CN105448495A - 一种高压电力变压器 - Google Patents
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Abstract
本发明高压电力变压器，包括铁心和装配在铁心上的变压器线圈，铁心的上部安装有上夹件，铁心的下部安装有下夹件，变压器线圈顶端安装有上垫块，变压器线圈底部安装有下垫块，下夹件底部安装有支架，支架的上部安装有风机；变压器线圈包含箔式绕组和套在箔式绕组外的绕线绕组，绕线绕组的外部包裹有浇注料层，箔式绕组的外侧环绕有第一绝缘导热管层，第一绝缘导热管层和箔式绕组之间的缝隙填充有导热硅胶，第一绝缘导热管层的外部缠绕有第一矽胶布层；铁心和箔式绕组之间形成环形空隙，环形空隙内环形排列有第二绝缘导热管层，第二绝缘导热管层和铁心之间的缝隙填充有导热硅胶，第二绝缘导热管层的外部缠绕有第二矽胶布层。
Description
技术领域
本发明属于电力设备技术领域，具体为一种高压电力变压器。
背景技术
随着科学技术的发展、人们生活水平的提高，许多城市都修建或正在修建花园小区及厂房，这些建筑的配套设施之一是变电站，用来保证人们的生活、生产用电。变电站中不可缺少的电力设备就是变压器。变压器的种类繁多，目前的小区或厂房变电站中大部分采用的是干式变压器。干式变压器冷却方式分为自然空气冷却(AN)和强迫空气冷却(AF)。自然空冷时，变压器可在额定容量下长期连续运行。强迫风冷时，变压器输出容量可提高50%。适用于断续过负荷运行，或应急事故过负荷运行；由于过负荷时负载损耗和阻抗电压增幅较大，处于非经济运行状态，故不应使其处于长时间连续过负荷运行。
环氧树脂干式变压器以环氧树脂为绝缘材料。高、低压绕组采用铜带（箔）绕成，在真空中浇注环氧树脂并固化，构成高强度玻璃钢体结构。绝缘等级有F、H级。环氧树脂干式变压器有电气性能好、耐雷电冲击能力强、抗短路能力强、体积小重量轻等特点。可安装温度显示控制器，对变压器绕组的运行温度进行显示和控制，保证变压器正常使用寿命。干式变压器的安全运行和使用寿命，很大程度上取决于变压器绕组绝缘的安全可靠。绕组温度超过绝缘耐受温度使绝缘破坏，是导致干式变压器不能正常工作的主要原因之一。中国专利CN101015028公开了一种环氧树脂组合物，该组合物由环氧树脂，硬化剂和矿物填充材料组成。硬化剂包括甲基四氢邻苯二甲酸酐和聚丙二醇，二者摩尔（mol）比在12:1至14:1范围内，增加聚丙二醇含量，树脂的粘度降低。环氧树脂组合物的性能优于常用环氧树脂，可用于干式变压器的流延线圈。中国专利CN102181128公开了一种环氧树脂预混料，包括环氧树脂，色浆，氢氧化铝，环氧树脂高效阻燃剂，甲基四氢苯酐和促进剂，可用于浇注干式变压器。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术中的不足，提供一种具有优异的的散热设计和高性能浇注料层，具有更长使用寿命的高压电力变压器。
本发明高压电力变压器，包括铁心和装配在所述铁心上的变压器线圈，所述铁心的上部安装有上夹件，所述铁心的下部安装有下夹件，所述变压器线圈顶端安装有上垫块，所述变压器线圈底部安装有下垫块，所述下夹件底部安装有支架，所述支架的上部安装有风机；所述变压器线圈包含箔式绕组和套在所述箔式绕组外的绕线绕组，所述绕线绕组的外部包裹有浇注料层，所述箔式绕组的外侧环绕有第一绝缘导热管层，所述第一绝缘导热管层和所述箔式绕组之间的缝隙填充有导热硅胶，所述第一绝缘导热管层的外部缠绕有第一矽胶布层；所述铁心和箔式绕组之间形成环形空隙，所述环形空隙内环形排列有第二绝缘导热管层，所述第二绝缘导热管层和所述铁心之间的缝隙填充有导热硅胶，所述第二绝缘导热管层的外部缠绕有第二矽胶布层。其中所述第一绝缘导热管层和第二绝缘导热管层均由多个氧化锆陶瓷管环形排列组成、所述导热硅胶为美国进口道康宁SE4420导热硅胶、所述矽胶布为美国贝格斯Sil-PadK10矽胶布。
