CN109920628B - 电力变压器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力变压器，包括：第一柱和第二柱，分别叠置有第一线圈饼至第2N线圈饼，其中，N为大于1的整数；第一连线，连接第一柱与第二柱的第一线圈饼；第二连线，连接第一柱与第二柱的第2N线圈饼，其中，第二柱的第2m线圈饼具有通过退半匝形成的第一退匝容纳空间，第一连线在一端与第一柱的第一线圈饼的端子接合后朝向第二柱延伸，并在第二柱的第2m线圈饼的第一退匝容纳空间内延伸，直至与第二柱的第一线圈饼的端子接合，m为大于或等于1且小于N的整数。本发明提出的电力变压器提高了线圈的填充率，节省空间，优化线圈的电容分布，使电压梯度分布更理想，提高了线圈的绝缘裕度。

Description

电力变压器

技术领域

本发明涉及变压器领域，尤其涉及电力变压器，且具体涉及变压器铁芯柱间绕组(线圈饼)的连线结构。

背景技术

在电力变压器的两个铁芯柱间通常可采用手拉手式连线结构将两个铁芯柱的绕组(通常由偶数个线圈饼构成)连接起来，即通过一条第一连线将两个铁芯柱的两个首饼的端子接合起来并引出至第一阀侧接线端，且通过一条第二连线将两个铁芯柱的两个末饼的端子接合起来并引出至与第一阀侧接线端位于同一侧的第二阀侧接线端，其中，出于机械安装和产品布置的要求，要求第一阀侧接线端和第二阀侧接线端位于同一个柱的同一侧。

为了满足电磁学方面的要求，需要将这样的连线结构放置在绕组的首饼和末饼的线圈匝中，以使得连线结构在高度和厚度上均不突出于首饼或末饼的线圈。为此，通常的做法是对首饼和末饼的线圈进行退匝操作以形成用于放置连线结构的空间。具体地，首饼和末饼在退匝时各自退完整的一整匝以形成放置连接结构的空间。

又由于通常情况下，出于电磁学性能的考虑，要求两个线圈饼为一个操作单元，因而首饼退一整匝也意味着邻近其的第二饼需退一整匝，末饼退一整匝也意味着邻近其的次末饼需退一整匝。故此，对于两柱式电力变压器而言，每一个柱将退掉四匝线圈并且两个柱共计退掉八匝线圈。对于目前的特高压换流变压器的阀侧线圈为Y接线时，由于线圈饼的线圈匝数本身就少，因此退掉例如八匝线圈将造成线圈端部屏蔽电容减少，且雷电冲击电压梯度分布不理想。

图1示意性地示出了采用传统手拉手连线结构连接的电力变压器柱间连线的连接方式示意图；图2示意性地示出了采用传统手拉手连线结构连接的电力变压器柱间连线的延伸状态的平面示意图。其中如图1所示，该变压器的第一柱10和第二柱20彼此间隔开且各自具有自下而上叠置的82个线圈饼。在未进行手拉手连线结构连接时，每个线圈饼的线圈围绕相应的柱缠绕了5匝。在采用手拉手连线结构进行连接时，第一连线30在一端与第一柱10的末饼182的端子接合，然后朝向第二柱20延伸并在第二柱20的末饼282所在的平面内围绕第二柱20延伸一段然后与末饼282的端子接触并接合。同样地，第二连线40在一端与第一柱10的首饼101的端子接合，然后朝向第二柱20延伸并在第二柱20的首饼201所在的平面内围绕第二柱20延伸一段然后与首饼201的线圈端子接触并接合。为了确保第一连线30和第二连线40各自在与相关饼201和282相同的平面上延伸且不突出该相关饼的高度和厚度之外，第二柱20的首饼201及末饼282必须各自退掉一整匝以形成用于分别保持第一连线30和第二连线40的退匝容纳空间。如上所述，为了满足电磁性能方面的要求，第一柱10和第二柱20需具有相似的配置(但如已知的，第一柱10和第二柱20的线圈饼的绕线方向彼此相反)，即第一柱10的首饼101及末饼182也需要各自退掉一整匝，而且进而为了满足电磁设计制作和安装上的要求，与这四个饼相邻的两个第二饼102、202及两个次末饼181、281也各自退去一整匝(图1的虚线部分示意性地示出了退匝的位置，其形成退匝容纳空间)。因此，对于该两柱82饼变压器而言，所涉及的上述八个饼各自实际匝数为4匝，而变压器铁芯柱的首末端共计退掉8匝线圈，这将造成线圈端部屏蔽电容减少，且电压梯度分布不理想。

