[发明专利]油冷却系统、带该系统的变压器及确定冷却流体流动的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油冷却系统，特别是用于为牵引电(动)机供电的变 压器的油冷却系统，该系统包括从产热源到冷却油的第一热交换器，所述 第一热交换器由至少一条输送管道和至少一条回流管道连接到第二热交换 器，所述第二热交换器用于通过将吸收在所述第一热交换器中的热量传递 至温度低于冷却油温度的环境而使所述油冷却，此外设置有用于使冷却油 从所述第一热交换器流动至所述第二热交换器及从所述第二热交换器流动 至所述第一热交换器的装置，以及用于监控回路中的油流动的装置，所述 回路包括所述第一和所述第二热交换器及所述输送管道和回流管道，所述 用于监控流动的装置控制用于指示所述冷却系统的运行状况的装置和/或 用于进行防止所述产热源过热的安全运行的装置。

背景技术

在本发明中术语“产热源”特别是指铁路变压器，尤其是指为铁路电 力机车等的电机供电的变压器。

如例如在Prieto Colmenero等人的公开于2006年1月26日的文献US 2006/0017537中所述，用于产热源、特别是铁路领域内使用的变压器(例 如为电力机车、电动火车等的电机供电的变压器)的油冷却系统和方法的 应用是已知的。在各文献US 854,277和US 1,504,625中已知冷却系统的其 它示例。

在US 854,277中公开了一种用于冷却尤其是用在铁路领域内的变压器 的系统。文献US 854,277提供了一种可避免使用泵、鼓风机和其它需要维 修保养的结构部件的冷却系统。因此，变压器浸没在冷却油槽中，该冷却 油槽具有能充分吸收变压器产生的热量而不使其过热的容积。

在文献US 1,504,625中，用于冷却变压器、特别是用来为电力机车、 电动火车等的电机供电的变压器的系统提供空气作为冷却流体，并且根据 该文献，变压器具有如此特殊的构造，即，使得冷却空气流更好地分布于 变压器绕组且由此更有效地冷却变压器。

文献US 2006/0017537大体提供了一种上文所述类型的冷却系统，并 且其中冷却油在两个热交换器之间的供给回路中流动，在所述两个热交换 器中，第一交换器吸收来自变压器的热量并将其传递至冷却油，而第二交 换器吸收来自冷却油的热量并将其传递至外部环境，以便降低将再次供给 至第一热交换器的冷却油的温度。

油冷却系统的缺点在于，出于安全的原因要监控流入冷却回路中的油。 这使用流量计或差压传感器来实现。

流量计通常包括机械部件如桨叶(paddle)等，所述机械部件的偏斜 度与流速相关。当没有流动或流体流动过慢、即速度低于最小临界速度时， 桨叶不偏斜并且流量计不能指示出流体流动的存在。

所有这些都发生在流体流动过慢时，而且特别是发生在较低温度下， 此时流体尤其是油的粘度增加。

因此，在这种状况下，常规的流量计无法指示出流体流动的存在，或 者这样的指示并不可靠。

差压传感器是用于确定在冷却系统的回路中存在流体流动的一种选 择。热交换器之一的入口与出口之间产生的压降通过这种传感器来检测。 当流动很慢或当冷却流体特别是冷却油具有较大粘度时，差压传感器不具 有流量计的缺点。

但是，所述差压传感器并不十分可靠，所以它们必须进行冗余设置， 即回路必须设置一个以上的差压传感器，特别是用于保证铁路领域的安全 等级。这导致结构不佳，且首先导致冷却系统的成本增加。

在冷却流体是油的冷却系统中，对于用流量计检测冷却油流动来说， 粘度增加且由此信号不可靠的缺点在温度等于或低于10℃时开始出现，且 随着温度的降低越来越严重。因此，应注意的是，流量计不可靠不是在极 端环境条件下出现的不重要缺点，而是在对于世界上大部分地方都通常和 普遍的室温下具有其影响的缺点。

发明内容

因此，本发明旨在通过比较经济、易于安装和使用可靠的装置来提供 一种上述类型的系统以克服已知系统的缺点，即使在很低的温度和很慢的 冷却流体流动下也能确保最高的运行安全性。