CN102592793A - 一种特高压变压器高压绕组间的联线结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种特高压变压器高压绕组间的联线结构，其包括铜管(5)，所述铜管(5)的两端各连接有一根铜棒(4)，所述两铜棒(4)分别与高压绕组A柱末端的两个线圈出头(11)连接，所述铜管(5)的中部还连接有第二铜棒(9)，所述第二铜棒(9)与高压绕组X柱首端的线圈出头连接，所述铜管(5)、两个铜棒(4)、以及第二铜棒(9)外包覆有绝缘结构。该联线结构能有效改善电极形状，减小电场集中，降低局部放电，提高了载流能力，且结构简单，便于安装。

Description

一种特高压变压器高压绕组间的联线结构

技术领域

本发明属于变压器制造技术领域，具体涉及一种特高压变压器高压绕组柱间的联线结构。

背景技术

近年来，随着我国电力工业的迅猛发展，对大容量、特高压变压器的需求不断增多。随着经验的逐步积累和引进国外制造技术，国产特高压电力变压器在结构和性能参数方面有了长足的进步，围绕特高压变压器电场分布、波过程、局部放电、匝绝缘、漏磁场、温升和短路强度等有关问题进行了大量科学研究，辅以计算机CAD设计，逐步将各项研究成果及国外的先进技术应用到产品中。随着电力工业的发展，电力变压器正向超高压、特高压、大容量、节能，低噪音，高可靠性方面发展。因而，优化结构，特别是改善高电压部位电场分布，降低局放，合理减少绝缘距离成为了变压器设计中的重要课题。

目前，在特高压、大容量自耦变压器中，采用多柱串、并联结构可以降低每柱容量，从而可提高产品可靠性，降低产品的设计、制造难度。在特高压自耦变压器中，当高压线圈采用两柱(A柱和X柱)串联的结构时，是将A柱的末端和X柱的首端连接起来，以实现高压绕组的串联。高压绕组的A柱首端为中部出线，其末端为上、下两端部出线，X柱首端为中部出线，连接时A柱的两个末端并联后再与X柱的首端连接，其感应电位高达700kV，因此对于特高压变压器而言，高压线圈两柱之间的连接特别重要。而传统的500kV以上的变压器高压绕组间的连接，由于电压高，引线面积小且形状不规则，电场高，为了均匀电场强度，通常采用使用引线穿过铜管的联接结构来改善场强，以降低局部放电，但是在这种结构中，由于铜管不载流，因此引线的载流能力受到很大的限制，且工艺处理较为复杂，给生产带来困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的上述不足，提供一种能有效改善电场分布、降低局部放电、且能提高载流能力的特高压变压器高压绕组间的联线结构。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是该特高压变压器高压绕组间的联线结构包括铜管，所述铜管的两端各连接有一根铜棒，所述两铜棒分别与高压绕组A柱末端的两个线圈出头连接，所述铜管的中部还连接有第二铜棒，所述第二铜棒与高压绕组X柱首端连接，所述铜管、两个铜棒、以及第二铜棒外部分别包覆有绝缘结构。

由于该联线结构中采用铜管与铜棒的连接方式，其尺寸比引线穿铜管的联线结构的引线面积要大，因而电极形状好，同时由于铜棒和铜管可以直接载流，因此载流效果好，且重量轻，且消除了集肤效应。其中，铜管可采用圆形的铜管，铜棒采用圆形铜棒。

优选的是，所述铜管两端的两根铜棒对称地向外弯折一定角度，所述铜棒与铜管之间的折弯角大于90度，且小于180度。优选铜棒与铜管之间的折弯角大于90度，且小于150度，且该折弯角过渡平滑圆整，因而连接后可以加大线圈出头对地或零电位点的距离。

所述铜棒与铜管之间通过焊接连接，第二铜棒与铜管之间通过焊接连接，由于采用焊接连接，因而连接部位圆整、光滑、无尖角毛刺。采用这种结构进行直接载流，相当于增大了引线表面的曲率半径，提高了引线表面的光滑程度，因此可以有效改善两柱之间的电场分布，使电场分布均匀，并降低局部放电。

