CN112635177A - 一种变压器漏磁屏蔽系统及变压器 - Google Patents

一种变压器漏磁屏蔽系统及变压器 Download PDF

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CN112635177A
CN112635177A CN202011333233.5A CN202011333233A CN112635177A CN 112635177 A CN112635177 A CN 112635177A CN 202011333233 A CN202011333233 A CN 202011333233A CN 112635177 A CN112635177 A CN 112635177A
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严兆楠
王立彬
欧小冬
李春常
陆帅
段成
田国华
黄彪
陈伦伦
李洪海
徐浩
胡强
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    • H01F27/341—Preventing or reducing no-load losses or reactive currents
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Abstract

本发明涉及变压器制造技术领域，尤其指一种变压器漏磁屏蔽系统及变压器。其包括设置于变压器绕组上、下端部的肺叶状磁屏蔽结构和环绕设置在变压器油箱内壁上的电屏蔽结构；所述肺叶状磁屏蔽结构将变压器绕组上、下端部的磁漏场改变从而使绕组端部的磁漏场主要经由铁轭回流至铁芯。本发明改变了变压器内部漏磁场分布，减小绕组内部总的涡流损耗，防止变压器油箱、铁心夹件、铁心支板等金属结构件局部过热，从而到达减小杂散损耗、提高变压器设计的经济性和变压器运行的安全性的目的。

Description

一种变压器漏磁屏蔽系统及变压器
技术领域
本发明涉及变压器制造技术领域，尤其指一种变压器漏磁屏蔽系统及变压器。
背景技术
大容量变压器是特高压交直流输电系统中的核心设备。大容量变压器由于内部电磁分布复杂，特别是漏磁场，如果处理不好，容易导致杂散损耗增大、负载损耗超标。一方面变压器绕组中的涡流损耗增大，另一方面漏磁集中会使油箱、铁心夹件等结构件局部过热，严重情况下导致变压器产气，直至造成变压器事故。
变压器的漏磁场是由绕组和引线电流共同产生的，变压器的容量越大，漏磁场就越强，从而使稳态漏磁场引起的各种附加损耗增加，如果设计不当将造成变压器的局部过热，使变压器的热性能变差，最终可能导致绝缘材料的热老化与击穿，这些问题严重威胁变压器的寿命和安全运行。为保证变压器的安全运行，就需要使用屏蔽技术。屏蔽是通过由金属制成的壳、盒、板等屏蔽体，将电磁波局限于某一区域内的一种方法。目前大容量变压器在改善漏磁场分布，降低杂散损耗和消除局部过热一般采用单一的磁屏蔽或电屏蔽。电屏蔽的实质是减小两个设备或两个元件间电场感应的影响。电屏蔽的原理是在保证良好接地的条件下，将干扰源所产生的干扰终止于由良导体制成的屏蔽体。磁屏蔽是由屏蔽体对干扰磁场提供低磁阻的磁通路，从而对干扰磁场进行分流。变压器中屏蔽体的孔缝泄漏是电磁屏蔽最关键的控制要素。单独采用磁屏蔽或电屏蔽时油箱上总是有某些部位的漏磁很难得到屏蔽，在降低杂散损耗和消除局部过热方面效果不是很明显，特别是对油箱孔缝间的泄漏抑制传统的电、磁屏蔽设计不能起到很好的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可显著减少大容量变压器磁漏的变压器漏磁屏蔽系统。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种变压器漏磁屏蔽系统，包括设置于变压器绕组上、下端部的肺叶状磁屏蔽结构和环绕设置在变压器油箱内壁上的电屏蔽结构；所述肺叶状磁屏蔽结构将变压器绕组上、下端部的磁漏场改变从而使绕组端部的磁漏场主要经由铁轭回流至铁芯。
进一步的，所述肺叶状磁屏蔽结构包括设置在变压器绕组上端部和变压器绕组下端部且对称分布于铁芯铁轭两侧的半圆形磁屏蔽总成，所述半圆形磁屏蔽总成包括两组扇形磁屏蔽板构成，所述扇形磁屏蔽板由若干条绕铁芯90°的圆弧形磁性良导体两两间隔一定距离组合而成的。
进一步的，变压器油箱内壁布置有电屏蔽结构，所述电屏蔽结构包括紧贴变压器油箱内壁的铜板，所述铜板顶部和底部部分覆盖变压器油箱箱盖和箱底，所述铜板构成的电屏蔽结构与所述肺叶状磁屏蔽结构组成封闭的漏磁屏蔽层。
优选的，所述铜板采用T2M铜板。
本发明的目的还在于提供一种可显著减少变压器磁漏损耗的变压器，该变压器包括前述的任一一种变压器漏磁屏蔽系统。
本发明的有益效果在于：本发明改变了变压器内部漏磁场分布，减小绕组内部总的涡流损耗，防止变压器油箱、铁心夹件、铁心支板等金属结构件局部过热，从而到达减小杂散损耗、提高变压器设计的经济性和变压器运行的安全性的目的。
附图说明
图1为本发明实施例中的变压器中纵剖面图；
图2为本发明实施例中肺叶磁屏蔽结构的俯视图；
图3为本发明实施例中的铜板展开图；
图4为本发明实施例中的另一种设计的铜板展开图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
需要提前说明的是，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
图1示出了一个完整的变压器的内部，包含本发明所提出的变压器漏磁屏蔽系统，该系统安装在变压器器身内，包括如图所示的设置于变压器绕组3的上端部和下端部的肺叶状磁屏蔽结构1，以及设置在变压器油箱内壁上的电屏蔽结构7和电屏蔽结构2。
肺叶状磁屏蔽结构1包括设置在变压器绕组3上端部和变压器绕组3下端部且对称分布于铁芯铁轭的半圆形磁屏蔽总成，所述半圆形磁屏蔽总成包括两组扇形磁屏蔽板构成，所述扇形磁屏蔽板由若干条绕铁芯90°的圆弧形磁性良导体两两间隔一定距离组合而成的。例如，如图2所示，可以将四块形状相同的磁屏蔽总成均匀布置在绕组端部。
变压器油箱内壁布置有电屏蔽结构7和电屏蔽结构，所述电屏蔽结构7和电屏蔽结构2包括环绕变压器油箱内壁一周且紧贴变压器油箱内壁的铜板，所述铜板顶部和底部覆盖变压器油箱箱盖和箱底与变压器油箱内壁的折弯处，这些铜板构成的电屏蔽结构与所述肺叶状磁屏蔽结构组成封闭的漏磁屏蔽层。
为了获得较好的屏蔽效果，铜板采用T2M铜板。
本发明的原理是通肺叶磁屏蔽改变绕组端部漏磁场的分布以及采用油箱电屏蔽阻止漏磁进入油箱壁，将器身磁屏蔽和油箱电屏蔽结合结合形成器身、油箱屏蔽系统。
肺叶磁屏蔽结构改变绕组内部漏磁场，特别是绕组端部的横向和纵向漏磁场，有效减小横向漏磁，从而整体上减小绕组内部由漏磁场引起的涡流损耗。绕组外部的大部分漏磁由肺叶磁屏蔽结构引汇集进入铁心的铁轭，引导漏磁改变路径，减少进入铁心夹件、支板等金属结构件的漏磁，从而减小这些结构件中的涡流损耗，避免出现夹件、支板等局部过热的现象。
油箱电屏蔽结构布置于高低压侧上下节油箱内壁，起着阻止漏磁进入油箱壁的作用，可减少油箱壁中的涡流损耗，从而防止油箱局部过热。
具体地，如图1-2所示，大容量变压器绕组上下端部布置了器身肺叶磁屏蔽1，绕组端部大部分漏磁经由肺叶磁屏蔽1，通过其与铁芯铁轭4的重合面进入铁芯。一方面，由于肺叶磁屏蔽结构1的存在，绕组端部的漏磁主要表现为纵向漏磁，横向漏磁减小，从而减小横向涡流损耗，可整体上减小绕组因漏磁引起的涡流损耗；另一方面，由于大部分漏磁经肺叶磁屏蔽进入铁芯，大大减小了进入夹件腹板5、夹件支板6的漏磁，从而减少夹件腹板5、夹件支板6等结构件的漏磁，避免出现局部发热的现象。图2显示出了为肺叶磁屏蔽1与绕组 3、夹件腹板5、夹件支板6等的位置关系，从图上看，夹件腹板5、夹件支板6与肺叶磁屏蔽结构几乎重合，也就是经由夹件腹板5、夹件支板6的磁漏顺利的导入肺叶磁屏蔽结构1。
图3为上节油箱低压侧的电屏蔽示意图，本例中电屏蔽材料采用 4张铜板T2M。如图1所示箱盖与箱壁交接位置需进行折弯，即图3 所示折弯线，铜板上开有安装孔，并特意示出了与箱壁焊接的焊点位置。对于变压器高压绕组采用中部出现的情况，电屏蔽结构需相应调整，在绕组出线位置开孔，如图4所示。同理，下节油箱和箱沿部位需根据实际情况进行适当调整，即电屏蔽不限于图3和图示4所示的形状，电屏蔽所采用的的铜板厚度根据具体情况进行调整。上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。

