CN1076116C - 变压器绕组结构 - Google Patents

Abstract

在放置多个盘状绕组的挡板区内，分流挡板延伸到内垂直管道，所以使在水平管道中流动的绝缘冷却流体有一定数量的增加。在挡板区内，回流挡板延伸到外垂直管道，使绝缘冷却流体在分流挡板背部的水平管道中流动。在水平管道中的分流挡板附近，流动容易停滞，回流挡板可以使绝缘冷却流体在这些水平管道中流动。在水平管道中，绝缘冷却流体的流速可以变得均匀，且温升也均匀。在所有水平管道中，冷却所需的流速可以有保障。

Description

变压器绕组结构

本发明涉及到一种变压器绕组结构，特别是一种适用于强制循环冷却型SF₆气体绝缘变压器的变压器绕组结构，此变压器包括盘状绕组或螺旋状绕组。

至于安装在城市的变压器绕组结构，从防止事故方面考虑，强烈要求它的不易燃性，还强烈要求它具有大容量和小尺寸。

在使用不易燃的绝缘冷却流体的变压器绕组结构中，有一种SF₆气体绝缘变压器，其中SF₆气体是用作不易燃的绝缘冷却流体。因为SF₆气体的冷却性能，如密度，比热和热导性小于液态绝缘冷却流体，所以SF₆气体的冷却性能差，此外，SF₆气体耐绝缘的能力也小。

所以，把SF₆气体作为绝缘冷却流体就要使它的体流速率大，而且在变压器绕组结构中的绝缘距离大，即绝缘冷却流体流动的管道尺寸也大。

作为变压器绕组结构，在导线束绕在铁芯上成盘状的盘状绕组成绕在铁芯上成螺旋状的螺旋状绕组的情况中，在绕组径向的内外侧，有内、外绝缘筒，沿着内、外绝缘筒排列垂直的隔离件以构成内垂直管道和外垂直管道。

此外，还要在盘状绕组的轴方向、每隔几级绕组之间持入水平隔离件以构成水平管道。沿绕组的轴方向，插入多个挡板构成多个挡板区。

多个打开部分，即挡板的多个流入与流出口是在绕组径向的内侧与外侧交替地设置的。与绝缘冷却流体的轴向流动相一致，在绕组中径向的流动方向每隔一个挡板区交替地变化。

在上述变压器绕组结构的情况中，当冷却流体的体流速率很大时，大量绝缘冷却流体流过的水平管道横截面，

因为大量冷却流体流向挡板区上部(下游一侧)的水平管道，这使得只有少量流体在挡板区下部(上游一侧)的水平管道中流动。

结果，这导致绕组中的温升分布有很大的差别，与绕组中平均温升相比较，有加剧绕组中最大温升的趋势。

如上所述，为了改善绕组中气体的流动，以前技术有下列几种方法。

在一种变压器绕组结构中，增大沿着内、外绝缘筒垂直管道的径向宽度(日本专利，公开出版物No.168，707/1992)。

在一种变压器绕组结构中，在一垂直管道之外，再提供一垂直管道(气体管道)，此垂直管道位于绕组中心部分的附近，沿轴向穿过(日本专利，公开出版物No.43，937/1977)。

在一种变压器绕组结构中，每个绕组中每隔几级之间的径向尺寸或位置是不同的(日本专利，公开出版物No.40，820/1978，日本专利，公开出版物No.34，025/1979，等等)。

然而，在上述以前技术的变压器绕组结构中，大量气体是在沿着绝缘筒排列的垂直管道中流动的，其流动阻力是小的。

但是，由于在绕组径向中心部分附近的垂直管道或水平管道中气体流速相对较小，温升减少的效果不可避免地也是很小的。

此外，在增大垂直管道的径向宽度，或提供上述垂直管道或上述气体管道的情况中，绕组的径向尺寸就增大，因而变压器整体的体积就变大。

还有，在每个绕组中每隔几级的垂直管道或气体管道的径向位置是不同的情况中，就会在冷却流体的流动中形成多个分流和汇流。所以，冷却流体中的压力损耗增加了，冷却流体的流速就减小，或者需要一个大功率(large head)鼓风机装置。

特别是，当变压器安装在城市里，强烈需要有小型变压器，就需要有小型的变压器绕组结构。

本发明的一个目的是提供一种变压器绕组结构，其中在水平管道中流动的绝缘冷却流体的流速分布是均匀的。

本发明的另一个目的是提供一种变压器绕组结构，其中在单元盘状绕组或螺旋状绕组单元中的局部过热可以避免。

本发明的第三个目的是提供一种变压器绕组结构，其中温升分布是均匀的，且温升可以减小。

本发明的第四个目的是提供一种变压器绕组结构，其中变压器绕组结构的整体是小型的。

根据本发明，变压器绕组结构包括：内绝缘筒、外绝缘筒、内垂直管道、外垂直管道、多个水平管道、多个内垂直隔离件，用这些隔离件形成内垂直管道并垂直地安排在内绝缘筒的内壁部分、多个外垂直隔离件，用这些隔离件形成外垂直管道并垂直地安排在外绝缘筒的内壁部分、多个水平隔离件，用这些隔离件形成多个水平管道并安排在内绝缘筒与外绝缘筒之间、多个在轴向上成层状的绕组，它们之间的间隔由内垂直管道隔离件与外垂直管道隔离件予先规定的，并安排在内绝缘筒与外绝缘筒之间，通过插入多个内垂直管道隔离件，在绕组与内绝缘筒之间形成内垂直管道，通过插入多个外垂直管道隔离件，在多个绕组与外绝缘筒之间形成外垂直管道。

