CN207038298U - 一种油浸式变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种油浸式变压器。本实用新型提供一种油浸式变压器，所述油浸式变压器包括：油箱，油箱用于承装变压器油；变压器铁芯和线圈，其设置在所述油箱内；油枕，其配置在所述油箱上方；以及散热器，其配置在所述油箱的侧面，其中，所述油箱至少部分地以绝缘材料制成，所述线圈的出线端子设置在所述绝缘材料处。本实用新型的油浸式变压器中，油箱至少部分地以绝缘材料制成，将出线端子设置在绝缘材料处，从而能够很好地解决绝缘套管故障率高的问题。

Description

一种油浸式变压器

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，特别是涉及一种油浸式变压器。

背景技术

变压器是工矿企业与电力系统中的重要设备之一，在高电压变电站中，变压器常用作升降电压等，对于高电压等级的变压器，常见形式是油浸式变压器。

变压器是电力系统中的重要元件。发电机发出的电压受其绝缘条件的限制不可能太高，一般为6.3～27kV左右。要想把发出的大功率电能直接送到很远的用电区去，需用升压变压器把发电机的端电压升到较高的输电电压。电能送到用电地区后，还要用降压变压器把输电电压降低为配电电压，然后再送到各用电分区，最后再经配电变压器把电压降到用户所需要的电压等级，供用户使用。有时候为了把两个不同电压等级的电力系统彼此联系起来，常常用到三绕组变压器。此外，为了保证用电的安全和合乎用电器件的电压要求，还有各种专门用途的变压器，如自耦变压器、互感器、隔离变压器及各种专用变压器(如用于电焊、电炉等的变压器)等。由此可见，变压器的用途十分广泛。

在现有技术的油浸式变压器中，变压器线圈的引线(尤其是高压引线)从油箱内穿过油箱盖时，由于油箱为金属制成的，所以必须设置绝缘套管，所述引线穿过所述绝缘套管，从而使高压引线和接地的油箱之间绝缘。高电压的绝缘套管都是采用电容型绝缘套管，中压的也可以采用纯瓷套管或环氧套管。

绝缘套管的运行工况比较恶劣，从而使得绝缘套管的问题比较突出，故障率高，电压越高越是如此。另外，由于油箱本身是金属接地的，线圈高压处的电场设计和绝缘设计比较复杂，且会增加成本。同时，对于高电压变压器，传统的金属油箱一般都很大，焊接点比较多，且工艺要求高，实际当中出现渗漏几乎是不可避免的，容易带来受潮、缺油等其他问题，而且其渗漏点的处理也是非常麻烦的。此外，变压器的内部物理性缺陷也是很难在外部发现的，从而使得隐患累积造成重大故障。

因此，希望有一种油浸式变压器来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。

发明内容

本发明的目的在于提供一种油浸式变压器来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。

为实现上述目的，本发明提供一种油浸式变压器，所述油浸式变压器包括：

油箱，油箱用于承装变压器油；以及

变压器铁芯和线圈，其设置在所述油箱内；

油枕，其配置在所述油箱上方；以及

散热器，其配置在所述油箱的侧面，

其中，所述油箱至少部分地以绝缘材料制成，所述线圈的出线端子设置在所述绝缘材料处。

优选地，所述出线端子直接内嵌在所述绝缘材料中。

优选地，所述线圈包括低压线圈和/或中压线圈以及高压线圈，其中所述低压线圈和/或中压线圈的出线端子通过设置在油箱上的绝缘套管引出；所述高压线圈的出线端子直接内嵌在所述绝缘材料中。

