù)，表5顯示了該介質(zhì)在化學溶劑的溶解性，表6顯示氣體在該介質(zhì)中的溶解度，表7顯示了該介質(zhì)與金屬、塑料、彈性材料的相容性。這種介質(zhì)是已知最穩(wěn)定的化合物之一，它對許多物質(zhì)是一種不良溶劑，與水和油都不能混合，不侵蝕絕緣材料和金屬材料，它的液體是不能燃燒的，并且還有滅火的性能。熱穩(wěn)定性非常高，即使加熱到40(TC，也不會分解。作為冷卻劑，A*HFC-8160是一種無色、無臭、無毒、無腐蝕性的液體，即使用手多次去接觸它，皮膚上也毫無刺激。它可以無限期地儲存在清潔的金屬容器中而不會發(fā)生變化。A*HFC-8160的粘滯性和表面張力極低，所以能在變壓器繞組的匝間和鐵芯沖片的^t:中流^J，并且在線權(quán)表面很容易地沾濕。它的分子量很高，所以它的氣體密度也很高，蒸發(fā)冷卻效果好。A，HFC-8160在液態(tài)時具有相當高的介電強度，用標準油杯試驗，電擊穿強度〉40KV。在應用上更為重要的特點是它的氣體也具有很高的介電強度，氣體和蒸發(fā)氣體的介電強度和壓力的變化成比例關(guān)系，一般是隨壓力上升而增加，因此A'HFC-8160在1Kg/cm2的表壓力下，其蒸發(fā)氣體的介電強度可與變壓器油相比。在〈35KV時未發(fā)現(xiàn)有電暈現(xiàn)象。A*HFC-8160的蒸發(fā)點可在30-123。C的范圍調(diào)節(jié)。因此它可以選擇空氣和水作為二次冷卻介質(zhì)。A*HFC-8160的凝固點可低到-88。C，因此它可以在-55r的地區(qū)運行。此外，這種介質(zhì)還有以下特點(1)由于它的低粘滯度、高密度、高體積膨脹，可提供很好的熱力對流。(2)由于它的表面張力低，所以在熱表面很容易使受熱蒸發(fā)成的氣泡上升到液面并浮出液面。(3)由于它的高熱導和高的熱力特性，使之能很好的吸收熱能。(4)由于它的粘度很低，所以流動起來很通暢，需要推動介質(zhì)流動的功率是很小的，因此很容易建立自循環(huán)系統(tǒng)。(5)由于它在發(fā)生電弧時，在液體和氣體中產(chǎn)生的自身熱耗很小，因此產(chǎn)生的腐蝕性也是很小的。(6)在設備運行溫度范圍內(nèi)，它的冷卻效率特別好，例如10(TC的碳阻在空氣中自冷，帶走的熱耗為1W;若用A*HFC-8160浸沒方式冷卻，溫度同樣是10(TC，所帶走的電阻熱負荷就達到5W。試驗表明，冷卻1個2200W熱耗的設備，如果用SF(六氟化硫)氣體來冷卻，需要5.5公斤、體積為1672cm3;而采用AHFC-8160介質(zhì)冷卻時，只需要2.3公斤，體積只有885.6cm3。A*HFC-8160提供了實現(xiàn)蒸發(fā)冷卻式變壓器的關(guān)鍵技術(shù)，使產(chǎn)品制造成為可能，并能充分發(fā)揮其優(yōu)越性。表2、AHFC-8160的物理化學特性<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>AHFC-8160書3、化、電特性蒸氣壓托22~31熱力特性卡/克°c0.22~0.25在蒸發(fā)點的蒸發(fā)熱卡/克20~60導熱率瓦/厘米(x:/厘米)0.0004~0.00063膨脹系數(shù)0.0012~0.0014表面張力MN/M15~20介電強度KV/2.5,>40介電常數(shù)lKVHz1.8~2.2介電損失lKVHz0.0001~0.0003體積電阻歐姆/厘米i『6表3、AHFC-8160的環(huán)保性質(zhì)AHFC-8160的環(huán)保性質(zhì)臭氧層破壞力ODP0.00致全球氣候變暖力GWP500大氣