优选的是，所述两铜棒通过冷压方式分别与高压绕组A柱末端的两个线圈出头连接，第二铜棒通过冷压方式与高压绕组X柱首端的线圈出头连接，采用这种冷压方式进行连接，连接可靠，并且由于在引线装配现场无需进行焊接，保证了安装现场的清洁度，避免焊接过程造成线圈出头附近的匝绝缘破坏，或焊接产生的焊渣、金属炭化物造成变压器油的污染。

优选的是，所述铜管外的绝缘结构包括绝缘层、瓦楞纸和纸筒，所述绝缘层包覆在铜管外，所述瓦楞纸和纸筒分别采用一层或多层，所述一层或多层瓦楞纸和纸筒交叠地包覆在所述绝缘层外。

优选的是，所述铜棒外的绝缘结构包括铝箔、绝缘层、瓦楞纸和纸筒，所述铝箔和绝缘层依次包覆在铜棒外，所述瓦楞纸和纸筒分别采用一层或多层，所述一层或多层瓦楞纸和纸筒交叠地包覆在所述绝缘层外。

优选的是，所述第二铜棒外的绝缘结构包括铝箔、绝缘层、瓦楞纸和纸筒，所述铝箔和绝缘层依次包覆在第二铜棒外，所述瓦楞纸和纸筒分别采用一层或多层，所述一层或多层瓦楞纸和纸筒交叠地包覆在所述绝缘层外。

优选的是，所述高压绕组A柱末端的两个线圈出头以及X柱首端的线圈出头由铝箔包覆，所述铝箔外由内向外还依次包覆有绝缘层、交叠的一层或多层瓦楞纸和纸筒。所述高压绕组A柱末端的两个线圈出头和X柱首端的线圈出头采用铝箔包覆，因而可以对线圈出头进行屏蔽，增大了电极直径，免去了现有的联线结构(即引线穿过铜管的结构)中通过将铜管与引线相连接以便保持等电位的短路带的连接，降低了操作难度。

其中，交叠地包覆的一层或多层瓦楞纸和纸筒，可以有效分隔油隙，使油路畅通，提高绝缘耐受能力，提高油散热性。从而使得整个联线结构电场分布均匀，绝缘耐受能力强，从而可减少变压器油箱到其他部分的距离，有效降低运输尺寸，节约生产成本。

本发明有效改善了高压线圈两柱之间联线的电极形状，减小了电场集中，使电场分布均匀，降低了局部放电，提高了载流能力，且结构简单，便于安装，因而特别适用于特高压、特大容量自耦变压器中，尤其适用于高压线圈采用两柱(A柱和X柱)串联结构时。

附图说明

图1为本发明一个实施例中特高压变压器高压绕组间的联线结构的主视图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1中的联线结构去除绝缘结构之后的结构示意图；

图4为图1中的A-A剖视图；

图5为图1中的B-B剖视图。

图中：1-A柱；2-联线结构；3-X柱；4-铜棒；5-铜管；6-绝缘纸层；7-瓦楞纸；8-纸筒；9-第二铜棒；11-线圈出头；12-铝箔。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，本实施例中，该特高压变压器高压绕组采用两柱串联的结构。其中，高压绕组的两柱分别为A柱和X柱，高压线圈A柱首端为中部出线，A柱末端为上、下端部出线，X柱首端为中部出线。该高压绕组采用A柱两个末端并联后再与X柱的首端串联的连接结构。这种串联的联线结构中的感应电位能达到700kV左右。相应地，这种变压器高压绕组两柱间的联线结构的形状需要同时满足A柱有两个线圈出头连接端，而X柱仅有一个线圈出头连接端的要求，即需要保证电极形状好；而且由于电压高，需要具备较好的绝缘强度。

如图1-3所示，本实施例中，该特高压变压器高压绕组间的联线结构包括一根载流用的直铜管5，所述铜管5的两端各连接有一根铜棒4，两铜棒4分别与高压绕组A柱末端的两个线圈出头11连接，所述铜管5的中部还连接有第二铜棒9，所述第二铜棒9与高压绕组X柱首端的线圈出头连接，所述铜管5、两个铜棒4、以及第二铜棒9外分别包覆有绝缘结构。其中，铜管5采用圆铜管，铜棒4和第二铜棒9采用圆铜棒。

