CN103208349A - 绕组水冷气体绝缘变压器 - Google Patents

Abstract

一种绕组水冷气体绝缘变压器，其技术方案是，它包括充有SF6气体的密封壳体、安装在壳体内的铁心和绕在铁心上的高压绕组和低压绕组，所述低压绕组由内壁和外壁均设置有绝缘层的铜管绕制而成，铜管的两端通过绝缘引水管与壳体外部的冷却水循环系统连接。本发明采用SF6气体作为绝缘介质和铁心的冷却剂，利用冷却水循环系统对气体绝缘变压器的绕组进行冷却，既具有气体绝缘变压器绝缘性能好、体积小、质量轻、维护量小、可靠性高等优点，又具有理想的散热性能，从而大大提高了变压器的容量和运行的安全性。

Description

绕组水冷气体绝缘变压器

技术领域

本发明涉及一种绝缘强度高、散热性能好的大型变压器，属于变压器技术领域。

背景技术

发电厂大型变压器一般都是油冷变压器，其冷却介质（变压器油）容易着火而且绝缘强度相对于SF6而言是不高的。若变压器的吸潮器硅胶受潮后更换不及时，就可能引起主变压器受潮，造成事故隐患。此外，油冷变压器还具有体积庞大，运输和维护不方便等缺点。

气体绝缘变压器的冷却介质和绝缘介质都采用SF6气体，具有绝缘性能好、体积小、质量轻、维护量小、可靠性高等优点，但气体绝缘变压器的散热性能较差，因此目前没有大容量的SF6气体变压器。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种绝缘强度高、散热性能好的绕组水冷气体绝缘变压器。

本发明所述问题是以下述技术方案实现的：

一种绕组水冷气体绝缘变压器，构成中包括充有SF6气体的密封壳体、安装在壳体内的铁心和绕在铁心上的高压绕组和低压绕组，所述低压绕组由内壁和外壁均设置有绝缘层的铜管绕制而成，铜管的两端通过绝缘引水管与壳体外部的冷却水循环系统连接。

上述绕组水冷气体绝缘变压器，所述壳体设置两层，分别为内壳和外壳，内壳的内腔和两层壳体之间的空腔分别经两根气管与壳体外部的中间储气仓连通，在两根气管上均设置有阀门。

上述绕组水冷气体绝缘变压器，在两层壳体之间的空腔内设置有气体循环泵，在外壳的外壁上设置有散热器。

上述绕组水冷气体绝缘变压器，所述中间储气仓的内部设置有弹性橡胶密封袋，中间储气仓的外壁上固定有空气压缩机，所述弹性橡胶密封袋的袋口与空气压缩机的排气口连接。

上述绕组水冷气体绝缘变压器，两层壳体之间通过支撑绝缘子固定连接。

上述绕组水冷气体绝缘变压器，在壳体上镶嵌有干燥盒，所述干燥盒的内腔通过隔离阀与内壳的内腔连通。

上述绕组水冷气体绝缘变压器，所述高压绕组绕在低压绕组的外部。

本发明采用SF6气体作为绝缘介质和铁心的冷却剂，利用冷却水循环系统对气体绝缘变压器的绕组进行冷却，既具有气体绝缘变压器绝缘性能好、体积小、质量轻、维护量小、可靠性高等优点，又具有理想的散热性能，从而大大提高了变压器的容量和运行的安全性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是变压器壳体结构示意图；

图3是中间储气仓的结构示意图；

图4是低压绕组的铜管截面示意图；

图5是干燥盒结构示意图；

图6是低压出线套管接线图。

图中各标号清单为：1、中间储气仓，2、阀门，3、干燥盒，4、内壳，5、外壳，6、高压出线套管，7、低压出线套管，8、循环水管，9、气体循环泵，10、散热器，11、绕组，12、监控仪表，13、支撑绝缘子，14、气管，15、弹性橡胶密封袋，16、空气压缩机，17、外绝缘层，18、铜管，19、内绝缘层，20、隔离阀，21、引出线，22、引出线绝缘皮，23、接线夹，24、绝缘引水管，25、瓷套端子。

具体实施方式

本发明主要针对火力发电厂的主变，变压器绕组的水冷系统完全可以和发电机定子侧的水冷系统合并为一套水冷系统，但是在发电厂的设计中要考虑到适量地增加每台发电机水冷系统的容量。

由于导体的发热量和电流的平方成正比，变压器低压侧电流远大于高压侧，所以发热量主要在低压侧，故只要在低压绕组内用水冷却。此外，水的冷却能力很强，高压绕组套在低压绕组的外侧，这样如果冷却水将低压绕组的温度控制在高压绕组的温度之下，也可以带走部分高压绕组的热量，高压绕组的电流小，发热不严重，可考虑不采用水冷。