中壽命ALT(年)4毒性無閃點無重金屬檢查無表4、AHFC-8160的熱導系數(shù)流體狀態(tài)溫度(°F)熱導系數(shù)(HTU/hr.ft°F)-700.0890-62.50.0876液體-35.50.0836AHFC-8160+76.750.0813+2120.0705蒸汽(一個大氣壓)2140.00802500.01123000.0251表5、AHFC-81抑在化學溶劑的溶解性(mg/100m1,20'C)液體AHFC-8160在液體中液體在A.HFC-8160中丙酮4.81.2苯2.63.8二氣化繁微溶微溶甲笨醇0.20.4四氯化碳20.236.5<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>表7、A.HFC-8160與金屬、塑料、彈性4才料的相容性<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>金屬時間(天)溫度(°F)結(jié)果聚丙烯10230不變聚碳酸脂10230不變聚脂10230不變聚甲基丙烯碳酸甲脂10230不變聚四氟乙烯包線10230不變聚四氟乙烯薄膜10230不變?nèi)蹥獍穳喊?0230不變尼龍薄膜10230不變彈性材料硅DC997包銅線30356在端頭處有微小膨脹硅橡膠30356氟橡膠30356不變丁晴橡膠30356不變體積膨脹聚氣丁橡膠3194無變化聚硫橡膠3194無變化丁基1503194無變化丁二烯3194無變化LS-53(氟硅橡膠)3194無變化本實用新型的實施例一如圖2A和圖2B所示，本實施例中采用的是波紋箱式冷卻器空氣自冷方案，其中，201是波紋箱式冷卻器，202是箱體，203是接地螺栓，204是放氣閥，205是分接開關(guān)，206是進液、放液閥，207是監(jiān)控器，208是低壓套管，209是視察窗，210是高壓套管。本實施例中的蒸發(fā)冷卻變壓器的外形與油浸冷卻變壓器基本相似，它的器身是浸沒在冷卻介質(zhì)之中。在常溫時，介質(zhì)呈液體狀態(tài)，箱體的結(jié)構(gòu)為全密封式，冷卻器布置在箱體上部，與箱體的上部開口相通。當變壓器帶上負載后，由于變壓器器身中硅鋼片和繞組中產(chǎn)生的損耗轉(zhuǎn)化為熱耗，熱量被器身周圍的介質(zhì)所吸收，介質(zhì)的溫度逐漸上升，在相應的壓力下發(fā)生蒸發(fā)現(xiàn)象。最開始是處于自然蒸發(fā)狀態(tài)，并產(chǎn)生細微的氣泡；當達到介質(zhì)的蒸發(fā)點溫度時，開始進入核態(tài)沸騰狀況，氣泡逐漸增大，其質(zhì)量與液態(tài)分子的質(zhì)量差也逐漸增大；于是，按重力學的原理，質(zhì)量輕的氣泡就向低壓區(qū)流動，當儲存了足夠的熱能后，就會脫離液面而以氣泡的形態(tài)浮升，進入到箱體上部的波紋箱式冷卻器201中，氣態(tài)介質(zhì)在這里將熱量傳遞給冷卻器的金屬面，自身則冷凝成液滴，并滴回箱體中，即轉(zhuǎn)化為液態(tài)。工作過程中，液態(tài)介質(zhì)不斷吸收器身產(chǎn)生的熱耗，產(chǎn)生相變而成為氣態(tài)介質(zhì)，從而對變壓器中的發(fā)熱部件進行冷卻，所以這個冷卻系統(tǒng)就稱為蒸發(fā)冷卻自循環(huán)系統(tǒng)。當介質(zhì)進入核態(tài)沸騰后，換熱方式就利用了介質(zhì)相變的潛熱特性，在相應的壓力下，使設備的溫度基本上恒定。由于蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)采用了自循環(huán)方式，無需外置動力，所以可提高運行的可靠性。