变压器绕组结构还包括多个挡板，它们沿轴向安排在整个绕组的多个绕组之间，包括多个流入与流出口，这些口在径向方向交替地开在内垂直管道和外垂直管道处，并在敞开的空间形成，这些空间是由多个挡板的顶端，外垂直管道的内壁部分和内垂直管道的内壁部分所围成，包括多个由相邻两个挡板形成的挡板区，绝缘冷却流体以曲折的方式沿着轴向流入多个挡板区中。

变压器绕组结构还包括一构造结构(分流挡板)，它使绝缘冷却流体流入到水平管道和外垂直管道或内垂直管道中去，构造结构至少有一部分延伸到外垂直管道的内壁部分或内垂直管道的内壁部分，并在此构造结构的安装位置更近的挡板区出口一侧。

变压器绕组结构还包括另一个构造结构(回流挡板，流动控制凸出物)，它使绝缘冷却流体流入到水平管道和外垂直管道或内垂直管道中去，另一个构造结构至少有一部分延伸到内垂直管道的内壁部分或外垂直管道的内壁部分。

特别是，每一个分流挡板和回流挡板是由一板状装置构成的，回流挡板安排在靠近出口的位置，用两级或三级单元盘状绕组把回流挡板与分流挡板隔开，这样的安排是有效果的。

此外，在挡板区内从入口起的实际为1/4-3/4范围内的水平管道中至少有一部分，绝缘冷却流体的流向与相邻水平管道中的流向相反。换句话说，绝缘冷却流的流向是从出口侧的垂直管道到入口侧的垂直管道。

在其他大部分的水平管道中，绝缘冷却流体的流向是从入口侧的垂直管道到出口侧的垂直管道。

举例来说，代替垂直管道，变压器绕组结构可以利用一个流量控制凸出物，它使垂直管道中的一部分流量进入到水平管道。

如以前技术的变压器绕组结构所示，在变压器绕组结构中没有分流挡板和回流挡板的情况中，从挡板下游一侧开始，在围绕第一级单元盘状绕组到第三级单元盘状绕组的水平管道中(它不同于水平管道的宽度)，绝缘冷却流体的流动是停滞的。

在流动阻塞的下游一侧，绝缘冷却流体的流速超过了冷却效应所需的流速。因此，在流动阻塞部分和流动阻塞部分的周围，单元盘状绕组就产生局部过热。

另一方面，根据上述本发明的变压器绕组结构的构造构造，在分流挡板附近，沿着垂直管道的一部分绝缘冷却流体被迫流入到流动阻塞的水平管道中去。

因此，在靠近分流挡板的入口处的水平管道中，产生冷却效应所需的流速可以有保障。

此外，由于有了分流挡板装置，绝缘冷却流体流动部分受到制约，在分流挡板下游一侧，超过冷却效应所需的流速可以减缓。

所以，在从分流挡板起下游一侧放置的各个水平管道中，绝缘冷却流体的流速分布是完全均匀的。

此外，回流挡板的作用是迫使绝缘冷却流体从出口侧垂直管道流向入口侧垂直管道。

于是，在分流挡板背部(下游一侧)的两、三个水平管道中流动阻塞现象可以避免，这种流动阻塞现象是在单个使用成独立使用分流挡板情况中产生的。

与没有装置分流挡板和回流挡板的情况相比较，绝缘冷却流体的流速在所有水平管道中相对来说是均匀的，每个单元盘状绕组的温升可以变得均匀。

所以，可以改善可靠性并使绝缘材料的工作寿命延长。此外，由于绝缘冷却流体被强制在每个水平管道中比较均匀地流动，可以有效地利用绝缘冷却流体的流速使绕组冷却。

由于放置在出口侧垂直管道的流量控制凸出物的作用是迫使绝缘冷却流体从出口侧垂直管通流到入口侧垂直管道，使用以上流量控制凸出物替代回流挡板，可以达到装有上述分流挡板和上述回流挡板情况时相似的效果。