优选地，所述绝缘材料为环氧树脂浸渍玻璃纤维、SMC、DMC、ABS工程塑料、聚碳酸酯或丙烯酸塑料。

优选地，所述油箱为整体以绝缘材料制成的绝缘壳体。

优选地，所述油箱的上部为绝缘部分，底部为金属材料。

优选地，所述油箱包括金属箱体，和设置在所述箱体上部的绝缘盖体。

优选地，在所述油箱的所述绝缘材料处设置有防爆槽。

优选地，所述油枕是全绝缘的，且与所述绝缘壳体结合在一起；或者

所述油枕以金属材料制成，并通过以绝缘材料制成的第二连接管道与所述油箱连通。

优选地，所述绝缘材料为透明材料，或者所述油箱上设置有透明的观察窗口。

优选地，所述线圈顶部和所述油箱的顶盖之间的空间高度不大于200mm；或者不大于所述线圈的电压除以所述变压器油的许用场强的数值。

本发明的油浸式变压器中，油箱至少部分地以绝缘材料制成，将出线端子设置在绝缘材料处，从而能够很好地解决绝缘套管故障率高的问题。

本发明的优点如下。

1、油箱至少部分地以绝缘材料制成，将出线端子设置在绝缘材料处，可以完全去掉绝缘套管，或者极大的降低绝缘套管的要求，从而能够很好地解决绝缘套管故障率高的问题。

2、油箱全部采用绝缘材料制成，或者其高电位附近的油箱采用绝缘材料制成，变压器的电场设计和绝缘设计会简单容易很多，尤其是对高电压变压器更是如此，变压器的安全性和可靠性也会大大提高。

3、绝缘材料制成的油箱，不需要有焊点，一般也可以做成整体的，其渗漏的可能性急剧降低，同时，即使发生渗漏，其处理也要容易的多，变压器的可靠性会大幅度提高。

4、由于可以取消绝缘套管，或者大幅减小传统结构中绝缘套管的技术要求，原绝缘套管进入油箱的部分就可以大大减小，甚至取消，所以，油箱顶部空间可以大大缩小，大大减少内充绝缘油的用量，成本会大大减小。

附图说明

图1是根据本发明一实施例的油浸式变压器的示意图。

附图标记：

1	铁芯	7	低压线圈出线端子
				2	高压线圈	8	散热器
3	低压线圈	9	第一连接管道
				4	油箱	10	油枕
5	绝缘油	11	第二连接管道
				6	高压线圈的出线端子

具体实施方式

在附图中，使用相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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保护范围的限制。

油浸式变压器的主要构件是油箱、铁芯、线圈(含高压线圈、低压线圈，部分变压器还设置有中压线圈)、绝缘套管、油枕、散热器、内充绝缘油，及其他附件。油浸式变压器的线圈和铁芯放置于油箱内，并浸渍在变压器油箱内充的绝缘油中。在现有技术中，线圈的出线是采用安装于油箱上的绝缘套管引出；本发明的油箱至少部分地以绝缘材料制成，从而可以省略绝缘套管。油枕高于油箱，一般同时设置有防爆装置，散热器一般配置在变压器油箱的侧面。

铁芯构成了变压器的磁路，同时又是套装绕组的骨架。铁芯分为铁芯柱和铁轭两部分。铁芯柱上套绕组，铁轭将铁芯柱连接起来形成闭合磁路。为了减少铁芯中的磁滞、涡流损耗，提高磁路的导磁性能，铁芯一般用高磁导率的磁性材料——硅钢片叠装而成。

线圈是变压器的电路部分，它通常由铜或铝导线绕制而成。变压器的一次线圈输入电能，二次线圈输出电能，它们通常套装在同一个芯柱上。一次和二次线圈具有不同的匝数，通过电磁感应作用，一次线圈的电能就可以传递到二次线圈，且使一、二次线圈具有不同的电压和电流。电压较高的线圈叫做高压线圈，电压较低的就叫做低压线圈。根据使用要求，部分变压器还配置有中压线圈。

铁芯和线圈组成的变压器器身装在油箱内，油箱内充满变压器油，也有采用硅油，或其他绝缘油的。变压器油是一种矿物油，具有很好的绝缘性能，起两个作用：一是在变压器绕组与绕组、绕组与铁芯及油箱之间起绝缘作用；二是变压器油受热后产生对流，对变压器铁芯和绕组起散热作用。

油箱侧面配置有散热器，以增大散热面积。为了加快散热，有的大型变压器采用内部油泵强迫油循环，外部用变压器风扇吹风或用自来水冲淋变压器油箱等，这些都是油浸式变压器的冷却方式。

油枕(也称为储油柜)一般位于油箱的上方，有油管和油箱相通。当变压器油的体积随油温变化而膨胀缩小时，油枕起着储油和补油的作用。有的油枕里还装有隔膜或胶囊或金属膨胀盒，防止油和空气接触而被氧化和受潮。油枕上装有油标管，用以观察油位的变化。油枕下部设有集泥器，其作用是收集油中沉淀下来的机械杂质、油泥和水分。集泥器下部设有排污阀门。一般油枕的容积为变压器油箱的1/10。

在现有技术中，对于高电压变压器，油箱一般都很大，焊接点比较多，且工艺要求高，实际应用中出现渗漏几乎是不可避免的，容易带来受潮、缺油等其他问题，而且其渗漏点的处理也是非常麻烦的。此外，变压器的内部物理性缺陷也是很难在外部发现的，从而使得隐患累积造成重大故障。