本发明高压电力变压器，绕线绕组的浇注料层，由以下重量份数的组分制成：E-51环氧树脂100～110份、三异丙苯基磷酸3～4份、甲基六氢邻苯二甲酸酐31-34份、BDMA促进剂3～4份、乙酰丙酮铬2.8～3.2份、乙基三苯基碘化膦2～2.5份、新癸酸钕1～1.5份、新癸酸缩水甘油酯16～18份、烷基多糖苷6～7份、平均粒径300nm氧化铝粉10～12份、平均粒径1μm二氧化铈粉2～3份、平均粒径800nm氮化锆粉4～5份。
本发明高压电力变压器，绕线绕组的浇注料层，通过以下方法制成：
A、取所述重量份数的烷基多糖苷、平均粒径300nm氧化铝粉、平均粒径1μm二氧化铈粉、平均粒径800nm氮化锆粉，混合搅拌均匀，然后加入所述重量份数的新癸酸缩水甘油酯中，超声处理50分钟，得组分A；
B、取所述重量份数的E-51环氧树脂、三异丙苯基磷酸，搅拌混合均匀，得组分B；
C、取所述重量份数的甲基六氢邻苯二甲酸酐、BDMA促进剂、乙酰丙酮铬、乙基三苯基碘化膦、新癸酸钕，搅拌混合均匀，得组分C；
D、将组分B、组分C混合后，加入组分A搅拌均匀，浇注入绕线绕组的浇注模中，然后将浇注模置于环氧树脂真空浇注机中，101℃下固化1h，120℃下固化4h；138℃下固化2h，冷却后拆除浇注模，即得。选用张家港市益成机械有限公司YC-JZ1400环氧树脂真空浇注机；杭州合创超声波科技有限公司HC-S-20-1500超声波分散机。
一般干式变压器的铁心和绕组是变压器的主要发热体，其局部温度的升高很容易造成，周围绝缘间的老化影响变压器寿命；大型的高压电力变压器的发热量更大；本发明高压电力变压器设计结构合理，箔式绕组和铁心的外侧均置有绝缘导热管层，有助于热量的传递和降低，促进缝隙之间的空气流动，到达了迅速降低变压器绕温度的突出作用。同时绝缘导热管层也增加了线圈之间以及线圈和铁心之间的绝缘性。而且本发明绕线绕组浇注料层，用特殊配方制成的浇注料经过真空压力浇注固化制成，新型的浇注料，采用了不同粒径和种类的粉末填料复合技术，同时采用优化的固化增强配方，达到了单一粉末难以达到的性能；因此具有突出的导热性能和优良的力学性能、抗老化性能。本发明从提高浇注料性能和特殊的散热设计两方面同时优化，降低了变压器工作时的温度，改善了变压器线圈的耐老化性能，大幅提高了高压电力变压器的使用寿命。
附图说明
图1是本发明高压电力变压器结构示意图。
图2是本发明变压器线圈结构示意图。
具体实施方式
下面给出的实施例拟对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，本领域技术人员根据本发明内容对本发明的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1：如图1、图2所示，高压电力变压器，包括铁心1和装配在铁心1上的变压器线圈2，铁心1的上部安装有上夹件3，铁心1的下部安装有下夹件4，变压器线圈2顶端安装有上垫块5，变压器线圈2底部安装有下垫块6，下夹件4底部安装有支架7，支架7的上部安装有风机8；变压器线圈2包含箔式绕组17和套在箔式绕组17外的绕线绕组9，绕线绕组9的外部包裹有浇注料层，箔式绕组17的外侧环绕有第一绝缘导热管层10，第一绝缘导热管层10和箔式绕组17之间的缝隙填充有导热硅胶11，第一绝缘导热管层10的外部缠绕有第一矽胶布层12；铁心1和箔式绕组17之间形成环形空隙13，环形空隙13内环形排列有第二绝缘导热管层14，第二绝缘导热管层14和铁心1之间的缝隙填充有导热硅胶15，第二绝缘导热管层14的外部缠绕有第二矽胶布层16。