由于箱體上部安裝了波紋箱式冷卻器201，因此，分接開關(guān)205、低壓套管208、高壓套管210均裝于變壓器的側(cè)面，放氣閥204及監(jiān)控器207則箱體的上方。而進液、放液閥206則裝于箱體的下方。視察窗209裝于箱體的側(cè)面，高度與器身平齊，以便觀察介質(zhì)液面及介質(zhì)蒸發(fā)的情況。本實用新型的實施例二如圖3A和圖3B所示，其中，301是用銅管、鋁合金或不銹鋼管做成的水冷冷卻器，302是變壓器箱體，303是接地螺栓，304是放氣閥，305是分接開關(guān)，306是進、出液閥，307是監(jiān)控器，308是低壓套管，309是視察窗，310是高壓套管。本實施例的結(jié)構(gòu)與實施例一基本上是相同的，只是將其中變壓器頂部的波紋箱式冷卻器201用管道式水冷卻器301代替，這是專門為水電站(或者水源很容易取得的地方)設計的，它可以利用水作為二次冷卻介質(zhì)，即由流動的水來帶走熱量，從而促進氣態(tài)介質(zhì)在此凝結(jié)為液滴。因為水冷卻的效率高于空氣冷卻，所以從圖3A與圖2A比較可以看出，圖3A變壓器的高度顯然比圖2A低了許多，也就是說本實施例更能節(jié)省空間，而且本實施例中的變壓器運行的溫度更低。本實用新型的實施例三如圖4A和圖4B所示，其中采用了全浸沒、自循環(huán)冷卻系統(tǒng)方案，其中，401是高壓套管，402是低壓套管，403是溫度信號計，404是溫度顯示器，405是箱體，406是放氣閥，407是進、出液閥，408是變壓器器身，409是線圈，410是監(jiān)控器，411是分接開關(guān)。這種結(jié)構(gòu)中，變壓器器身408仍然是浸沒在介質(zhì)中，高壓套管401和低壓套管402安裝在箱體的頂蓋上。分接開關(guān)411吊掛在箱體的上方，從分接開關(guān)11以上，是空出來的空腔，作為預留的蒸發(fā)空間。箱體405是用波紋板組焊成的，使得結(jié)構(gòu)更具整體性，箱體的剛度也大為增強。本實施例的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)的原理是一樣的，箱體就如一個池子，變壓器器身全浸沒入于箱體內(nèi)，液體高度約占3/4，多余的高度部分是不灌介質(zhì)的，留出的體積作為蒸發(fā)空間，占l/4空間。變壓器在帶負荷運行時，變壓器的鐵芯和繞組產(chǎn)生的損耗轉(zhuǎn)化為熱耗，此熱量加熱其周圍的介質(zhì)，使得周圍的介質(zhì)溫度上升，在相應的壓力下發(fā)生蒸發(fā)現(xiàn)象。箱體內(nèi)的大部分介質(zhì)處于自然態(tài)蒸發(fā)狀況，在熱負荷的中心的部分介質(zhì)(處于變壓器器身高度2/3以上)會進入核態(tài)沸騰狀態(tài)；氣泡受熱直徑逐漸增大，浮升到液面，并脫離液面而形成氣泡浮升到蒸發(fā)空間，將熱量傳給箱壁，在此凝結(jié)為液滴，再滴回箱體中。如此循環(huán)，可使變壓器的溫度基本上恒定。具體實施時，根據(jù)不同變壓器的冷卻需要，蒸發(fā)空間的容積可占整個箱體內(nèi)部空間的15%-30%。另外還可在蒸發(fā)空間那一段箱體的外部增設冷卻器，例如設置波紋箱式冷卻器，以增強冷卻效果。本實用新型的實施例四如圖5A和圖5B所示，這是一種分離式結(jié)構(gòu)，即箱體與冷卻器是分開的，并通過管子將兩分離體聯(lián)通，其中501是高壓套管，502是低壓套管，503是溫度信號計，504是溫度顯示器，505是箱體，506是放氣閥，507是進、出液閥，508是冷卻器上段，509是冷卻器下段，510是監(jiān)控器，511是分接開關(guān)，512是回液連管，513是出氣管。