绕组水冷气体绝缘变压器的本体仍然采用气体变压器的基本结构，其结构与充油变压器在结构上大同小异，冷却系统也基本相同，同样有冷却器和泵（安装在发电厂的绕组水冷气体绝缘变压器，并入发电机水冷系统后，可省去水冷却器），只是绝缘介质和冷却剂不同，绕组水冷气体绝缘变压器采用了SF6气体作为绝缘介质和铁心的冷却剂，铁心冷却方式为充气风冷式，通过气泵强迫气体循环使变压器冷却，气泵的马达线圈、叶轮和润滑油均被密封在SF6气体的壳体内。绕组的冷却方式为通水冷却式，循环泵和润滑油都在变压器外，以防漏水，对绝缘造成不良影响；另外，若将其并入发电机水冷系统，则绕组水冷气体绝缘变压器的循环泵可与发电机共用一台。

绕组水冷气体绝缘变压器采用密封的壳体（箱体）结构，并使用双层变压器壳体，内壳与外壳的连接全部采用绝缘子，在出线和进线处，也采用类似穿墙绝缘子结构，使内壳与外壳完全绝缘。所有带电部分全部密封在内壳之内，使灰尘和水分不易渗入。

变压器外壳侧壁上设置干燥盒3，干燥盒3内的干燥剂可更换，更换干燥盒3内的干燥剂时，关闭隔离阀20，防止SF6气体外漏。

绕组的水冷管引出口在变压器外，防止冷却水泄露在变压器内，引出后并入发电机的水冷系统，绕组采用铜管，根据要通过的电流的额定值选用对应截面的铜管。

通入绕组中的冷却水是经过化学处理的，里面的各种离子都非常少，和火电厂的锅炉水相同。

变压器事故情况下，需要迅速将内壳中的SF6气体释放掉一部分，以防发生更严重的接地事故。可以通过中间储气仓，将部分内壳释放的气体排到外壳中，也可以直接排放到中间储气仓中。

事故情况下，当需要紧急释放SF6气体时，可先将弹性橡胶密封袋15内的压缩空气泄掉，使中间储气仓内的压力下降，然后打开内壳或外壳与中间储气仓之间的阀门，使变压器壳体内的SF6气体冲入中间储气仓，待维修结束后，利用空气压缩机16使中间储气仓内压力增加，将SF6气体重新压入内壳或者外壳。

保护装置：

变压器装有监控仪表12，在压力偏高或偏低时发出报警信号。绕组水冷气体绝缘变压器取消了瓦斯继电器，装设了与瓦斯继电器等效的突发压力继电器。该继电器测量气体压力的上升速度以确定内部故障的发生并给出一个跳闸信号。

绕组水冷气体绝缘变压器必须配置SF6微水在线监测系统，实时监测SF6气体微水含量的高低（微水含量的高低对设备的安全可靠工作具有直接的影响），防止因微水含量超标引发安全事故。

绕组水冷气体绝缘变压器根据其所要求的电压等级来确定变压器内SF6气体的压力，电压等级越高，相应的压力越高。

Claims (7)

1.一种绕组水冷气体绝缘变压器，其特征是，它包括充有SF6气体的密封壳体、安装在壳体内的铁心和绕在铁心上的高压绕组和低压绕组，所述低压绕组由内壁和外壁均设置有绝缘层的铜管（18）绕制而成，铜管（18）的两端通过绝缘引水管（24）与壳体外部的冷却水循环系统连接。

2.根据权利要求1所述的一种绕组水冷气体绝缘变压器，其特征是，所述壳体设置两层，分别为内壳（4）和外壳（5），内壳（4）的内腔和两层壳体之间的空腔分别经两根气管（14）与壳体外部的中间储气仓（1）连通，在两根气管（14）上均设置有阀门（2）。

3.根据权利要求2所述的一种绕组水冷气体绝缘变压器，其特征是，在两层壳体之间的空腔内设置有气体循环泵（9），在外壳（5）的外壁上设置有散热器（10）。

4.根据权利要求3所述的一种绕组水冷气体绝缘变压器，其特征是，所述中间储气仓（1）的内部设置有弹性橡胶密封袋（15），中间储气仓（1）的外壁上固定有空气压缩机（16），所述弹性橡胶密封袋（15）的袋口与空气压缩机（16）的排气口连接。

5.根据权利要求4所述的一种绕组水冷气体绝缘变压器，其特征是，两层壳体之间通过支撑绝缘子（13）固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种绕组水冷气体绝缘变压器，其特征是，在壳体上镶嵌有干燥盒（3），所述干燥盒（3）的内腔通过隔离阀（20）与内壳（4）的内腔连通。

7.根据权利要求6所述的一种绕组水冷气体绝缘变压器，其特征是，所述高压绕组绕在低压绕组的外部。

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