其中第一绝缘导热管层10和第二绝缘导热管层14均由多个氧化锆陶瓷管环形排列组成、导热硅胶为15，导热硅胶为11均美国进口道康宁SE4420导热硅胶、第一矽胶布层12和第二矽胶布层16均为美国贝格斯Sil-PadK10矽胶布。
绕线绕组的浇注料层，通过以下方法制成：
A、取烷基多糖苷（APG-1214）6.5千克、平均粒径300nm氧化铝粉11千克、平均粒径1μm二氧化铈粉2.5千克、平均粒径800nm氮化锆粉4.5千克，混合搅拌均匀，然后加入17千克的新癸酸缩水甘油酯（E-10P）中，40℃下用HC-S-20-1500超声波分散机超声处理50分钟，得组分A；
B、取凤凰牌E-51双酚A型液体环氧树脂105千克、三异丙苯基磷酸3.5千克，搅拌混合均匀，得组分B；
C、取甲基六氢邻苯二甲酸酐MHHPA32千克、BDMA促进剂3.5千克、乙酰丙酮铬3千克、乙基三苯基碘化膦2.2千克、新癸酸钕1.2千克，搅拌混合均匀，得组分C；
D、将组分B、组分C混合后，加入组分A搅拌均匀，浇注入绕线绕组的浇注模中，然后将浇注模置于YC-JZ1400环氧树脂真空浇注机中，101℃下固化1h，120℃下固化4h；138℃下固化2h，冷却后拆除浇注模，即得。
实施例2：高压电力变压器结构如同实施例1，其中绕线绕组的浇注料层，通过以下方法制成：A、烷基多糖苷（APG-1214）6千克、平均粒径300nm氧化铝粉10千克、平均粒径1μm二氧化铈粉2千克、平均粒径800nm氮化锆粉4千克，混合搅拌均匀，然后加入16千克的新癸酸缩水甘油酯（E-10P）中，40℃下用HC-S-20-1500超声波分散机超声处理50分钟，得组分A；
B、取凤凰牌E-51双酚A型液体环氧树脂100千克、三异丙苯基磷酸3千克，搅拌混合均匀，得组分B；
C、取甲基六氢邻苯二甲酸酐MHHPA31千克、BDMA促进剂3千克、乙酰丙酮铬2.8千克、乙基三苯基碘化膦2千克、新癸酸钕1千克，搅拌混合均匀，得组分C；
D、将组分B、组分C混合后，加入组分A搅拌均匀，浇注入绕线绕组的浇注模中，然后将浇注模置于YC-JZ1400环氧树脂真空浇注机中，101℃下固化1h，120℃下固化4h；138℃下固化2h，冷却后拆除浇注模，即得。
实施例3：高压电力变压器结构如同实施例1，其中绕线绕组的浇注料层，通过以下方法制成：A、取烷基多糖苷（APG-1214）7千克、平均粒径300nm氧化铝粉12千克、平均粒径1μm二氧化铈粉3千克、平均粒径800nm氮化锆粉5千克，混合搅拌均匀，然后加入18千克的新癸酸缩水甘油酯（E-10P）中，40℃下用HC-S-20-1500超声波分散机超声处理50分钟，得组分A；
B、取凤凰牌E-51双酚A型液体环氧树脂110千克、三异丙苯基磷酸4千克，搅拌混合均匀，得组分B；
C、取甲基六氢邻苯二甲酸酐MHHPA34千克、BDMA促进剂4千克、乙酰丙酮铬3.2千克、乙基三苯基碘化膦2.5千克、新癸酸钕1.5千克，搅拌混合均匀，得组分C；
D、将组分B、组分C混合后，加入组分A搅拌均匀，浇注入绕线绕组的浇注模中，然后将浇注模置于YC-JZ1400环氧树脂真空浇注机中，101℃下固化1h，120℃下固化4h；138℃下固化2h，冷却后拆除浇注模，即得。