圖中的箱體505與通常全密封變壓器的箱體結(jié)構(gòu)基本上是一樣的，只是箱體上不帶冷卻器(片)。冷卻器是分離出來的，具體可用鋁合金件組合而成，可以做成裝配式結(jié)構(gòu)，易于與箱體組合配套。使用鋁合金可以制成多種樣式，甚至可以組成大型雕塑結(jié)構(gòu)，特別在大都市中心的大容量變電站中，可以樹立起標志性的、有亮點的雕塑。本實施例中將分接開關(guān)511裝在兩線圈的弧形外空間，充分利用了兩相繞組之間的空檔，又可以降低變壓器的高度。本實施例中的變壓器帶上負荷后，蒸發(fā)的介質(zhì)經(jīng)出氣管513流向冷卻器，在冷卻器上段508冷卻后變?yōu)橐旱危位乩鋮s器下段509;對于經(jīng)出氣管513流出的熱液體，則直接流至冷卻器下段509;所有冷卻后的介質(zhì)均從回液連管512流回箱體505中，如此自動循環(huán)冷卻。本實用新型的實施例五如圖6A和圖6B所示，本實施例改變較大，基本的設計思路是將變壓器器身倒置過來，其中601是上箱體，602是高壓套管，603是低壓套管，604是波紋箱式冷卻器片，605是下箱體，606是監(jiān)控器，607是分接開關(guān)，608是標志牌。本實施例中，箱體分成上箱體601和下箱體605。變壓器的下箱體605承擔變壓器器身底座、高壓套管、低壓套管和分接開關(guān)的安裝。上箱體601的外部裝有波紋冷卻片，所以它同時是一個冷卻器，其四壁和上頂是用波紋箱式冷卻器片4焊接而成，正中間有空位，正好裝設公司的標志牌6080。本實施例中，下箱體605不承擔冷卻器的作用，全部的熱交換在上箱體601中進行，上箱體的下段處于自然蒸發(fā)區(qū)，上段處于核態(tài)蒸發(fā)區(qū)，所以介質(zhì)只灌到浸沒變壓器的器身即可，上段一部分及上頂?shù)牟y片是空著的，留作核態(tài)蒸發(fā)的空間。這種結(jié)構(gòu)非常緊湊，體積小，灌液量也少。在上述各個實施例中，均可設置壓力指示表，壓力報警值參考波紋油箱耐受壓力值，報瞀值可以在壓力指示表上調(diào)節(jié)，設定的壓力值在10KPa—15KPa可調(diào)。當壓力達到設定值時，壓力指示表會將信號送給控制箱，由控制箱控制電磁閥啟動釋壓；當變壓器內(nèi)部壓力降為零(表壓)，電磁閥M關(guān)閉。在變壓器投運初期或者檢修后重新投入運行，由于變壓器內(nèi)部存在空氣，隨著冷卻介質(zhì)的蒸發(fā)，變壓器內(nèi)部壓力會超過設定值，電磁閥M通常會啟動釋壓，次數(shù)一般在2-4次，當變壓器內(nèi)部空氣排盡，換熱達到平衡后，變壓器內(nèi)部壓力會恒定保持在安全范圍內(nèi)。如果電磁閥M出現(xiàn)故障，導致變壓器內(nèi)部壓力升高不能正常釋壓，當壓力超過設定值5分鐘后壓力還沒有下降，由控制箱輸出過壓報警信號。當內(nèi)部壓力超過設定值5KPa后，變壓器的安全閥啟動釋壓，當壓力釋放后，安全閥自動關(guān)閉。控制電磁閥啟動、關(guān)閉的原理如圖9所示，其中控制箱主要是控制電磁閥M的啟動和關(guān)閉，保證變壓器內(nèi)部壓力維持在安全范圍內(nèi)，同時輸出過溫、過壓報警信號。當箱體內(nèi)壓力達到設定值時，Kl閉合，Jl帶電，使其常開接點J12閉合，啟動電磁閥M打開閥門釋壓，同時常開接點Jll閉合使繼電器Jl處于自保持狀態(tài)。壓力下降K1斷開，由于繼電器J1處于自保持狀態(tài)，電磁閥M不會關(guān)閉，繼續(xù)釋放壓力。