图1中示出的变压器为三相两绕组变压器，但是需要指出的是，本发明也适用于其他类型的变压器。在图1中，铁芯1采用最常见的三相五柱式的铁芯。高压线圈2一般放置于低压线圈3之外。图中变压器是三相变压器，高压线圈2和低压线圈3都有三个，每相一个，都放置于油箱4之内。油箱内的空隙部分填充绝缘油5。

油箱4整体采用绝缘材料制成，或者其上部采用绝缘材料，或者仅仅局部采用绝缘材料制成。在一个实施例中，油箱4为整体以绝缘材料制成的绝缘壳体。在一个可选实施例中，油箱4的上部为绝缘部分，底部为金属材料。在再一个可选实施例中，油箱4包括金属箱体，和设置在所述箱体上部的绝缘盖体。绝缘盖体大体为平坦形状，密封设置在金属箱体上。

有利的是，所有线圈的出线端子均从绝缘材料处穿过油箱4。但是，也可以仅仅高压线圈的出线端子6从绝缘材料处穿过。

所述绝缘材料可以为环氧树脂浸渍玻璃纤维、SMC、DMC、ABS工程塑料、聚碳酸酯和丙烯酸塑料中的一种或多种。

有利的是，油箱4整体采用绝缘材料制成。整体以绝缘材料制成的油箱，可以模塑成型，从而完全去除金属油箱中必须的焊点。渗漏的可能性急剧降低，同时，即使发生渗漏，其处理也要容易的多，变压器的可靠性会大幅度提高。

有利的是，在油箱的绝缘材料处设置有防爆槽。传统变压器的防爆设计往往是设置专业的防爆设置，结构较为复杂。而采用绝缘材料时，以环氧树脂浸渍玻璃纤维(俗称：玻璃钢)为例，可以非常容易的在其上加工设置防爆槽。也是非常成熟的技术。例如，可以在绝缘材料上设定位置处加工矩形槽，降低壳体在这个局部部位的机械强度，以达到防爆的目的。

在一个优选的实施例中，选用透明的绝缘材料来制作的油箱。从而便于观察油浸式变压器的内部情况，以发现内部可视见的物理性缺陷。可以理解的是，通过在油箱4上设置透明的局部观察窗口，也可以实现相同的技术效果。

在图1中，高压线圈的出线端子6和低压线圈的出线端子7均设置于油箱之上，设置在绝缘材料处。根据需要，还可以设置中压线圈及相应的出线端子，且中压线圈的出线端子也设置在绝缘材料处。

散热器8设置于油箱4的外侧，在图示实施例中，在油箱4的左右两侧处均设置有散热器8。散热器8和油箱4之间有第一连接管道9。第一连接管道9根据电场分布情况可以配置为绝缘的，或者金属的，或者部分绝缘的。

油枕10位于油箱4上方，通过第二连接管道11和油箱4相连。有利的是，油枕10和第二连接管道11是绝缘的，从而其位置可以灵活设置。如果油枕10是金属的，则需要在考虑电场分布后确定其位置，且此时第二连接管道应该是绝缘的，或者部分绝缘的。

可以理解的是，油浸式变压器的其他附件根据实际需要，结合变压器的整体布置和电场分布情况进行配置。

在图示实施例中，出线端子是嵌合于油箱的绝缘材料中的。也就是说，出线端子直接内嵌在所述绝缘材料中。可以理解的是，也可以采用其他方式设置，例如，穿过简化的绝缘套管引出，或者穿过油箱的适当变形引出(例如在油箱上一体成型而形成突出的套管，有利的是，套管向油箱外侧突出)，或者其他端子形式引出。有利的是，所述线圈包括低压线圈、中压线圈(根据需要设置)以及高压线圈，其中所述低压线圈和/或中压线圈的出线端子通过设置在油箱上的绝缘套管引出，或者其出线端子直接内嵌在所述绝缘材料中；所述高压线圈的出线端子直接内嵌在所述绝缘材料中。有利的是，上述低压线圈和/或中压线圈的出线端子穿过的绝缘套管也设置在绝缘材料处，从而对绝缘套管的要求大大降低。

