[发明专利]分布式绕组蒸发冷却变压器

说明书

本发明属于变压器技术领域，旨在解决蒸发冷却变压器的冷却工质使用量大以及因冷却工质的汽化导致变压器绝缘水平下降的技术问题；采用分布式结构将线圈沿铁芯轴向布置成饼式，每个高、低压线圈饼分别设置在对应的浸渍腔体内，并利用溢流结构实现浸渍腔体的液体灌注；变压器运行时，浸渍腔体内的液态冷却工质吸收线圈饼的热量，并通过相变为气体的方式带走热量，另外气态冷却工质沿浸渍腔体上侧流出，最终进入冷凝器再冷凝为液态，液态冷却工质再通过分流管分配到各相顶层浸渍腔体中，通过冷却工质相变过程的循环流动，实现对线圈的冷却；利用分布式绕组和浸渍腔体相配合的结构，可以大幅度减少冷却工质的用量，节省变压器的整体成本。

技术领域

本发明属于变压器技术领域,具体涉及一种分布式绕组蒸发冷却变压器。

背景技术

变压器在正常运行时会在铁芯和绕组上产生热量，散热问题一直是制约变压器性能的关键因素之一；现有的变压器冷却系统有空冷、油冷等，近年来根据相变吸热原理研制的蒸发冷却变压器在具体实践中表现出了相当可观的优势。

蒸发冷却变压器目前也存在着很多问题：首先，现有的各种蒸发冷却变压器还仅是在电压等级相对较低的系统中使用，对于高压以及特高压系统，蒸发冷却变压器还无法实现商业化，其关键因素是，液态冷却工质的使用量过大，造成整体成本大幅度增加；其次，不论是在浸渍型还是在套筒型蒸发冷却变压器中，都存在着因液态冷却工质汽化产生气泡而造成变压器内部电场畸变严重，进而使变压器绕组绝缘水平大幅降低的问题，这一问题在高压及特高压系统中表现的尤为突出，为了确保绝缘性能的安全，电压等级较高的蒸发冷却变压器往往通过增大绝缘距离的方式提高绝缘性能，这使变压器的体积进一步增大，经济性降低，难以实现广泛应用。

因此，本发明提出了一种分布式绕组蒸发冷却变压器来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有蒸发冷却变压器的液态冷却工质使用量过大以及因液态冷却工质的汽化导致变压器绝缘水平下降的技术问题，本发明提供了一种分布式绕组蒸发冷却变压器，该变压器包括变压器箱体、铁芯、多层低压绕组浸渍腔体、多层高压绕组浸渍腔体和冷凝装置；所述铁芯的铁芯柱上由内向外依次绕有低压绕组和高压绕组；

多层所述低压绕组浸渍腔体沿铁芯柱的轴向平行设置，用于分别容纳多层所述低压绕组，以构成用于所述低压绕组中的液态冷却工质自交替灌注循环的装置；多层所述高压绕组浸渍腔体沿铁芯柱的轴向平行设置，用于分别容纳多层所述高压绕组，以构成用于所述高压绕组中的液态冷却工质自交替灌注循环的装置；

相邻所述高压绕组浸渍腔体之间均设置有第一组支撑组件，所述第一组支撑组件包括多个第一支撑垫块，相邻两个所述第一支撑垫块之间形成气态冷却工质的外溢通道；相邻所述低压绕组浸渍腔体之间均设置有第二组支撑组件，所述第二组支撑组件包括多个第二支撑垫块，相邻两个所述第二支撑垫块之间形成气态冷却工质的外溢通道；

所述冷凝装置设置于所述变压器箱体的外侧，所述冷凝装置通过进气管收集气态冷却工质，通过出液管将冷凝后的液态冷却工质输送至所述低压绕组浸渍腔体、所述高压绕组浸渍腔体。

在一些优选实施例中，所述高压绕组浸渍腔体为第一环状凹槽结构；所述第一环状凹槽结构包括用于容纳所述高压绕组的第一腔室，所述第一腔室的侧壁顶部设置有环状的第一阶梯，以收集从所述出液管中流出的或者从上一层所述高压绕组浸渍腔体中溢流出的液态冷却工质；

所述低压绕组浸渍腔体为第二环状凹槽结构，所述第二环状凹槽结构包括用于容纳所述低压绕组的第二腔室，所述第二腔室的侧壁顶部设置有环状的第二阶梯，以收集从所述出液管中流出的或者从上一层所述低压绕组浸渍腔体中溢流出的液态冷却工质；

所述第一环状凹槽结构与所述第二环状凹槽结构同心设置；