當壓力降到安全點時，K2閉合，使J2帶電，J21斷開，繼電器J1斷電而使其常開接點J12打開，電磁閥M停止工作。在上述實施例中，高壓絕緣套管及引出線可采用圖7所示的結(jié)構(gòu)，其中，701是接線板，702是塞子，703是導電桿，704是傘裙，705是安裝法蘭，706是密封墊，707是夾具，708是密封墊，709是與箱蓋的悍接，710是絕緣柱，711是高阻絕緣帶，712是低阻絕緣帶，713是接線板，714是引出線。通常，引出線與導電桿經(jīng)旗形接線板連接后是要浸于變壓器油中的，本實用新型將這部分裸露的金屬先包上低阻絕緣帶，使電場均勻，然后再在外層包上高阻絕緣帶，高阻絕緣帶包的厚度根據(jù)變壓器的額定電壓來確定。關(guān)于鋁合金冷卻管，如圖8所示，其中801是鋁合金散熱片，802是薄銅管，具體是采用冷壓的方法將其壓入鋁合金散熱片中，銅管與鋁合金散熱片是垂直方向鑄造出來的，采用了翅形片的結(jié)構(gòu)，這是為了適應自然空氣冷卻的軸向空氣對流作用而專門設計的，薄銅管與鋁合金散熱片的散熱面積比是1:(10-15),正好使兩面的散熱比相應。從上述實施例可以看出，本實用新型具有以下優(yōu)點1)節(jié)能本實用新型的蒸發(fā)冷卻變壓器，由于冷卻效率高，可使變壓器的運行溫度大大降低。例如，在設計時可選定介質(zhì)的蒸發(fā)溫度為64°C，則滿載運行的溫度會在7(TC左右，它與干式變壓器和SFe(六氟化硫)氣體變壓器相比，運行溫度降低了405crc。研究表明，銅導體的運行溫度每降低rc時，其電阻溫度系數(shù)就降低0.004，所以使用本實用新型的方案時電阻溫度系數(shù)可以降低1620%,即變壓器的負載損耗可以降低1620%，此數(shù)值是很可觀的。2)過載能力強本實用新型中，如果將蒸發(fā)冷卻變壓器運行在核態(tài)沸騰工作區(qū)，由于利用了介質(zhì)的潛熱方式,所以運行的溫度基本上是保持不變的。在此工作狀態(tài)下即使過負載3040%，變壓器的運行溫度和相應的壓力都保持不變，因此其過載能力非常強。3)良好的生態(tài)環(huán)保特性其中使用的介質(zhì)A'HFC-8160對大氣臭氧層的破壞力ODP-O.OO;對地球的溫室效應GWP-500;在大氣中存留的時間ALK4。所以該介質(zhì)是很佳的環(huán)保產(chǎn)品。配以A'HFC-8160介質(zhì)的變壓器就具有良好的環(huán)保特性。4)新介質(zhì)的其他優(yōu)勢介質(zhì)A'HFC-8160是無閃點的，即不燃燒，且具有滅火性能。將其應用于變壓器時，無需考慮防火功能。由于蒸發(fā)冷卻變壓器是利用變壓器自身產(chǎn)生的損耗來促使其冷卻循環(huán)的，因此不需要外力(即不需要外置泵)。另外，介質(zhì)A，HFC-8160無毒、無重金屬，化學穩(wěn)定性非常高，長久的運行都不會起什么變化，可靠性非常高，安全性也非常好。權(quán)利要求1、一種蒸發(fā)冷卻非均相式電力變壓器，包括箱體、裝于所述箱體內(nèi)的變壓器器身、以及裝于所述箱體內(nèi)的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，其特征在于，所述冷卻介質(zhì)的蒸發(fā)溫度在30-123℃之間；所述變壓器器身浸于所述蒸發(fā)冷卻介質(zhì)中；還包括用于對從所述箱體內(nèi)蒸發(fā)流出的氣態(tài)介質(zhì)進行冷卻、使之凝結(jié)為液態(tài)，并回流到所述箱體內(nèi)的冷卻器。