一種基于高燃點(diǎn)植物油的環(huán)保型油浸式配電變壓器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于高燃點(diǎn)植物油的環(huán)保型油浸式配電變壓器，油箱內(nèi)填充有燃點(diǎn)高于330℃的植物油，繞組間的軸向油道厚度和繞組進(jìn)出油口的油道內(nèi)徑比現(xiàn)有采用礦物絕緣油的相同容量等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)油浸式配電變壓器加大30%以上；變壓器油自然冷卻循環(huán)系統(tǒng)采用內(nèi)同向和外單向波紋散熱器結(jié)構(gòu)；散熱器采用波浪狀冷扎鋼板，散熱器的進(jìn)出油口內(nèi)徑比現(xiàn)有采用礦物絕緣油的相同容量等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)油浸式配電變壓器加大30%以上。本實(shí)用新型具有安全可靠、環(huán)保性能優(yōu)良、原材料可無限反復(fù)制作且可自然降解的優(yōu)點(diǎn)，能夠擺脫現(xiàn)有油浸式配電變壓器對(duì)礦物絕緣油的依賴。
【專利說明】
一種基于高燃點(diǎn)植物油的環(huán)保型油浸式配電變壓器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力設(shè)備中的配電變壓器，尤其涉及一種基于高燃點(diǎn)植物油的環(huán)保型油浸式配電變壓器。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)化進(jìn)程的快速發(fā)展對(duì)能源的需求越來越大，以礦物資源為主導(dǎo)的能源已不能完全滿足需求，根據(jù)測(cè)算，煤炭、石油等主要礦物資源將在未來500年消耗殆盡，能源爭端日趨緊張，因此全世界都在鼓勵(lì)開發(fā)和應(yīng)用新能源，以保證未來經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。目前礦物油是變壓器絕緣油的主導(dǎo)材料，占據(jù)整個(gè)變壓器行業(yè)用油的99%以上，直接導(dǎo)致了油浸式變壓器對(duì)有限的礦物資源的消耗和依賴。
[0003]油浸式變壓器是我國工礦企業(yè)與民用建筑供配電系統(tǒng)中的重要設(shè)備，油浸式變壓器主要包括設(shè)置在油箱內(nèi)的鐵芯、繞組、絕緣材料、變壓器油冷卻循環(huán)系統(tǒng)和散熱器。其中鐵芯的作用就是構(gòu)成耦合磁通的磁路，把一次電路的電能轉(zhuǎn)換為磁能，又由自己的磁能轉(zhuǎn)換為二次電路的電能，是能量轉(zhuǎn)換的媒介，同時(shí)也是構(gòu)成變壓器的骨架。鐵芯的鐵芯柱上套設(shè)有帶有絕緣的繞組，繞組是變壓器的電路部分，是由表面包有絕緣的銅或鋁導(dǎo)線繞制而成，并套裝在變壓器的鐵芯柱上，繞組有一次繞組和二次繞組之分，一次繞組為電源輸入用，二次繞組為輸出用，當(dāng)一次繞組通過交變電流時(shí)，在鐵芯中也相應(yīng)地產(chǎn)生交變磁通，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，一次繞組輸入的能量通過鐵芯傳遞到二次繞組；絕緣紙用作軟紙筒、撐條、墊塊、相間隔離、鐵軛絕緣、墊腳絕緣；電纜紙用作變壓器繞組的匝間絕緣、層間絕緣、弓丨線絕緣及端部引線的加強(qiáng)絕緣；變壓器油充滿了變壓器的油箱，其作用一是絕緣，二是散熱，在有載調(diào)壓油箱中還起滅弧作用，變壓器油可以增加變壓器內(nèi)部各部件的絕緣強(qiáng)度，因?yàn)橛褪且琢鲃?dòng)的液體，它能夠充滿變壓器內(nèi)部的任何空隙，將空氣排出，避免了部件因與空氣接觸受潮而引起的絕緣降低；變壓器油冷卻循環(huán)系統(tǒng)可選用自然冷卻循環(huán)系統(tǒng)或強(qiáng)迫冷卻循環(huán)系統(tǒng)，配電變壓器的油冷卻循環(huán)系統(tǒng)一般選用油強(qiáng)迫冷卻循環(huán)系統(tǒng)，當(dāng)變壓器上層油溫和下層油溫產(chǎn)生溫差時(shí)，通過冷卻器形成油溫對(duì)流，經(jīng)冷卻器冷卻后流回油箱，起到降低變壓器溫度的作用。