在有多个单元盘状绕组的一个挡板区的情况中，放置在回流挡板后部(下游一侧)的水平管道中的绝缘冷却流体的流速减弱了，在上述水平管道附近的单元盘状绕组的温升可能增大。

在上述的情况中，由于在一个挡板区内有了多对分流挡板与回流挡板的装置，就有更多的绝缘冷却流体被引导到流速不足的水平管道中去。

所以，在使用一对分流挡板与回流挡板的情况中，每个水平管道中速流的分散性可以进一步减小。

图1是局部剖面示意图，它表示根据本发明中变压器绕组结构的第一个实例的绕组部分；

图2是局部斜视图，它表示根据本发明中变压器绕组结构的第一个实例；

图3是说明用的坐标图，它表示根据本发明某个变压器绕组结构实例中水平管道内的流速，并与以前技术的结果加以比较；

图4是温升特性坐标图，它表示根据本发明吸变压器绕组结构第一个实例的测试结果；

图5是局部剖面示意图，它表示根据本发明中变压器绕组结构第二个实例的绕组部分；

图6是温升特性坐标图，它表示根据本发明中变压器绕组结构第二个实例的测试结果；

图7是局部剖面示意图，它表示根据本发明中变压器绕组结构第三个实例的绕组部分；

图8是斜视图，它表示根据本发明的变压器绕组结构第三个实例中所用流量控制凸出物的结构；

图9是局部剖面示意图，它表示根据本发明中变压器绕组结构第四个实例的绕组部分；

图10是SF6绝缘变压器基本结构的示意图，此变压器有根据本发明的变压器绕组结构。

在下文中，对照一个带有插图的实例，对本发明中的一个变压器绕组结构实例给以详细的说明。

图1是一局部剖面示意图，它表示了根据本发明中第一个变压器绕组结构实例的绕组部分，图2是图1中所示的变压器绕组结构的绕组部分斜视图。

在图1中，根据本发明的变压器绕组结构的第一个实例包括绕组1，内绝缘筒2A和外绝缘筒2B。变压器绕组结构包括多个单元盘状绕组3，每个单元盘状绕组3是绕在内绝缘筒2A与外筒2B之间。

每个内绝缘筒2A和外缘筒2B与单元盘状绕组3组成了分隔壁。

变压器绕组结构还包括多个挡板6a，6b和6c。多个挡板6a，6b和6c排布在绕组1的径向方向。第一级挡板区8R1是在挡板6a与6b之间形成的，第二级挡板区8R2是在挡板6b与6c之间形成的，这第二级挡板区8R2位于第一级挡板区8R1的下游。

多个挡板6a，6b和6c在径向方向交替地有流入口和流出口7a，7b和7c。绝缘冷却流体通过流入口和流出口7a进入挡板区8R1，并且再通过流入口和流出口7b进入挡板区8R2。

在某个挡板区，在绕组1的内、外两侧，变压器绕组结构包括内垂直管道4A和外垂直管道4B。内垂直管道4A径向宽度为22mm，外垂直管道4B径向宽度为25mm。

在挡板区8R1中，在挡板6a的上部(下游一侧)第四级单元盘状绕组3与第五级单元盘状绕组3之间有一分流挡板(一个结构上设计)11a。这个分流挡板11a的一部分延伸到外垂直管道4A内。

分流挡板11a的厚度为2mm、宽度为40mm。外绝缘筒2B的内壁与分流板11a的突出右端之间的间隔为6mm。

此外，回流挡板12a(另一个结构上设计)是在上部(下游一侧)第六级单元盘状绕组3与第七级单元盘状绕组3之间。这个回流挡板12a的一部分延伸到外垂直管道4B内。

回流挡板12a的厚度为1.5mm、宽度为40mm。内绝缘筒2A的内壁与回流挡板12a的突出左端之间的间隔为8mm。

此外，在挡板区8R2中，在挡板6b的上部(下游一侧)第四级单元盘状绕组3与第五级单元盘状绕组3之间有一分流挡板11a。这个分流挡板11b延伸到内垂直管道4A内。

在挡板6b的上部(下游一侧)第六级单元盘状绕组3与第七级单元盘状绕组3之间有回流挡板12b。这个回流挡板12b的一部分延伸到外垂直道管4B内。

在第二级挡板区8R2中，每个挡板6b与6c的尺寸和分流挡板11b的尺寸以及每个内绝缘筒2A与分流挡板11a之间的间隔和外绝缘筒2B与回流挡板12b之间的间隔，都设定在与第一级挡板区8R1同样的数值上。

回流挡板12b的固定方法可参照图2加以说明。在图2中，多个垂直隔离件9a以相邻之间相等的间隔沿圆周方向安排在内绝缘筒2A上。多个垂直隔离件9b以相邻之间相等的间隔沿圆周方向安排在外绝缘筒2B上。