发明内容

本发明实施例提供了一种电力变压器，其能够有效克服传统的手拉手连线结构造成的线圈端部屏蔽电容减少且电压梯度分布不理想的问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电力变压器，包括：彼此沿水平方向间隔开的一个第一柱和一个第二柱，第一柱和第二柱上沿着同一方向分别叠置有第一线圈饼至第2N线圈饼，其中，N为大于1的整数；一条第一连线，其连接第一柱的第一线圈饼与第二柱的第二线圈饼；以及一条第二连线，其连接第一柱的第2N线圈饼与第二柱的第2N线圈饼，其中，第二柱的第2m线圈饼具有通过退去半匝形成的第一退匝容纳空间，其中，m为大于或等于1且小于N的整数，并且其中，第二柱的第2N线圈饼的线圈通过退去半匝形成用于第二连线围绕第二柱延伸的第二退匝容纳空间，其中，第一连线在一端与第一柱的第一线圈饼的端子接合之后朝向第二柱延伸，并在第二柱的第2m线圈饼的第一退匝容纳空间内围绕第二柱延伸，直至与第二柱的第二线圈饼的端子接合，并且其中，第二连线在一端与第一柱的第2N线圈饼的端子接合之后朝向第二柱延伸，并在第二柱的第二退匝容纳空间内围绕第二柱延伸，直至与第二柱的第2N线圈饼的端子接合，并且其中，第一连线围绕第二柱延伸的方向与第二连线围绕第二柱延伸的方向相同。

以这样的方式，由于第二柱的第2m线圈饼和第2N线圈饼在退匝操作时相位相同，第二柱的第2m线圈饼的线圈和第二柱的第2N线圈饼的线圈各自仅需退半匝即可形成用于第一连线和第二连线延伸的空间，因此，在确保变压器的第一连线和第二连线沿着相同的定向延伸并且不超出相关线圈饼的高度和厚度的同时，线圈退匝数减少，有效提高了线圈饼上线圈的填充率，且节省了空间。

在电力变压器的一个示意性的实施方式中，第一连线与第二柱的第二线圈饼的端子在一竖直平面中接合。此外，在电力变压器的一个示意性的实施方式中，第一连线在一端与第一柱的第一线圈饼的端子接合之后朝向第二柱沿水平方向延伸并在靠近第二柱时沿竖直方向延伸至第二柱的第2m线圈饼所在平面内且进入第一退匝容纳空间。

以这样的方式，确保在放置第一连线和第二连线且使得其沿相同定向延伸的同时，减少了每饼的退匝程度，从而优化了线圈的电容分布，使电压梯度分布合理。

在电力变压器的一个示意性的实施方式中，第二柱的第2m线圈饼为第二线圈饼。

以这样的方式，第一连线的竖直延伸距离短，因此电压梯度分布更理想。

在电力变压器的一个示意性的实施方式中，第一柱的第一线圈饼、第二线圈饼、第2N-1线圈饼及第2N线圈饼以及所述第二柱的第一线圈饼、第二线圈饼、第2N-1线圈饼及第2N线圈饼的线圈各自退去半匝。

以这样的方式，只需对传统的采用手拉手连线结构的电力变压器的结构做更少的改变，因而操作方便。

通过本发明实施例提供的电力变压器，使得仅需要对传统的手拉手连线结构做简单改变就能够克服现有技术中线圈饼退匝数大导致的线圈端部屏蔽电容减少以及电压梯度分布不理想的问题。

通过本发明提出的新的电力变压器，仅需每个柱的相关饼线圈数量减少半匝，这有效提高了线圈的填充率，相比于退去一整匝以放置连线时的情况能够有效节省空间，且由于退匝数量充分减少，因此优化了线圈的电容分布，使得电压梯度分布更理想，且提高了线圈的绝缘裕度。采用本发明的电力变压器，使得能够降低电力变压器自身的成本，提高电力变压器的市场竞争力。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示意性地示出了采用传统手拉手连线结构连接的电力变压器柱间连线的连接方式示意图；

