本發明屬于變壓器,具體涉及一種變壓器線槽結構及其變壓器。
背景技術:
1、變壓器中的線槽,專業上稱為油道或通風道,是其內部的關鍵結構。線槽經過精密設計,遍布于發熱核心區域——即由硅鋼片疊壓而成的鐵芯內部,以及由導線繞制的繞組層間、內部與彼此之間,形成了一個縱橫交錯、貫穿整體的冷卻網絡。這一結構性網絡的核心功能在于散熱冷卻,它為變壓器油或空氣等冷卻介質提供了循環通道,通過對流作用將運行時產生的巨大熱量持續帶走,從而防止絕緣材料因高溫老化失效,保障了變壓器的安全運行壽命。此外,這些通道確保了絕緣介質的充分浸潤,起到增強絕緣的作用;同時,通道中的絕緣墊塊也為繞組提供了機械支撐與緩沖,增強了其抵御短路電流沖擊的能力。
2、在傳統變壓器繞組結構中,通過在主絕緣筒上垂直安裝撐條,再在繞制過程中于撐條間規則地布置層間墊塊,構建了將鐵心、低壓繞組、高壓繞組以及各層線圈分隔絕緣的剛性骨架,并形成了基本的軸向(垂直)和徑向(水平)油道。這一設計滿足了絕緣和機械支撐的基本要求。然而,這種規則、對齊的墊塊布置方式,嚴重阻礙了絕緣油在水平方向的自然對流,是導致繞組軸向溫度分布不均、局部熱點溫升過高的核心原因。規則對齊的墊塊如同一道道垂直的墻壁,極大地限制了絕緣油在不同垂直“豎井”之間進行水平方向的橫向流動和混合。熱油被困在直接包圍最熱點的局部油道內,難以向兩側溫度較低的油道擴散;同樣,冷油也無法有效地橫向滲透到最需要冷卻的區域。油流的路徑被強制簡化為“從底部流入,沿垂直油道上行,從頂部流出”這種單一的、以軸向為主的模式。雖然這能建立起宏觀的油循環,但由于缺乏水平方向的攪動和交換,油流在繞組的不同高度上無法實現有效的熱量再分配。上述兩點導致了一個被稱為“熱屏蔽”的現象,形成強烈的軸向溫度梯度。
3、因此,為了避免因現有的撐條和墊塊組合形成的線槽油道內的絕緣油難以橫向流動造成的溫度梯度的問題,提出了一種變壓器線槽結構及其變壓器。
技術實現思路
1、為解決現有技術中存在的上述問題,本發明提供了一種變壓器線槽結構及其變壓器。
2、本發明的目的可以通過以下技術方案實現:
3、本發明的一種變壓器線槽結構,包括絕緣筒,所述絕緣筒上設置有墊塊,所述墊塊在所述絕緣筒上設置有若干層,每層的若干所述墊塊均沿絕緣筒周向呈環形陣列布置,若干層墊塊依次沿周向的同一方向偏轉相同角度,使絕緣筒外壁沿軸向布置的墊塊之間形成螺旋環繞上升的線槽油道,所述墊塊上設置有擾流組件,所述擾流組件通過絕緣油向上流動的驅動力而橫向擾動絕緣油的水平擴散。
4、作為本發明的進一步方案,所述絕緣筒包括內層絕緣筒和外層絕緣筒,所述內層絕緣筒、低壓繞組、外層絕緣筒和高壓繞組由內至外依次套設,所述內層絕緣筒和外層絕緣筒上的墊塊分別為內層墊塊和外層墊塊,所述內層墊塊和外層墊塊分別在所述內層絕緣筒和外層絕緣筒上形成的線槽油道的螺旋方向相反。
5、作為本發明的進一步方案,所述墊塊在線槽油道側形成開口并向內部延伸的中空結構,所述擾流組件設置于所述中空結構內,所述線槽油道內的絕緣油螺旋上升驅動所述擾流組件將所述中空結構內的絕緣油水平推出,且所述擾流組件隨所述絕緣油的持續流動而形成對絕緣油的往復推出動作,所述內層墊塊和外層墊塊的開口方向與線槽油道的螺旋方向相同。
6、作為本發明的進一步方案,所述擾流組件包括垂直轉動設置在所述開口處的擾流板,所述擾流板隨線槽油道內的絕緣油流動而沿水平方向往復擺動。
7、作為本發明的進一步方案,所述擾流板朝向線槽油道并向下傾斜設置,所述擾流板基于轉動連接軸的兩側交替阻流受力并形成往復擺動動作。
8、作為本發明的進一步方案,所述擾流板基于所述轉動連接軸的兩側分別為推流板和復位板,所述推流板與所述復位板的長度比為2:1。
9、作為本發明的進一步方案,所述復位板的傾斜角度大于所述推流板的傾斜角度。
10、作為本發明的進一步方案,所述墊塊的中空結構內部設置有第一限位塊和第二限位塊,所述第一限位塊和第二限位塊分別用于所述推流板和復位板的擺動限位。
11、作為本發明的進一步方案,所述墊塊為硬質絕緣材料。