多个水平隔板10固定在内垂直隔离件9a与外垂直隔离件9b之间。水平隔板10与单元盘状绕组3在高度方向上的间隔保持恒定。

在图2中，回流挡板12b固定在处垂直隔离件9b上。此外，因为回流挡板12b是在两个水平隔板夹层之间，回流挡板12b是由绕组1的重量而必然固定的。

固定分流挡板11a或11b的方法类似于上述回流挡板12a或12b的固定方法。

有了上述的变压器绕组结构的设计，绝缘冷却流体从流入与流出口7a进入到第一级挡板区8R1，并在外垂直管道4B中上升。

在分流挡板11a的安装部分，绝缘冷却流体分流，直向流动是在外垂直管道4B中进行，而弯向流动是在水平管道5中进行，此水平管道5是在挡板6a与分流挡板11a之间。

分流挡板11a的作用是限制绝缘冷却流体中适量的冷却流体在外垂直管道4B中流动，此绝缘冷却流体来自第一级挡板区8R1的流入与流出口7a，并使绝缘冷却流体弯向流入水平管道5。

回流挡板12a匠作用是限制绝缘冷却流体中适量的冷却流体在内垂直管道4A中流动，此绝缘冷却流体是在第一级挡板区8R1中流动，并使绝缘冷却流体流入水平管道5。

通过水平管道5的绝缘冷却流体在内垂直管道4A中上升。在回流挡板12a的安装部分，绝缘冷却流体分流，直向流动是在外垂直管道4B中进行，而弯向流动是在水平管道5中进行。

在水平管道5中，绝缘冷却流体流向外垂直管道4B，或者说与相邻水平管道5中绝缘冷却流体流向相反。

在分流挡板11a处，在外垂直管道4B中的绝缘冷却流体流入到水平管道5，并到达第二级挡板区8R2的流入与流出口7b。

在这第二级挡板区8R2，藉助于分流挡板11b和回流挡板12b，绝缘冷却流体再一次分流与汇流，类似于第一级挡板区8R1中的绝缘冷却流体的流动，并最终到达流入与流出口7c。

图3是一坐标图，它示出根据本发明中变压器绕组结构以上第一个实例的第二级挡板区8R2中每一水平管道5中心部分的流速。

在图3的右侧，根据本发明中变压器绕组结构以上第一个实例的流速用一实线箭头符号表示，而以前技术中不带分流挡板与回流挡板的变压器绕组结构的流速用一虚线箭头符号表示。

作为流速的参考值，在图3中流动从左向右进行时，上述流速的参考值为正。在图3的左侧，左端的数字是单元盘状绕组3的级数。

从图3中可以清楚地了解到，在以前技术的变压器绕组结构中，第三级单元盘状绕组在上部和下部的流速约为0.1m/sec，所以实际上是不流动的。由于以前技术的变压器绕组结构中单元盘状绕组去热不够，就会在单元盘状绕组中造成局部过热。

与以前技术的变压器绕组结构相比较，根据本发明中变压器绕组结构的上述第一实例，在任何一个单元盘状绕组、其上、下水平管道的平均流速大于1m/sec，而这个流速实际上足够使绕组冷却。

还有，在超过所需量的大量冷却流体通过的水平管道中，根据上述变压器绕组结构的第一个实例，上述水平管道5中的流速可以减少一些。

所以，各个水平管道5的流速分布可以变均匀，因而单元盘状绕组中温升的分散程度可以大大减小。

上述变压器绕组结构的第一个实例中得到的以上论据可以用实验数据来表示，这些数据是利用一测试仪器得到的。

测试仪器包括一个盛放图1中绕组的容器、冷却器、鼓风机、各种测量仪器和管道。绝缘冷却流体(SF₆气体)在测试仪器中循环。

在绕组中，把一加热器和热偶埋入宽度为28mm、高度为14.5mm的铜(Cu)电线制品中并绕上绝缘薄膜，这样，连同绕组在内的伪导线已制备。用所得到的许多伪导线制成一个单元盘状绕组3。

单元盘状绕组3是由挡板区内十一级单个单元盘状绕组重叠后组成，每一挡板区包括一对在高度方向上通过水平隔板的挡板6a与6b。

冷却特性试验在两种情况下进行的，一种情况是插入分流挡板和回流挡板，另一种情况是不插入分流挡板和回流挡板。

试验的方法是这样的，埋入伪导线中的加热器是由通过一予定的电流产生热量，冷却流体SF₆气体是由鼓风机循环的，然后测量伪导线的温度。

图4是一个试验结果实例的温升特性坐标图。在试验中，冷却流体的压力为0.6MPa，绕组的热量产生密度为316kW/m³。绕组的尺寸是，流体通道在水平方向的长度为147mm，水平管道的高度为4.5mm，内垂直管道的宽度为22mm，外垂直管道的宽度为25mm。

图4中水平轴表示每一伪导线以挡板区入口气体温度为起点的平均温升，它描述了图1中第二级挡板区8R2的情况。垂直轴表示从单元盘状绕组的挡板6b开始在高度方向的单元盘状绕组数。