图2示意性地示出了采用传统手拉手连线结构连接的电力变压器柱间连线的延伸状态的平面示意图；

图3示意性地示出了根据本发明实施例的电力变压器的柱间连线结构的连线连接方式示意图；以及

图4示意性地示出了根据本发明实施例的电力变压器的柱间连线结构的连线的延伸状态的平面示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图3示意性地示出了根据本发明实施例的电力变压器的柱间连线结构的连线连接方式示意图；并且图4示意性地示出了根据本发明实施例的电力变压器的柱间连线结构的连线的延伸状态的平面示意图。

该实施例示出了电力变压器具有两个沿水平方向彼此间隔开的第一(铁芯)柱100和第二(铁芯)柱200且每个柱上的线圈饼由自上而下叠置的72个线圈饼构成。如已知的，第一柱100和第二柱200上线圈饼的绕线方向彼此相反。并且，还如已知的，对于每个柱上的相邻线圈饼来说，一个线圈饼从外向内绕制，而紧接着的相邻线圈饼则接着从内向外绕制，由此在该柱上连续绕制并形成偶数个线圈饼。在该实施例中，在未进行连线结构连接时，每个线圈饼绕相应的柱绕了3匝。

如图3所示，电力变压器还包括第一连线300和第二连线400。第一连线300连接第一柱100的线圈饼1001与第二柱200的线圈饼2002，第二连线400连接第一柱100的线圈饼1072与第二柱200的线圈饼2072。结合图4所示，第一连线300在一端与第一柱100的线圈饼1001的端子接合后朝向第二柱200延伸并在第二柱200的线圈饼2002所在的水平面内围绕第二柱200延伸，直至转到与第二柱200的线圈饼2002的端子位于同一竖直平面(未示出)内并且随后在该竖直平面内与线圈饼2002的端子接合。另外，第二连线400在一端与第一柱100的线圈饼1072的端子接合之后朝向第二柱200延伸，并在第二柱200的线圈饼2072所在平面内围绕第二柱200延伸，直至转到与第二柱200的线圈饼2072的端子接触并接合。

本领域技术人员可以理解，由于上述的线圈饼的绕制方式，相邻线圈饼退匝时会导致存在大约180度的相位差，而由于第二柱200的线圈饼2002和线圈饼2072的绕线方式总是一致的并且因此这两个线圈饼在退匝时将基本没有任何相位差。这样，将第二柱的线圈饼2002和线圈饼2072的线圈各自退匝(图3中通过虚线示意性示出退匝的位置)而形成一部分空间(即，图3所示的第一退匝容纳空间2102和第二退匝容纳空间2172)，以用于第一连线300和第二连线400各自在线圈饼2002和线圈饼2072所在平面上在第一退匝容纳空间2102和第二退匝容纳空间2172中延伸。由于第二柱的线圈饼2002和线圈饼2072均为偶数线圈饼，所以在退匝操作时其在相位上没有偏差，故各自仅需要退例如半匝就可以实现第一退匝容纳空间2102和第二退匝容纳空间2172，从而在容纳第一连线300和第二连线400围绕第二柱延伸的延伸部分的同时确保第一连线300和第二连线400沿着相同的方向延伸并引出至位于第二柱200的相同侧的两个阀侧接线端(未示出)。

此外，优选地，本领域技术人员可以理解的是，第一连线300在一端与第一柱100的线圈饼1001的端子接合之后先朝向第二柱200水平延伸并在靠近第二柱200时沿竖直方向延伸至第二柱200的线圈饼2002所在平面内，随后在线圈饼2002退匝后形成的第一退匝容纳空间2102中围绕第二柱20延伸。

在该实施例中，第一连线300在第二柱200的线圈饼2002退半匝形成的退匝容纳空间中延伸，以使得第一连线300的竖直延伸距离短，因此电压梯度分布更理想。但是，本领域技术人员可以理解的是，第一连线300也可以在第二柱200的任意第偶数个线圈饼退匝形成的退匝容纳空间中延伸，因为这些偶数线圈饼退匝时的相位和用于第二连线400的线圈饼2072退匝时的相位是一致的，所以这些线圈饼都不需要退完整的一匝而至多需要退半匝即可，由此同样能够确保线圈匝数减少量相对较小。优选地，如果以2N(N为大于1的整数)表示每个柱上的线圈饼(即线圈饼)的个数，以2m表示第一连线300延伸时需退匝的线圈饼的序号，则理论上将m选择为大于或等于1且小于N的整数。

