[发明专利]一种节能型变压器顶部水冷装置及其控制方法

说明书

本申请公开一种节能型变压器顶部水冷装置及其控制方法，所述水冷装置，包括顶部散热隔层、隔热保温水箱、冷却水进水管和冷却水出水管，顶部散热隔层与隔热保温水箱通过冷却水进水管和冷却水出水管连通，隔热保温水箱设置有自来水进水管、生活用水管和排水排气管，实现变压器顶部水冷散热和热水的储存与使用的功能；所述控制方法，通过水冷装置壳体内的油温、油位和隔热保温水箱的水位、水压、水温监测数的综合分析判断，实现对水冷装置的控制以确保运转可靠。本申请实施例可大幅提升变压器冷却效率、有效利用变压器自身损耗产生的能量；在室外时，顶部散热隔层可以起到遮挡太阳辐射和吸收太阳能的作用。

技术领域

本申请涉及变压器散热技术领域，尤其涉及一种节能型变压器顶部水冷装置及其控制方法。

背景技术

电力变压器是变电站内重要的电压变换与电能传输设备。在电压变换与能量传输的过程中，变压器自身将消耗能量产生空载与负载损耗。简单来说，变压器空载损耗为建立磁场从而实现电压变换所产生的铁心损耗，变压器负载损耗为传输能量所产生的绕组导线电阻损耗。对于一台110kV 50000kVA三卷变压器来说，空载损耗约40kW，负载损耗约200kW，满载一天约耗费电能5760度，能量消耗庞大。

现有技术中，变压器片式散热器安装于变压器油箱的侧面，通过上部进油管、下部的回油管与变压器油箱相连通。变压器运行时产生的热量使变压器油受热，变压器油被加热后膨胀而上浮于变压器油箱顶部，进而进入散热器顶部；经散热器散热后，热油温度下降、密度增大而下降，通过下部的回油管回流入变压器内部。如此循环，变压器的产生的热量得以散失。经分析，变压器顶部热油仅通过上部进油管进入散热器，进入散热器的仅为变压器顶部的部分热油而远非全部；热油进入片式散热片后，热油层所在区域也仅为片式散热器上部很小一段区域，而非散热片整体。因此通过片式散热器方式散热的效率比较低下。

所以，如何充分利用快速散失变压器热量油箱热量，以及如何能充分的利用变压器油箱散失的热量成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本申请提供了一种节能型变压器顶部水冷装置及其控制方法，以解决现有技术中不能充分利用电力变压器能量消耗所产生的热量和侧装片式散热器效率低下的问题。

第一方面，本申请提供一种节能型变压器顶部水冷装置，所述变压器顶部水冷装置包括顶部散热隔层、隔热保温水箱、冷却水进水管和冷却水出水管；所述顶部散热隔层设置在变压器油箱的上端；

顶部散热隔层包括水冷装置壳体和冷却水管，所述冷却水管由多个“S”型子水管组成；

所述冷却水管设置在水冷装置壳体内部，冷却水管的进水口的垂直高度低于出水口的垂直高度，且冷却水管的坡度侧视沿一定坡度均匀抬升，所述水冷装置壳体内设置有变压器油，且变压器油的体积小于所述水冷装置壳体内部的容积；所述水冷装置壳体内设置有油温计和油位计；所述变压器油浸没所述冷却水管；

所述水冷装置壳体包括壳体本体和盖板，所述壳体本体和盖板可拆卸连接；

所述隔热保温水箱的下端设置有自来水进水管；所述自来水进水管上设置有第一阀门；所述隔热保温水箱的上部设置有生活用水管和排水排气管，所述生活用水管上设置有第二阀门，所述排水排气管上设置有第三阀门，所述隔热保温水箱的上端面上设置有限压阀；

所述冷却水进水管的一端与所述水冷装置壳体内的冷却水管的进口连接，所述冷却水进水管的另一端与所述隔热保温水箱的下端面连通；所述冷却水出水管的一端与所述水冷装置壳体的冷却水管的出口连接，所述冷却水出水管的另一端贯穿所述隔热保温水箱的下端面，延伸至所述隔热保温水箱上部；所述冷却水进水管上设置有第四阀门，所述冷却水出水管上设置有第五阀门；

所述隔热保温水箱内设置有水位计、水压计和水温计；

所述隔热保温水箱的下端面距离地面的高度大于所述水冷装置壳体的上端面距离地面的高度。