在图4中，根据本发明中变压器绕组结构第一个实例的结果用符号○表示，其中分流挡板和回流挡板是安装在变压器绕组结构上。

此外，根据以前技术的结果是用符号△表示，其中分流挡板和回流挡板不安装在变压器绕组结构上。

如从图4中清楚地了解到那样，与没有分流挡板和回流挡板装置的情况相比较，在变压器绕组结构第一个实例中所示的有分流挡板和回流挡板装置的情况中，单元盘状绕组的最大温升可以减少约50％。

图5是一局部剖面示意图，它表示根据本发明中变压器绕组第二个实例的绕组部分。

与图1中第一个实例相类似，第二个实例中的变压器绕组结构包括绕组1，内绝缘筒2A，外缘绝筒2B，内垂直管道4A，外垂直管道4B，水平管道5，分流挡板11a，分流挡板11b，回流挡板12a和回流挡板12b等。

在这变压器绕组结构第二个实例中，内垂直管道4A的宽度为42mm，外垂直管道4B的宽度为45mm。与第一个实例相比较，第二个实例中不同的部分是上述两个垂直管道的宽度约为第一个实例中垂直管道宽度的一倍。

至于第二级挡板区8R2，在变压器绕组结构上无分流挡板和回流挡板装置的情况下，绝缘冷却流体基本上是不流动的，围绕单元盘状绕组3最近的上、下水平挡板的流速为0.1m/sec。

相应地，在根据本发明中变压器绕组结构的第二个实例中，分流挡板11b是安装在从挡板6b开始第三级绕组单元3与第四级单元盘状绕组3之间。

此外，绝缘冷却流体在分流挡板11b与挡板6b之间形成的水平管道5中通畅地流动。分流挡板11b的凸出左端与内绝缘筒2A之间的间隔为6mm。

回流挡板12b是安装在从挡板6b开始的第五级单元盘状绕组3与第六级单元盘状绕组3之间。回流挡板12b的突出右端与外绝缘筒2B的内壁之间的间隔为8mm。

在位于从挡板6b开始的第四级绕组单元3和第五级单元盘状绕组3上侧的外侧水平管道5中，绝缘冷却流体从外垂直管道4B流向内垂直管道4A。

然而，在水平管道5的其他较大部分中，绝缘冷却流体是从内垂直管道4A流向外垂直管道4B。

承根据本发明中变压器绕组结构的第二个实例中，不管是哪一个单元盘状绕组3，在上、下水平管道5中的平均流速大于1m/sec，这个流速足够使绕组冷却。

根据本发明中变压器绕组结构第二个实例，其效果将依照试验数据加以说明。这第二个实例中的试验仪器和试验方法类似于图1所示第一个实例中的一样。

图6是温升特性坐标图，它表示另一个例子的试验结果。在此试验中，冷却流体压力为0.6MPa，绕组的热量产生密度为316kW/m³。绕组的尺寸是，流体通道在水平方向的长度为147mm，水平管道的高度为4.5mm，内垂直管道的宽度为42mm，外垂直管道的宽度为45mm。

图6中的水平轴表示以挡板区入口气体温度为起点的每个伪导线单元盘状绕组的平均温升。垂直轴表示从挡板6b开始在高度方向的单元盘状绕组数。

在图6中，根据本发明中变压器绕组结构第二个实例的结果用与○表示，其中分流挡板和回流挡板是安装在变压器绕组结构上。

此外，根据以前技术的结果用符号△表示，其中在变压器绕组结构上不安装分流挡板和回流挡板。

如从图6中清楚地了解到那样，与没有分流挡板和回流挡板装置的情况相比较，在第二个实例中所示的有分流挡板和回流挡板装置的情况下，单元盘状绕组的最大温升可以减少约65％。

图7是一局部剖面图，它表示根据本发明中变压器绕组结构第三个实例的绕组部分。

与图1中所示的第一个实例相类似，第三个实例中的变压器绕组结构包括绕组1，内绝缘筒2A，外绝缘筒2B，内垂直管道4A，外垂直管道4B，水平管道5，分流挡板11a和分流挡板11b等等。

然而，在此第三个实例中，代替回流挡板12a，在内绝缘筒2A上安装一个流量控制凸出物13a。此外，代替回流挡板12b，在外绝缘筒2B上安装一个流量控制凸出物13b。

至于第一级挡板区8R1，流量控制凸出物13a安排在从挡板ba开始与第七级单元盘状绕组3相对的位置上，并与内绝缘筒2A相接触。至于第二级挡板区8R2，流量控制凸出物13b安排在从挡板6b开始与第七级单元盘状绕组3相对的位置上，并与外绝缘筒2B接合。

图8是一斜视图，它表示图7中第三个实例的流量控制凸出物13a的构造。沿着在内垂直管道4A流动方向截取的流量控制凸出物13a的剖面，其形状为三角形。

与内绝缘筒2A相接合的流量控制凸出物13a的三角形底边与下边(流入的一边)的夹角为45°，三角形底边与上边(流出的一边)的夹角也为45°。三角形的高度为12mm。