在上述实施例中，各个柱上的线圈饼的顺序是按照自上而下的顺序排序的，因此表现为需要对相关偶数线圈饼的线圈进行退匝操作。然而，当基准不同，即按照自下而上的顺序对线圈饼进行排序时，那么将表现为需要对相关奇数线圈饼的线圈进行退匝操作。只要是同时对奇数线圈饼的线圈退匝，或同时对偶数线圈饼的线圈退匝都是可行的，因为奇数线圈饼的退匝方向彼此一致，而偶数线圈饼的退匝方向彼此一致。

在本发明上述实施例的电力变压器中，理论上，仅需要对第二柱200的第2002线圈饼和第2072线圈饼的线圈进行退半匝的操作，而在实际生产制造中，为了满足电磁学方面的性能，第一柱100和第二柱200具有相同的配置，且因此第一柱100的第1002线圈饼和第1072线圈饼也需要进行退半匝操作，而且进一步地，为了满足生产制造要求，分别与第二柱200的线圈饼2002和2072相邻的线圈饼2001和线圈饼2071且因此分别与第一柱100的线圈饼1002和1072相邻的线圈饼1001和线圈饼1071也将需要各退半匝。也就是说，在该实施例中，这八个线圈饼各自仅需要退去半匝线圈，即各自实际匝数为2.5匝。

与传统手拉手连线结构中相关八个线圈饼各自需要退去一整匝线圈相比，当采用本发明实施例的电力变压器进行连线操作时，使得有效提高了线圈的填充率、节省了用于放置该连接结构的连线的空间，优化了线圈饼的电容分布，使得电压梯度分布更加理想，且提高了线圈的绝缘裕度。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.电力变压器，其特征在于，包括：

彼此沿水平方向间隔开的一个第一柱和一个第二柱，所述第一柱和所述第二柱上沿着同一方向分别叠置有第一线圈饼至第2N线圈饼，其中，N为大于1的整数；

一条第一连线，其连接所述第一柱的第一线圈饼与所述第二柱的第二线圈饼；以及

一条第二连线，其连接所述第一柱的第2N线圈饼与所述第二柱的第2N线圈饼，

其中，所述第二柱的第2m线圈饼具有通过退去半匝形成的第一退匝容纳空间，其中，m为大于或等于1且小于N的整数，并且其中，所述第二柱的第2N线圈饼的线圈通过退去半匝形成用于所述第二连线围绕所述第二柱延伸的第二退匝容纳空间，

其中，所述第一连线在一端与所述第一柱的第一线圈饼的端子接合之后朝向所述第二柱延伸，并在所述第二柱的第2m线圈饼的所述第一退匝容纳空间内围绕所述第二柱延伸，直至与所述第二柱的第二线圈饼的端子接合，并且其中，所述第二连线在一端与所述第一柱的第2N线圈饼的端子接合之后朝向所述第二柱延伸，并在所述第二柱的所述第二退匝容纳空间内围绕所述第二柱延伸，直至与所述第二柱的第2N线圈饼的端子接合，并且

其中，所述第一连线围绕所述第二柱延伸的方向与所述第二连线围绕所述第二柱延伸的方向相同，所述第一柱和所述第二柱上线圈饼的绕线方向彼此相反。

2.根据权利要求1所述的电力变压器，其特征在于，所述第一连线与所述第二柱的第二线圈饼的端子在一竖直平面中接合。

3.根据权利要求1所述的电力变压器，其特征在于，所述第一连线在一端与所述第一柱的第一线圈饼的端子接合之后朝向所述第二柱沿水平方向延伸并在靠近所述第二柱时沿竖直方向延伸至所述第二柱的第2m线圈饼所在平面内并进入所述第一退匝容纳空间。

4.根据权利要求1所述的电力变压器，其特征在于，所述第二柱的第2m线圈饼为第二线圈饼。

5.根据权利要求4所述的电力变压器，其特征在于，所述第一柱的第一线圈饼、第二线圈饼、第2N-1线圈饼及第2N线圈饼以及所述第二柱的第一线圈饼、第二线圈饼、第2N-1线圈饼及第2N线圈饼的线圈各自退去半匝。