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)冷卻非均相式電力變壓器，其特征在于，所述冷卻器為波紋箱式冷卻器，并裝于所述箱體的上方；從所述箱體內(nèi)蒸發(fā)流出的氣態(tài)介質(zhì)可進入所述冷卻器，在此被冷卻為液態(tài)并在重力作用下自動滴回所述箱體內(nèi)。3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的蒸發(fā)冷卻非均相式電力變壓器，其特征在于，所述冷卻器為水冷式冷卻器，并裝于所述箱體的上方；從所述箱體內(nèi)蒸發(fā)流出的氣態(tài)介質(zhì)可進入所述冷卻器，在此被冷卻為液態(tài)并在重力作用下自動滴回所述箱體內(nèi)。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的蒸發(fā)冷卻非均相式電力變壓器，其特征在于，所述水冷式冷卻器是用銅管、鋁合金管、或不銹鋼管制成的管道式水冷卻器。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)冷卻非均相式電力變壓器，其特征在于，所述箱體內(nèi)上部設有占箱體內(nèi)部空間的15-30%的蒸發(fā)空間，所述蒸發(fā)空間所處位置的箱體側(cè)壁構(gòu)成所述冷卻器；所述冷卻介質(zhì)蒸發(fā)后在所述蒸發(fā)空間所處位置的箱體側(cè)壁被冷卻為液態(tài)并在重力作用下自動滴回。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的蒸發(fā)冷卻非均相式電力變壓器，其特征在于，在蒸發(fā)空間所處位置的箱體側(cè)壁的外部還設有冷卻器。7、根據(jù)權(quán)利要求l所述的蒸發(fā)冷卻非均相式電力變壓器，其特征在于，所述冷卻器是外置式冷卻器，其下部通過回液連管與所述箱體下部相通，其上部通過出氣管與所述箱體上部相通；從所述箱體內(nèi)的上部蒸發(fā)流出的氣態(tài)介質(zhì)可經(jīng)所述出氣管進入所述冷卻器，在此被冷卻為液態(tài)并經(jīng)回液連管流回所述箱體內(nèi)的下部。8、根據(jù)權(quán)利要求5所述的蒸發(fā)冷卻非均相式電力變壓器，其特征在于，所述蒸發(fā)空間所處位置的箱體側(cè)壁為波紋冷卻片制成；所述變壓器器身倒置于所述箱體中。專利摘要本實用新型涉及一種蒸發(fā)冷卻非均相式電力變壓器，為解決現(xiàn)有變壓器在冷卻技術(shù)中存在的各種問題，本實用新型的變壓器包括箱體、裝于箱體內(nèi)的變壓器器身、以及裝于箱體內(nèi)的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，其中，冷卻介質(zhì)的蒸發(fā)溫度在30-123℃之間，變壓器器身浸于所述蒸發(fā)冷卻介質(zhì)中，并設置有用于對從所述箱體內(nèi)蒸發(fā)流出的氣態(tài)介質(zhì)進行冷卻、使之凝結(jié)為液態(tài)并回流到所述箱體內(nèi)的冷卻器。變壓器工作時，所述冷卻介質(zhì)的蒸發(fā)、冷凝全過程無需外加動力，可形成良好、高效的自動循環(huán)冷卻，并可降低變壓器的運行溫度，提高變壓器的運行效率。而其中使用的冷卻介質(zhì)(A·HFC-8160)的環(huán)保特性好，大大優(yōu)于傳統(tǒng)技術(shù)中使用的六氟化硫介質(zhì)。文檔編號H01F27/10GK201041765SQ20072012021公開日2008年3月26日申請日期2007年5月21日優(yōu)先權(quán)日2007年5月21日發(fā)明者謝世英申請人:深圳奧特迅電氣設備有限公司