流量控制凸出物13a的作用是迫使在内垂直管道4A上部流动的一部分绝缘冷却流体从挡板6a流向水平管道5，此管道5是位于第五级单元盘状绕组3与第六级单元盘状绕组3之间的上部。

所以，这部分绝缘冷却流体被迫从内垂直管道4A流到外垂直管道4B。

相应地，类似于图1中的第一实例，根据此第三个实例中每个单元盘状绕组3的上、下水平管道5中的流速可以达到大于1m/sec。

此外，根据变压器绕组结构的第三个实例，与没有分流挡板11a和11b以及没有流量控制凸出物13a和13b的装置相比较，单元盘状绕组3中的最大温升减少约50％。

在图1、图5和图7中所示的上述变压器绕组结构的实例中，有11级的单元盘状绕组包含在一个挡板区内。

然而，在比11级更多级的单元盘状绕组中，可以设置多对分流挡板和回流挡板或流量控制凸出物。

相应地，在挡板区入口开始的1/4-3/4范围内安装的水平管道中，从出口侧的垂直管道到入口侧的垂直管道可以产生多股绝缘冷却流体的流动，所以绝缘冷却流体的流动可变得均匀。

所以，根据上述的实例，在上述前三个实例中可以得到类似的效果。

图9是一局部剖面示意图，它表示根据本发明中变压器绕组结构第四个实例的绕组部分。

在图9中，根据本发明中第四个实例的变压器绕组结构包括第一分流挡板11a1，第一回流挡板11b1，第二分流挡板11a2，第二回流挡板11b2。

即，变压器绕组结构包括两对挡板，第一分流挡板11a1与第一回流挡板11b1的一对，和第二分流挡板11a2与第二回流挡板11b2的一对。

在根据本发明第四个实例的变压器绕组结构中，挡板区(8R1)是在上游一侧的挡板6a与下游一侧的挡板6b之间形成的。

由分流挡板11a1与回流挡板12a1以及分流挡板11a2与回流挡板12a2组成的两对挡板安排在挡板区8R1内，且还安排在上游侧挡板6a与下游侧挡板6b之间。

图10是SF₆气体绝缘变压器基本结构的示意图，此变压器含有根据本发明的变压器绕组结构。

在图10中，SF₆气体绝缘变压器主要包括箱体101，铁芯102，抽头绕组103，高压外绕组104，中压绕组105，高压内绕组106，低压绕组107，冷却器108和鼓风机109。铁芯102包括芯柱和轭铁。

在上述SF6气体绝级变压器中，绕组部分是由高压外绕组104，中压绕组105，高压内绕组106和低压绕组107所组成。绕组是绕在铁芯102芯柱的周围部分。

在上述SF₆气体绝缘变压器的上述绕组部分，可以使用根据本发明中各种变压器绕组结构中的一个结构。

在上述的实例中，以盘状绕组作为绕组单元加以举例说明，然而也可以用于螺旋状绕组。

在根据本发明的一种变压器绕组结构中，由围绕铁芯芯柱的内、外绝缘筒作为分隔壁，在由这些绝缘筒围成的单元盘状绕组或螺旋状绕组单元的轴方向上，多个挡板放在整个绕组轴向的多个绕组之间，多个流入与流出口沿着径向在外垂直管道或内垂直管道处交替地打开，并在敞开的空间中形成，该空间是在多个挡板的顶端、外垂直管道的内壁部分和内垂直管道的内壁部分之间，多个挡板区是在相邻两个挡板之间形成，绝缘冷却流体以曲折的方式沿着轴向流入到多个挡板区。

变压器绕组结构还包括一个构造结构(分流挡板)，它使绝缘冷却流体流入到水平管道和外垂直管道或内垂直管道中去，至少构造结构的一部分延伸到外垂直管道的内壁部分或内垂直管道的内壁部分。

变压器绕组结构还包括另一个构造结构(回流挡板、流量控制凸出物)，它位于比构造结构的安装位置更接近挡板区出口的一侧，它使绝缘冷却流体流入到水平管道和外垂直管道或内垂直管道中去，至少另一个构造结构的一部分延伸到垂直管道的内壁部分或外垂直管道的内壁部分。