[0004]同時(shí)，礦物變壓器絕緣油存在燃點(diǎn)低和降解時(shí)間長的缺點(diǎn)，嚴(yán)重制約了油浸式變壓器的發(fā)展。由于礦物變壓器絕緣油的燃點(diǎn)低，使得油浸式變壓器在很多對(duì)防火防爆要求高的場合應(yīng)用受到很大限制。而且礦物變壓器油的自然降解時(shí)間需要300年以上，因此油浸式變壓器的環(huán)報(bào)問題至今沒有得到有效解決，很多時(shí)候是被動(dòng)采取干式變壓器替代油浸式變壓器的方式加以解決，但干式變壓器的固體廢棄物也作無公害處理和利用，由此又產(chǎn)生了新的環(huán)保問題。
[0005]隨著石油和煤炭資源的日趨緊缺，尋找替代礦物變壓器油的需求急劇增強(qiáng)，可快速提供原材料、可重復(fù)使用、能自然降解無危害、環(huán)保性能優(yōu)異的高燃點(diǎn)植物油將成為未來變壓器絕緣油的主導(dǎo)。尤其是植物油絕緣油的絕緣能力大大高于傳統(tǒng)礦物油的絕緣能力，在對(duì)變壓器的結(jié)構(gòu)、鐵心與繞組用量不作任何調(diào)整的前提下，僅需改變變壓器的絕緣材料等級(jí)，同容量的植物油變壓器可在長期過負(fù)荷122%-130%的條件下安全正常運(yùn)行。植物油在自然條件下可以充分降解(21天后的降解率達(dá)99%)，同時(shí)根據(jù)美國環(huán)保署測(cè)算對(duì)比，在變壓器的原料生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)、使用、報(bào)廢處理等環(huán)節(jié)上，礦物油變壓器的C02的排放量是植物油變壓器的55倍，因此以高燃點(diǎn)植物油為絕緣的環(huán)保型油浸式變壓器將出現(xiàn)爆發(fā)式增長。申請(qǐng)?zhí)枮?00910103709.3的實(shí)用新型專利公開了一種用于變壓器的植物油提煉方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型顯著提高了油浸式變壓器的運(yùn)行安全與可靠性、環(huán)保性能，降低了變壓器的原料生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)、使用、報(bào)廢處理等環(huán)節(jié)上各種有害廢棄物及C02的排放量，并可從根本上消除油浸式變壓器對(duì)礦物變壓器油的依賴。
[0006]但是，目前的配電變壓器生產(chǎn)領(lǐng)域中，缺少一種既具有很高的安全可靠性、環(huán)保性能優(yōu)良、原材料可無限反復(fù)制作，又可自然降解的一種基于高燃點(diǎn)植物油環(huán)保型油浸式配電變壓器。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型的目的是提供一種基于高燃點(diǎn)植物油的環(huán)保型油浸式配電變壓器，具有安全可靠、環(huán)保性能優(yōu)良、原材料可無限反復(fù)制作且可自然降解的優(yōu)點(diǎn)，能夠擺脫現(xiàn)有油浸式配電變壓器對(duì)礦物絕緣油的依賴。
[0008]本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案:
[0009]一種基于高燃點(diǎn)植物油的環(huán)保型油浸式配電變壓器，主要包括油箱和設(shè)置在油箱內(nèi)的鐵芯、繞組、絕緣紙、絕緣板、變壓器油冷卻循環(huán)系統(tǒng)和散熱器，所述的油箱內(nèi)填充有燃點(diǎn)高于330°C的植物油，繞組間的軸向油道厚度和繞組進(jìn)出油口的油道內(nèi)徑比現(xiàn)有采用礦物絕緣油的相同容量等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)油浸式配電變壓器加大30%以上；變壓器油冷卻循環(huán)系統(tǒng)選用變壓器油自然冷卻循環(huán)系統(tǒng)，自然冷卻循環(huán)系統(tǒng)采用內(nèi)同向和外單向波紋散熱器結(jié)構(gòu)；散熱器采用波浪狀冷扎鋼板，散熱器的進(jìn)出油口內(nèi)徑比現(xiàn)有采用礦物絕緣油的相同容量等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)油浸式配電變壓器加大30%以上。