绕线绕组的浇注料层相关实验：实验分为五组，分别实验组1，本发明实施例1；实验组2，本发明实施例1中平均粒径300nm氧化铝粉、平均粒径800nm氮化锆粉，均替换为同等重量的平均粒径1μm二氧化铈粉；实验组3，本发明实施例1中平均粒径300nm氧化铝粉、平均粒径1μm二氧化铈粉，均替换为同等重量的平均粒径800nm氮化锆粉；实验组4，本发明实施例1中平均粒径1μm二氧化铈粉、平均粒径800nm氮化锆粉，均替换为同等重量的平均粒径300nm氧化铝粉；对照组，去除本发明实施例1中平均粒径300nm氧化铝粉、平均粒径1μm二氧化铈粉、平均粒径800nm氮化锆粉。
测试工具：热导率：采用美国IN—TERNAT10NACTHERMACINSTRUMENT公司生产C一600一S型热导率测试仪测试，试样尺寸为149mm×149mm×5mm；热稳定性：用美国Perkin—Elmer公司生产PhyrisTGA6型热失重分析仪测试；200℃空气250h失重率，测定初始热分解温度。冲击强度：采用X机械工业电工材料产品质量监督检测中心生产JJ-5型简支梁式冲击试验机按照GB／T16420-1996测试。不同组测试数据结果见表1，通过表1可见本发明实验组1的导热率，明显高于其他组，同时具有良好的热老化和力学性能。
Claims (3)
1.一种高压电力变压器；包括铁心和装配在所述铁心上的变压器线圈，所述铁心的上部安装有上夹件，所述铁心的下部安装有下夹件，所述变压器线圈顶端安装有上垫块，所述变压器线圈底部安装有下垫块，所述下夹件底部安装有支架，所述支架的上部安装有风机；其特征在于所述变压器线圈包含箔式绕组和套在所述箔式绕组外的绕线绕组，所述绕线绕组的外部包裹有浇注料层，所述箔式绕组的外侧环绕有第一绝缘导热管层，所述第一绝缘导热管层和所述箔式绕组之间的缝隙填充有导热硅胶，所述第一绝缘导热管层的外部缠绕有第一矽胶布层；所述铁心和箔式绕组之间形成环形空隙，所述环形空隙内环形排列有第二绝缘导热管层，所述第二绝缘导热管层和所述铁心之间的缝隙填充有导热硅胶，所述第二绝缘导热管层的外部缠绕有第二矽胶布层。
2.根据权利要求2所述的高压电力变压器，其特征在于其特征在于所述绕线绕组的浇注料层，由以下重量份数的组分制成：E-51环氧树脂100～110份、三异丙苯基磷酸3～4份、甲基六氢邻苯二甲酸酐31-34份、BDMA促进剂3～4份、乙酰丙酮铬2.8～3.2份、乙基三苯基碘化膦2～2.5份、新癸酸钕1～1.5份、新癸酸缩水甘油酯16～18份、烷基多糖苷6～7份、平均粒径300nm氧化铝粉10～12份、平均粒径1μm二氧化铈粉2～3份、平均粒径800nm氮化锆粉4～5份。
3.根据权利要求2所述的高压电力变压器，其特征在于所述绕线绕组的浇注料层，通过以下方法制成：
A、取所述重量份数的烷基多糖苷、平均粒径300nm氧化铝粉、平均粒径1μm二氧化铈粉、平均粒径800nm氮化锆粉，混合搅拌均匀，然后加入所述重量份数的新癸酸缩水甘油酯中，超声处理50分钟，得组分A；
B、取所述重量份数的E-51环氧树脂、三异丙苯基磷酸、搅拌混合均匀，得组分B；
C、取所述重量份数的甲基六氢邻苯二甲酸酐、BDMA促进剂、乙酰丙酮铬、乙基三苯基碘化膦、新癸酸钕、搅拌混合均匀，得组分C；
D、将组分B、组分C混合后，加入组分A搅拌均匀，浇注入绕线绕组的浇注模中，然后将浇注模置于环氧树脂真空浇注机中，101℃下固化1h，120℃下固化4h；138℃下固化2h，冷却后拆除浇注模，即得。
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