于是，有了上述根据本发明的变压器绕组结构的设计，在构造结构(分流挡板)的附近，沿着垂直管道流动的一部分绝缘冷却流体被迫流入到流动停滞的水平管道中去。

于是，在构造结构(分流挡板)出口附近的水平管道中，要达得冷却效果所需的流速可以有保障。

此外，藉助此构造结构(分流挡板)装置，绝缘冷却流体的部分流动受到制约，在构造结构(分流挡板)的下游一侧，超过冷却效应所需的流速可以减缓。

于是，在构造结构(分流挡板)下游一侧的每个水平管道中绝缘冷却流体的流速分布是完全均匀的。

此外，另一个构造结构(回流挡板或流量控制凸出物)的作用是迫使绝缘冷却流体从出口侧的垂直管道流到入口侧的垂直管道。

所以，位于构造结构(分流挡板)背部(下游一侧)的两、三个水平管道中的流动阻塞可以避免，这种流动阻塞是在单个使用或独立使用构造结构(分流挡板)的情况中产生的。

在所有水平管道中，与没有构造结构(分流挡板)和另一个构造结构(回流挡板或流量控制凸出物)比较，绝缘冷却流体的流速能相对均匀化，每个单元盘状绕组的温升可以变均匀。

总之，在水平管道中流动的绝缘冷却流体的流速是均匀的，可以避免水平管道中的局部过热，且温升分布也是均匀的。

因此，整个绕组结构可以做成小型的，且在绕组中的温升可以减小。

Claims (12)

1.一种变压器绕组结构，包括：

内绝缘筒(2A)；

外绝缘筒(2B)；

内垂直管道(4A)；

外垂直管道(4B)；

多个水平管道(5)；

用于构成所述内垂直管道(4A)的多个内垂直隔离件(9a)，它以垂直方向安排在所述内绝缘筒(2A)的内壁部分上；

用于构成所述外垂直管道(4B)的多个外垂直隔离件(9b)，它以垂直方向安排在所述外绝缘筒(2B)的内壁部分上；

用于构成所述多个水平管道(5)的多个水平隔离件(10)，它安排在所述内绝缘筒(4A)与所述外绝缘筒(4B)之间；

沿轴向成层状的多个绕组(1)，它们之间有所述内垂直管道隔离件(9a)与所述外垂直管道隔离件(9b)所预定的间隔，并安排在所述内绝缘筒(2A)与所述外绝缘筒(2B)之间；

所述内垂直管道(4A)是通过插入所述多个内垂直管道隔离件(9a)而形成在所述绕组(1)与所述内绝缘筒(2A)之间；

所述外垂直管道(4B)是通过插入所述多个外垂直管道隔离件(9b)而形成在所述多个绕组(1)与所述外绝缘筒(2B)之间；

在整个绕组(1)的轴方向上所述的多个绕组(1)之间安排的多个挡板(6a，6b，6c)；

多个流入与流出口(7a，7b，7c)沿着径向在所述外垂直管道(4B)或所述内垂直管道(4A)处交替地打开，并形成在打开的空间中，该打开的空间是在所述多个挡板(6a，6b，6c)的顶端、所述外垂直管道(4B)的内壁部分和所述内垂直管道(4A)的内壁部分之间形成；以及

在两个相邻挡板(6a，6b；6b，6c)之间形成的多个挡板区(8R1，8R2)；

绝缘冷却流体以曲折的方式沿着轴向流入到所述的多个挡板区(8R1，8R2)中，其特征在于

此变压器绕组结构还包括：

使绝缘冷却流体流入到所述水平管道(5)和所述外垂直管道(4B)或所述内垂直管道(4A)的一个构造结构(11a，11b；11a1，11a2)，至少所述构造结构(11a，11b)的一部分延伸到所述外垂直管道(4B)的所述内壁部分或所述内垂直管道(4A)的所述内壁部分，以及

在比所述构造结构(11a，11b；11a1，11a2)的安装位置更靠近所述挡板区(8R1)出口一侧的位置上，有使绝缘冷却流体流入到所述水平管道(5)和所述外垂直管道(4B)或所述内垂直管道(4A)的另一个构造结构(12a，12b；13a，13b；12a1，12a2)，所述另一个构造结构(12a，12b；13a，13b；12a1，12a2)至少有一部分延伸到所述内垂直管道(4A)的所述内壁部分或所述外垂直管道(4B)的所述内壁部分。

2.根据权利要求1的变压器绕组结构，其特征在于还包括：

在从所述挡板区(8R1，8R2)开始的所述水平管道(5)的

1/4-1/3范围的部位处，使绝缘冷却流体通过经过所述水平管道(5)从所述外垂直管道(4B)流到所述内垂直管道(4A)或通过经过所述水平管道(5)从所述内垂直管道(4A)流到所述外垂直管道(4B)的构造结构(11a，11b；11a1，11a2)，以及

在另一个水平管道(5)的一个部位处，使绝缘冷却流体通过所述水平管道(5)从所述内垂直管道(4A)流到所述外垂直管道(4B)或通过所述水平管道(5)从所述外垂直管道(4B)流到所述内垂直管道(4A)的另一个构造结构(12a，12b；13a，13b；12a1，12a2)。

3.根据权利要求2的变压器绕组结构，其特征在于：

所述构造结构(11a，11b；11a1，11a2)是第一个板状装置，它们延伸到所述外垂直管道(4B)的所述内壁部分或延伸到所述内垂直管道(4A)的所述内壁部分，以及