Claims (5)

1.一种变压器漏磁屏蔽系统，其特征在于：包括设置于变压器绕组上、下端部的肺叶状磁屏蔽结构和环绕设置在变压器油箱内壁的电屏蔽结构；所述肺叶状磁屏蔽结构将变压器绕组上、下端部的磁漏场改变从而使绕组端部的磁漏场主要经由铁轭回流至铁芯。
2.根据权利要求1所述的变压器漏磁屏蔽系统，其特征在于：所述肺叶状磁屏蔽结构包括设置在变压器绕组上端部和变压器绕组下端部、且对称分布于铁芯铁轭两侧的半圆形磁屏蔽总成，所述半圆形磁屏蔽总成包括两组扇形磁屏蔽板构成，所述扇形磁屏蔽板由若干条绕铁芯90°的圆弧形磁性良导体两两间隔一定距离组合而成的。
3.根据权利要求1所述的变压器漏磁屏蔽系统，其特征在于：所述电屏蔽结构包括环绕变压器油箱内壁安装的铜板，所述铜板在变压器油箱的内壁与箱盖、箱底折弯处部分覆盖变压器油箱的箱盖和箱底；所述铜板构成的电屏蔽结构与所述肺叶状磁屏蔽结构组成封闭的漏磁屏蔽层。
4.根据权利要求1所述的变压器漏磁屏蔽系统，其特征在于：所述铜板采用T2M铜板。
5.一种变压器，其特征在于：包括权利要求1-4所述的任一一种变压器漏磁屏蔽系统。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113948282A (zh) * 2021-10-26 2022-01-18 保定保菱变压器有限公司 一种66kV电压等级三绕组大容量电力变压器及装配方法

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