采用本发明后，可以实现下述优点。

完全去掉变压器的绝缘套管，或者极大的降低绝缘套管的要求，甚至可以达到彻底杜绝绝缘套管的故障问题。

高压处附近的电场设计和绝缘设计会简单容易很多。

通过去除绝缘套管，省去了绝缘套管伸入油箱顶部内所占用的空间，从而油箱顶部的体积可以大大缩小，成本也会大幅降低。在本发明的一个优选实施例中，所述线圈顶部和所述油箱的顶盖之间的空间高度不大于200mm。

在本发明的另一优选实施例中，所述线圈顶部和所述油箱的顶盖之间的空间高度不大于所述线圈的电压除以所述变压器油的许用场强的数值。

例如，假设变压器是110kV等级的，一般说明其线圈(高压线圈)的电压(额定电压)是110kV。如果采用的变压器油，在额定110kV下的许用场强要求为2kV/mm，在采用本发明技术方案的情况下，可以将所述线圈顶部和所述油箱的顶盖之间的空间高度设置为：不大于55mm(即110kV/2kV/mm)；

而对于工频耐压，如果要求是230kV，而要求此时的变压器油的许用场强为3kV/mm，则最小距离为230kV除以3kV/mm，也就是76.67mm；

而对于雷电冲击耐受电压，如果要求是550kV，而此种情况下，变压器油的许用场强为8kV/mm，则最小距离为550kV除以8kV/mm，也就是68.75mm。

于是综合考虑，就可以设置最小距离为76.67mm。

而原油箱顶部的空间距离包括了绝缘套管浸入油中的绝缘长度、绝缘套管端部的均压部件，导线连接或进入绝缘套管的附件，以及线圈顶部和套管端部之间的距离，对于110kV来说，一般至少达到，甚至会大于500mm。也就是说，无需因为绝缘套管而增加所述空间高度，或者说无需因为绝缘套管而增加油箱的总高度与总容积。由此，可以大大减少变压器油的使用，大大降低成本。

采用绝缘油箱，尤其是整体式绝缘油箱，不需要有焊点，渗漏的可能性急剧降低。即使发生渗漏，其处理也要容易的多，变压器的可靠性会大幅度提高。

根据需要，可以选用透明的绝缘材料制作的油箱，或者设置透明的观察窗口，从而便于观测变压器内部的可视见的物理性缺陷。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。本领域的普通技术人员应当理解：可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种油浸式变压器，其特征在于，包括：

油箱，油箱用于承装变压器油；以及

变压器铁芯和线圈，其设置在所述油箱内；

油枕，其配置在所述油箱上方；以及

散热器，其配置在所述油箱的侧面，

其中，所述油箱至少部分地以绝缘材料制成，所述线圈的出线端子设置在所述绝缘材料处。

2.如权利要求1所述的油浸式变压器，其特征在于，所述出线端子直接内嵌在所述绝缘材料中。

3.如权利要求1所述的油浸式变压器，其特征在于，所述线圈包括低压线圈和/或中压线圈以及高压线圈，其中所述低压线圈和/或中压线圈的出线端子通过设置在油箱上的绝缘套管引出；所述高压线圈的出线端子直接内嵌在所述绝缘材料中。

4.如权利要求1所述的油浸式变压器，其特征在于，所述绝缘材料为环氧树脂浸渍玻璃纤维、SMC、DMC、ABS工程塑料、聚碳酸酯或丙烯酸塑料。

5.如权利要求1-4中任一项所述的油浸式变压器，其特征在于，所述油箱为整体以绝缘材料制成的绝缘壳体。

6.如权利要求1-4中任一项所述的油浸式变压器，其特征在于，所述油箱的上部为绝缘部分，底部为金属材料。

7.如权利要求1-4中任一项所述的油浸式变压器，其特征在于，所述油箱包括金属箱体，和设置在所述箱体上部的绝缘盖体。

8.如权利要求1-4中任一项所述的油浸式变压器，其特征在于，在所述油箱的所述绝缘材料处设置有防爆槽。

9.如权利要求1-4中任一项所述的油浸式变压器，其特征在于，所述油枕是全绝缘的，且与所述绝缘壳体结合在一起；或者

所述油枕以金属材料制成，并通过以绝缘材料制成的第二连接管道与所述油箱连通。

10.如权利要求1-4中任一项所述的油浸式变压器，其特征在于，所述绝缘材料为透明材料，或者所述油箱上设置有透明的观察窗口。

11.如权利要求1、2、4中任一项所述的油浸式变压器，其特征在于，所述线圈顶部和所述油箱的顶盖之间的空间高度不大于200mm；或者不大于所述线圈的电压除以所述变压器油的许用场强的数值。