[其他]液冷变压器的铁心冷却装置和方法

说明书

本发明涉及液冷变压器的铁心冷却装置和方法，尤其涉及用以将冷却液封装在液冷变压器铁心之内的装置。

在变压器设计中，通常期望优化空间利用率。也就是说，按照公认的电气设计原理，额定功率预定的变压器实际上应尽可能小。所需考虑的主要问题便是变压器在运行期间所产生的热量，而这正是通常限制变压器的尺寸降至预定限度以下的一个因素。已有若干种技术方案用来增强利用其外界环境可得到的变压器的冷却效果。其中有一种技术方案采用如同已转让给本受让人授予Cotzas的美国专利4，477，767中所揭示的那种气冷变压器，在该专利中，为有利地使用用来冷却一台大型电动发电机转子的冷却气体（具有代表性的是氢气），该气冷变压器安置于该电动发电机的冷却罩中。然而，气冷变压器一般需要用以使冷却气体流过并直接接触变压器铁心的铁心片的内部风道和通风孔。（变压器的铁心一般是由许多成叠的铁心片制成，以便减少涡流和由此产生的热量。）通常在制造期间，将这些铁心片紧紧地压在一起，以保证相邻铁心片之间表面的均匀接触，并使总尺寸为最小）。与使用更有效（亦即导热率更高）的诸如水之类的液体的热交换介质时所可能达到的尺寸相比这些风道或通风孔增加了该变压器的实际总尺寸和/或需要空间;该空间本可有益地用于给变压器铁心增添铁心片，从而增加同一尺寸外壳内的变压器的额定功率。

用以冷却变压器的另一种技术使用液体，例如水，或最好使用去离子水或蒸馏水。在某些应用场合，最好是使水不直接接触变压器铁心的铁心片。为了在变压器的内部贮有水，使水不直接接触该铁心的铁心片，并仍与这些铁心片保持热流联系，可设置一个储液室，它被置于铁心片之间并与其保持热流联系。为了将该储液室尺寸减至最低限度，并优化变压器铁心的铁心片和储液室内的液体之间的热流，最好将储液室的壁厚减至最低限度。不过，在变压器铁心制造期间，为了最大限度地减小各个铁心片间的间隙和铁心的总尺寸，其间由储液室彼此注定隔开的这些铁心片必须受挤压。在这样挤压中所涉及的力势必要挤压该储液室的侧壁，从而减少通过储液室的液体流量，并由此减少储液室的冷却效果。此外，为了保证压紧铁心片，尤其在变压器运行期间，最好是利用从液体冷却剂那里可得到的压力，使其有益地对铁心片施加挤压力。

在运行期间，部分由铁心片中所感应的涡流引起的磁致伸缩力起到分离铁心片，并使其振动的作用。压得不紧的铁心片势必要振动，因此最好是保持铁心组装期间所达到的铁心片压紧和密集的程度。这种振动可引起微振磨损，和产生过大或不希望有的噪声，而铁心片松动可有害地降低铁心的导热性。

因此，本发明的一个目的是为提供一种盛装与变压器铁心的铁心片保持热流联系的液体，而不屈服于用来制造该铁心的安装压力的装置和方法。

本发明的另一目的是为在运行期间增大在变压器铁心上的、原制造该铁心所用的压力，而提供一种装置和方法。

按照本发明，安置于液冷变压器中，与该变压器的铁心保持热流联系的热交换装置包括一对面对面的、彼此隔开的部件，用以构成其间的储液室;包括至少与其中的一个部件相配合的分隔装置，每当构成储液室的部件受到势必要减小储液室尺寸的力的作用时，该分隔装置总是阻止储液室尺寸降至预定下限以下;包括和储液室配套的给排液装置，分别用于向储液室供液和从储液室排出液体。向储液室注入加压液体时，该热交换装置可有益地扩张，其结果使得由制造铁心期间作用于铁心片上的安装压力所造成的剩余挤压力增大。分隔装置可兼有许多凹坑、或凸泡（embossments）它们可按预定的、易于制造的图案排列。

此外，一种用以制造液冷（电气）变压器的方法包括：将具有用以接纳液体冷却剂的储液室的热交换装置安置在两铁心片之间，这两铁心片至少构成该铁心的一部分;增设足量的附加铁心片，以便达到该铁心片的预期的电磁特性;用安装压力，将该热交换装置，两铁心片和附加铁心片压在一起，以构成夹心样装置;设置与所述的热交换装置配合、并伸入该储液室中的分隔装置，防止该储液室尺寸降至预定的限度以下;安置和该夹心状的装置保持磁通联系的初级绕组装置和次级绕组装置，并夹紧该夹心状装置，以便在该安装压力去除后剩余压力得以充分保留。另外，将加压的冷却液注入该储液室中，由此使该热交换装置扩张，这可增大该剩余压力。

在所附权利要求书中，对于这些被认为是新颖的特征进行详细陈述。不过，参照结合附图所作的详细说明，对本发明本身的构成和操作方法，连同其进一步的目的和优点均可得到更好的了解。

图1为按照本发明、供液冷变压器使用的储液容器的平面图。

图2为沿图1中2-2线箭头方向的截面图。