本实施例中，铜管5两端的两根铜棒4对称地向外弯折一定的角度，以增大连线装置的对地或零电位点的距离。折弯之后，优选铜管5和铜棒4之间的折弯角为120度。

高压绕组X柱首端的线圈出头弯折后与第二铜棒9连接，其弯折的角度大约为120度(可根据实际情况来确定)。

本发明中，由于采用铜棒4和铜管5以及第二铜棒9直接载流，铜管重量轻，电极形状好，载流能力强，同时消除了集肤效应。

其中，铜管5与两个铜棒4之间、以及铜管5的中部与第二铜棒9之间采用焊接连接，保证其连接部圆整、光滑、无尖角毛刺。

所述两铜棒4通过冷压方式分别与高压绕组A柱末端的两个线圈出头11连接，第二铜棒9与高压绕组X柱首端也是通过冷压方式连接。通过采用冷压方式连接，在引线装配现场无需焊接，保证了现场的清洁度，同时还保证了连接可靠。

也就是说，本发明中，高压线圈A柱的两个末端的线圈出头与铜管5之间采用两根铜棒4并联连接，高压线圈X柱首端的线圈出头与铜管5之间通过第二铜棒9连接，上述高压线圈A柱末端、X柱首端引线及其相应绝缘构成线圈出头11。

如图4所示，本实施例中，铜管外的绝缘结构包括绝缘层6、瓦楞纸7和纸筒8，所述绝缘层6包覆在铜管5外，所述瓦楞纸7和纸筒8分别采用两层，所述两层瓦楞纸7和纸筒8交叠地包覆在绝缘层6外，即所述瓦楞纸7和纸筒8相间排列。在绝缘层6与纸筒8之间的油隙由瓦楞纸7间隔形成瓦楞油隙。瓦楞纸7构成的油隙绝缘与在径向均匀配置撑条的油隙绝缘相比而言，在瓦楞纸的油道中，固体绝缘分布非常均匀，不存在与电场垂直的平面，因此电场分布均匀；又因为油隙尺寸越大，则每毫米绝缘强度越低，因此，在瓦楞油隙中加一张或多张纸板就能提高变压器油的绝缘强度，油隙分得越小，油绝缘强度越高，绝缘越可靠。因此，本实施例中，铜管5外的绝缘结构，是在铜管5外先包覆有绝缘层6，向外依次加上瓦楞纸7、纸筒8、瓦楞纸7、纸筒8的交叠配置，不仅结构简单，而且使得本实施例中的联线结构电场分布均匀，绝缘耐受能力强，相应的可以减少到变压器油箱及其它部位的距离，有效降低了运输尺寸，节约了成本。

如图5所示，铜棒4外的绝缘结构包括铝箔12、绝缘层6、瓦楞纸7和纸筒8，铝箔12和绝缘层6依次包覆在铜棒4外，本实施例中，瓦楞纸7和纸筒8分别采用三层，所述三层瓦楞纸7和纸筒8交叠地包覆在绝缘层6外。

本实施例中，高压绕组A柱末端的两个线圈出头11以及高压绕组X柱首端的线圈出头上的绝缘结构与铜棒4外的绝缘结构相同。事实上，实际生产过程中，是先将两铜棒4通过冷压方式分别与高压绕组A柱末端的两个线圈出头11连接后，再在连接后的联接结构上同时包覆绝缘结构。同样，高压绕组X柱首端与第二铜棒9之间也是先连接后，再一同包覆绝缘结构。由于受端部电场不均匀等相关因素影响，线圈出头11外交叠包覆的瓦楞纸7以及纸筒8分别为三层。

特别地，在高压绕组A柱两个末端线圈出头11与铜棒4的连接结构、以及X柱首端线圈出头与铜棒9的连接结构中，在线圈出头外部、绝缘层6的内部包覆铝箔12是为了屏蔽线圈出头，增大其载流面积，提高载流能力。