[0010]所述的繞組導(dǎo)線外設(shè)置有絕緣漆層。
[0011]容量在315kVA以下的油浸式配電變壓器的高壓繞組及低壓繞組均采用線繞層式線圈結(jié)構(gòu)；容量大于315kVA的油浸式配電變壓器的高壓繞組采用層式結(jié)構(gòu)，低壓繞組采用銅箔繞制結(jié)構(gòu)。
[0012]本實(shí)用新型通過對(duì)油浸式變壓器絕緣油的更換、變壓器油冷卻循環(huán)系統(tǒng)和散熱器的選用和油道尺寸的重新設(shè)計(jì)，保證油浸式變壓器在1.3倍過負(fù)荷條件下長期安全可靠地運(yùn)行，無需針對(duì)現(xiàn)有油浸式變壓器運(yùn)行中短時(shí)出現(xiàn)的過負(fù)荷問題進(jìn)行大容量油浸式變壓器更換，有效擴(kuò)展油浸式變壓器的應(yīng)用范圍，大幅提高油浸式變壓器的環(huán)保性能，降低油浸式變壓器著火與爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，達(dá)到了安全環(huán)保的目的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的的結(jié)構(gòu)視圖；
[0014]圖2為現(xiàn)有采用礦物絕緣油的標(biāo)準(zhǔn)油浸式配電變壓器的繞組間軸向油道示意圖；
[0015]圖3為本實(shí)用新型的繞組間軸向油道示意圖；
[0016]圖4為本實(shí)用新型的自然冷卻循環(huán)系統(tǒng)示意圖；
[0017]圖5為現(xiàn)有采用礦物絕緣油的標(biāo)準(zhǔn)油浸式配電變壓器散熱器的進(jìn)出油口內(nèi)徑示意圖；
[0018]圖6為本實(shí)用新型的散熱器的進(jìn)出油口內(nèi)徑示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1所示，本實(shí)用新型所述的基于高燃點(diǎn)植物油的環(huán)保型油浸式配電變壓器，主要包括油箱和設(shè)置在油箱內(nèi)的鐵芯2、繞組、絕緣紙、絕緣板、變壓器油冷卻循環(huán)系統(tǒng)和散熱器1，所述的油箱內(nèi)填充有燃點(diǎn)高于330°C的植物油，用于取代現(xiàn)有油浸式配電變壓器中的礦物絕緣油作為變壓器絕緣油。植物油可采用菜籽油、大豆油、山茶籽油和花生油中的一種或兩種以上的混合物。本實(shí)用新型中所使用的植物油在相同絕緣能力的條件下，具有比普通礦物油燃點(diǎn)高的優(yōu)點(diǎn)，更加適用于現(xiàn)場配電變壓器的使用。
[0020]本實(shí)用新型所述的基于高燃點(diǎn)植物油的環(huán)保型油浸式配電變壓器中，繞組間的軸向油道厚度為5_，繞組進(jìn)出油口的油道厚度為8_，比現(xiàn)有采用礦物絕緣油的相同容量等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)油浸式配電變壓器加大30%以上。現(xiàn)有的采用礦物絕緣油的標(biāo)準(zhǔn)油浸式配電變壓器中，各種不同容量等級(jí)的浸式配電變壓器的軸向油道厚度為3_、繞組進(jìn)出油口的油道厚度為5mm，散熱器1的進(jìn)出油口內(nèi)徑的范圍為5mm左右。而本實(shí)用新型中使用的植物絕緣油由于其運(yùn)動(dòng)粘度偏高，為保證其在變壓器內(nèi)的流動(dòng)性從而滿足變壓器的散熱要求，重新增大油流通道的尺寸。
[0021]圖2和圖3分別為相同容量等級(jí)的現(xiàn)有采用礦物絕緣油的標(biāo)準(zhǔn)油浸式配電變壓器和本實(shí)用新型所述基于高燃點(diǎn)植物油的環(huán)保型油浸式配電變壓器的繞組間軸向油道示意圖。圖2中的Η表示現(xiàn)有采用礦物絕緣油的標(biāo)準(zhǔn)油浸式配電變壓器的軸向油道厚度，圖3中的Η1表示本實(shí)用新型所述基于高燃點(diǎn)植物油的環(huán)保型油浸式配電變壓器的軸向油道厚度，1.3Η< Η1。