所述另一个构造结构(12a，12b；12a1，12a2)是第二个板状装置，它们延伸到所述内垂直管道(4A)的所述内壁部分或延伸到所述外垂直管道(4B)的所述内壁部分。

4.根据权利要求3的变压器绕组结构，其特征在于：

用一个单元绕组(1)的二级或三级的一部分来分开所述的板状装置(11a，11b；11a1，11a2)，这些装置是延伸到所述外垂直管道(4B)的所述内壁部分或延伸到所述内垂直管道(4A)的所述内壁部分，所述第二个板状装置(12a，12b；12a1，12a2)安排成延伸到所述内垂直管道(4A)的所述内壁部分或延伸到所述外垂直管道(4B)的所述内壁部分。

5.根据权利要求3的变压器绕组结构，其特征在于：

所述第一个板状装置(11a，11b；11a1，11a2)固定在所述外侧水平管道隔离件(10)的夹层中，以及

所述第二个板状装置(12a，12b；12a1，12a2)固定在所述水平管道隔离件(10)的夹层中。

6.根据权利要求1的变压器绕组结构，其特征在于还包括：

使绝缘冷却流体流入到所述水平管道(5)和所述外垂直管道(4B)或所述内垂直管道(4A)的板状装置(11a，11b；11a1，11a2)，所述板状装置(11a，11b；11a1，11a2)至少有一部分延伸到所述外垂直管道(4B)的所述内壁部分或所述内垂直管道(4A)的所述内壁部分，以及

在比所述板状装置(11a，11b；11a1，11a2)的安装位置更接近所述挡板区(8R1)出口一侧的位置上，使绝缘冷却流体流入到所述水平管道(5)和所述外垂直管道(4B)或所述内垂直管道(4A)的流量控制凸出物(13a，13b)，所述流量控制凸出物(13a，13b)至少有一部分延伸到所述内垂直管道(4A)的所述内壁部分或所述外垂直管道(4B)的所述内壁部分。

7.根据权利要求1的变压器绕组结构，其特征在于还包括：

使绝缘冷却流体流入到所述水平管道(5)和所述外垂直管道(4B)或所述内垂直管道(4A)的一个构造结构(11a，11b；11a1，11a2)，至少所述构造结构(11a，11b；11a1，11a2)的一部分延伸到所述外垂直管道(4B)的所述内壁部分中或所述内垂直管道(4A)的所述内壁部分中，以及

在比构造结构(11a，11b；11a1，11a2)的安装位置更靠近所述挡板区(8R1)出口一侧的位置上，有使绝缘冷却流体流入到所述水平管道道(5)和所述外垂直管道(4B)或所述内垂直管道(4A)的另一个构造结构(12a，12b；13a，13b；12a1，12a2)，所述另一个构造结构(12a，12b；13a，13b；12a1，12a2)至少有一部分延伸到所述内垂直管道(4A)的所述内壁部分中或所述外垂直管道(4B)的所述内壁部分中，

包括所述构造结构(11a，11b；11a1，11a2)和另一个构造结构(12a，12b；13a，13b；12a1，12a2)的多对结构安放在一个挡板区(8R1，8R2)内。

8.根据权利要求1的变压器绕组结构，其特征在于还包括：

使绝缘冷却流体流入到所述水平管道(5)和所述外垂直管道(4B)或所述内垂直管道(4A)的分流挡板(11a，11b；11a1，11a2)，至少所述分流挡板(11a，11b；11a1，11a2)的一部分延伸到所述外垂直管道(4B)的所述内壁部分中或所述内垂直管道(4A)的所述内壁部分中，以及

在比所述分流挡板(11a，11b；11a1，11a2)的安装位置更靠近所述挡板区(8R1)出口一侧的位置上，使绝缘冷却流体流入到所述水平管道(5)和所述外垂直管道(4B)或所述内垂直管道(4A)的回流挡板(12a，12b；12a1，12a2)，至少所述回流挡板(12a，12b；12a1，12a2)的一部分延伸到所述内垂直管道(4A)的所述内壁部分中或所述外垂直管道(4B)的所述内壁部分中，

9.具有选自权利要求1至权利要求8中所规定的一种变压器绕组结构的绝缘变压器。

10.一种具有变压器绕组结构的绝缘变压器，此变压器绕组结构包括一个变压器绕组部分(1)，此绕组至少由高压绕组(104，106)，中压绕组(105)和低压绕组(107)所组成，其中

该变压器绕组部分是从权利要求1至权利要求8的规定中选取的一种变压器绕组结构。

11.具有从权利要求1至权利要求8规定中选取的一种变压器绕组结构的SF₆气体绝缘变压器。

12.一种具有变压器绕组结构的SF₆气体绝缘变压器，此变压器绕组结构包括一个变压器绕组部分(1)，此绕组至少由高压绕组(104，106)，中压绕组(105)和低压绕组(107)所组成，其中，

该变压器绕组部分是从权利要求1至权利要求8的规定中选取的一种变压器绕组结构。

Images