本发明联线结构由于增大了电极尺寸，改善了电极形状，因此解决了现有高压线圈A柱末端线圈出头面积小，且电极形状不好的不足。

由此可见，本发明提供的特高压变压器高压绕组柱间的联线结构的整体强度好；铜棒、铜管为直接载流式，载流能力强，又起到了屏蔽及均匀电场的作用，不需要再设置现有的联线结构中的等位连线；A柱和X柱的两柱之间的特高压等级的联线通过采用铜管或铜棒外加绝缘层进行连接，且线圈出头内还直接用铝箔屏蔽，能够很好地改善电场，免去了短路带的连接，提高产品本身性能的同时降低了操作难度，提高了生产效率，很好地解决了特高压引线载流、屏蔽、绝缘等问题。该联线结构尤其适用于特高压自耦变压器中高压绕组为两柱串联的结构。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种特高压变压器高压绕组间的联线结构，其特征在于，包括铜管(5)，所述铜管(5)的两端各连接有一根铜棒(4)，所述两铜棒(4)分别与高压绕组A柱末端的两个线圈出头(11)连接，所述铜管(5)的中部还连接有第二铜棒(9)，所述第二铜棒(9)与高压绕组X柱首端的线圈出头连接，所述铜管(5)、两个铜棒(4)、以及第二铜棒(9)外分别包覆有绝缘结构。

2.根据权利要求1所述的特高压变压器高压绕组间的联线结构，其特征在于，所述铜管两端的两根铜棒(4)对称地向外弯折一定角度，铜棒(4)与铜管(5)之间的折弯角大于90度，且小于180度。

3.根据权利要求2所述的特高压变压器高压绕组间的联线结构，其特征在于，所述铜棒(4)与铜管(5)之间的折弯角大于90度，且小于150度，且该折弯角过渡平滑圆整。

4.根据权利要求1所述的特高压变压器高压绕组间的联线结构，其特征在于，所述铜棒(4)与铜管(5)之间通过焊接连接，所述第二铜棒(9)与铜管(5)之间通过焊接连接。

5.根据权利要求1所述的特高压变压器高压绕组间的联线结构，其特征在于，所述两个铜棒(4)通过冷压方式分别与高压绕组A柱末端的两个线圈出头(11)连接，第二铜棒(9)通过冷压方式与高压绕组X柱首端的线圈出头连接。

6.根据权利要求1所述的特高压变压器高压绕组间的联线结构，其特征在于，所述铜管(5)外的绝缘结构包括绝缘层(6)、瓦楞纸(7)和纸筒(8)，所述绝缘层(6)包覆在铜管(5)外，所述瓦楞纸(7)和纸筒(8)分别采用一层或多层，所述一层或多层瓦楞纸(7)和纸筒(8)交叠地包覆在所述绝缘层(6)外。

7.根据权利要求1所述的特高压变压器高压绕组间的联线结构，其特征在于，所述铜棒(4)外的绝缘结构包括铝箔(12)、绝缘层(6)、瓦楞纸(7)和纸筒(8)，所述铝箔(12)和绝缘层(6)依次包覆在铜棒(4)外，所述瓦楞纸(7)和纸筒(8)分别采用一层或多层，所述一层或多层瓦楞纸(7)和纸筒(8)交叠地包覆在所述绝缘层(6)外。

8.根据权利要求1所述的特高压变压器高压绕组间的联线结构，其特征在于，所述第二铜棒(9)外的绝缘结构包括铝箔(12)、绝缘层(6)、瓦楞纸(7)和纸筒(8)，所述铝箔(12)和绝缘层(6)依次包覆在第二铜棒(9)外，所述瓦楞纸(7)和纸筒(8)采用一层或多层，所述一层或多层瓦楞纸(7)和纸筒(8)交叠地包覆在所述绝缘层(6)外。

9.根据权利要求1-8之一所述的特高压变压器高压绕组间的联线结构，其特征在于，所述高压绕组A柱末端的两个线圈出头(11)以及X柱首端的线圈出头由铝箔包覆，所述铝箔外由内向外还依次包覆有绝缘层、交叠的一层或多层瓦楞纸和纸筒。

10.根据权利要求1-8之一所述的特高压变压器高压绕组间的联线结构，其特征在于，所述铜管(5)为圆铜管，铜棒(4)和第二铜棒(9)为圆铜棒。

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