[0022]如圖4所示，本實(shí)用新型中變壓器油冷卻循環(huán)系統(tǒng)選用自然冷卻循環(huán)系統(tǒng)，采用內(nèi)同向和外單向波紋散熱器1結(jié)構(gòu)；圖4中油箱內(nèi)三組相同方向的箭頭代表內(nèi)同向，散熱器1中的單組箭頭代表外單向。內(nèi)同向和外單向波紋散熱器結(jié)構(gòu)屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的慣用技術(shù)手段。散熱器1采用波浪狀冷扎鋼板，散熱器1的進(jìn)出油口內(nèi)徑比現(xiàn)有采用礦物絕緣油的相同容量等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)油浸式配電變壓器加大30%以上。圖5和圖6分別為相同容量等級(jí)的現(xiàn)有采用礦物絕緣油的標(biāo)準(zhǔn)油浸式配電變壓器和本實(shí)用新型所述基于高燃點(diǎn)植物油的環(huán)保型油浸式配電變壓器散熱器1的進(jìn)出油口內(nèi)徑示意圖，圖5中的L表示現(xiàn)有采用礦物絕緣油的標(biāo)準(zhǔn)油浸式配電變壓器散熱器1的進(jìn)出油口內(nèi)徑；圖6中的L1表示本實(shí)用新型所述基于高燃點(diǎn)植物油的環(huán)保型油浸式配電變壓器散熱器1散熱器1的進(jìn)出油口內(nèi)徑，
1.3L ( L1。
[0023]絕緣紙、絕緣板、支撐板與墊塊均采用耐高溫180°C以上的材料制成；所述的繞組導(dǎo)線外設(shè)置有絕緣漆層，如聚酯亞胺漆。
[0024]針對(duì)不同容量的變壓器，本實(shí)用新型采用不同形式的高壓繞組4及低壓繞組3結(jié)構(gòu)。容量在315kVA以下的油浸式配電變壓器的高壓繞組4及低壓繞組3均采用線繞層式線圈結(jié)構(gòu)；容量大于315kVA的油浸式配電變壓器的高壓繞組4采用層式結(jié)構(gòu)，低壓繞組3采用銅箔繞制結(jié)構(gòu)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于高燃點(diǎn)植物油的環(huán)保型油浸式配電變壓器，主要包括油箱和設(shè)置在油箱內(nèi)的鐵芯、繞組、絕緣紙、絕緣板、變壓器油冷卻循環(huán)系統(tǒng)和散熱器，其特征在于:所述的油箱內(nèi)填充有燃點(diǎn)高于330 V的植物油，繞組間的軸向油道厚度和繞組進(jìn)出油口的油道內(nèi)徑比現(xiàn)有采用礦物絕緣油的相同容量等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)油浸式配電變壓器加大30%以上；變壓器油冷卻循環(huán)系統(tǒng)選用變壓器油自然冷卻循環(huán)系統(tǒng)，自然冷卻循環(huán)系統(tǒng)采用內(nèi)同向和外單向波紋散熱器結(jié)構(gòu)；散熱器采用波浪狀冷扎鋼板，散熱器的進(jìn)出油口內(nèi)徑比現(xiàn)有采用礦物絕緣油的相同容量等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)油浸式配電變壓器加大30%以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高燃點(diǎn)植物油的環(huán)保型油浸式配電變壓器，其特征在于:所述的繞組導(dǎo)線外設(shè)置有絕緣漆層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于高燃點(diǎn)植物油的環(huán)保型油浸式配電變壓器，其特征在于:容量在315kVA以下的油浸式配電變壓器的高壓繞組及低壓繞組均采用線繞層式線圈結(jié)構(gòu)；容量大于315kVA的油浸式配電變壓器的高壓繞組采用層式結(jié)構(gòu)，低壓繞組采用銅箔繞制結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】H01F27/28GK204144016SQ201420389663
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】韓篩根, 韓金華, 曹彬, 王思寶, 王偉, 馬志全 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院, 中國電力科學(xué)研究院, 江蘇華鵬變壓器有限公司