12、一種變壓器,其包括一種變壓器線槽結構,還包括變壓器油箱和循環油泵,所述內層絕緣筒、低壓繞組、外層絕緣筒和高壓繞組均設置于所述變壓器油箱內,所述循環油泵連通至所述變壓器油箱的頂部和底部,所述循環油泵驅動所述變壓器油箱內的絕緣油由下至上循環流動。
13、本發明的有益效果為:
14、一方面通過將原本由下至上均規則對齊設置的墊塊改為每一層均依次偏轉一定的角度的方式,使從最底層的墊塊逐層上升過程中形成螺旋上升趨勢,則在墊塊之間的空間則同樣形成螺旋上升的線槽油道,當絕緣油從底部向頂部逐步上升時,會沿著周向螺旋環繞上升,相比現有技術中垂直上升的方式,能夠使絕緣油形成水平方向的擴散;另一方面,通過墊塊上的擾流組件,當絕緣油沿著螺旋形的線槽油道流過時,會帶動擾流組件產生動作,并推動周圍的絕緣油往水平方向進一步擴散,并將繞組和線圈之間縫隙內的絕緣油帶出,形成熱交換,避免溫度較高的絕緣油因局部空間狹小而形成熱量堆積;
15、絕緣油在熱浮力和循環油泵的驅動下,主要沿著由墊塊構成的線槽油道螺旋上升。這種螺旋流動本身就會產生輕微的離心力趨勢,為絕緣油向油道外側的水平擴散做了初步鋪墊。絕緣油沿螺旋線槽油道自下而上環繞流動。螺旋流動產生的離心效應,使油流有向外側擴散的趨勢。擾流板的往復擺動,周期性地從墊塊內部向油道水平方向推出一股股油流。推出的油流會與主螺旋油流發生碰撞和剪切,在油道內產生大量的微渦流。這些渦流極大地強化了不同溫度油團之間的混合,打破了層流邊界層,使絕緣油能更有效地沖刷和滲透到繞組導體的每一個表面。
1.一種變壓器線槽結構,包括絕緣筒,所述絕緣筒上設置有墊塊,其特征在于:所述墊塊在所述絕緣筒上設置有若干層,每層的若干所述墊塊均沿絕緣筒周向呈環形陣列布置,若干層墊塊依次沿周向的同一方向偏轉相同角度,使絕緣筒外壁沿軸向布置的墊塊之間形成螺旋環繞上升的線槽油道,所述墊塊上設置有擾流組件,所述擾流組件通過絕緣油向上流動的驅動力而橫向擾動絕緣油的水平擴散。
2.根據權利要求1所述的一種變壓器線槽結構,其特征在于:所述絕緣筒包括內層絕緣筒和外層絕緣筒,所述內層絕緣筒、低壓繞組、外層絕緣筒和高壓繞組由內至外依次套設,所述內層絕緣筒和外層絕緣筒上的墊塊分別為內層墊塊和外層墊塊,所述內層墊塊和外層墊塊分別在所述內層絕緣筒和外層絕緣筒上形成的線槽油道的螺旋方向相反。
3.根據權利要求2所述的一種變壓器線槽結構,其特征在于:所述墊塊在線槽油道側形成開口并向內部延伸的中空結構,所述擾流組件設置于所述中空結構內,所述線槽油道內的絕緣油螺旋上升驅動所述擾流組件將所述中空結構內的絕緣油水平推出,且所述擾流組件隨所述絕緣油的持續流動而形成對絕緣油的往復推出動作,所述內層墊塊和外層墊塊的開口方向與線槽油道的螺旋方向相同。
4.根據權利要求3所述的一種變壓器線槽結構,其特征在于:所述擾流組件包括垂直轉動設置在所述開口處的擾流板,所述擾流板隨線槽油道內的絕緣油流動而沿水平方向往復擺動。
5.根據權利要求4所述的一種變壓器線槽結構,其特征在于:所述擾流板朝向線槽油道并向下傾斜設置,所述擾流板基于轉動連接軸的兩側交替阻流受力并形成往復擺動動作。
6.根據權利要求5所述的一種變壓器線槽結構,其特征在于:所述擾流板基于所述轉動連接軸的兩側分別推流板和復位板,所述推流板與所述復位板的長度比為2:1。
7.根據權利要求6所述的一種變壓器線槽結構,其特征在于:所述復位板的傾斜角度大于所述推流板的傾斜角度。
8.根據權利要求7所述的一種變壓器線槽結構,其特征在于:所述墊塊的中空結構內部設置有第一限位塊和第二限位塊,所述第一限位塊和第二限位塊分別用于所述推流板和復位板的擺動限位。
9.根據權利要求8所述的一種變壓器線槽結構,其特征在于:所述墊塊為硬質絕緣材料。
10.一種變壓器,其包括如權利要求2-9中任意一項所述的一種變壓器線槽結構,其特征在于:還包括變壓器油箱和循環油泵,所述內層絕緣筒、低壓繞組、外層絕緣筒和高壓繞組均設置于所述變壓器油箱內,所述循環油泵連通至所述變壓器油箱的頂部和底部,所述循環油泵驅動所述變壓器油箱內的絕緣油由下至上循環流動。