WO2009024010A1 - Leading-out wire device of reactor coil and iron core reactor comprising it - Google Patents

Description

一种电抗器线圈的出线装置及含有该出线装置的铁心电抗器 技术领域

本发明属于电抗器技术领域， 涉及一种电抗器线圈的出线装置 及含有该出线装置的铁心电抗器。 背景技术

现有的电抗器中， 线圈的出线是由固定在加紧铁心上下轭 （曰 字形铁心的边框） 上的绝缘板条支撑， 当电压等级达到一定程度时， 它的爬电距离受到制约， 绝缘板条对地的爬电电压大， 容易造成电抗 器运行的不可靠。

另外， 现有的单相铁心电抗器都是由单个日字形铁心， 单个线 圈套装， 这种结构对于一定电压、 一定容量以下的产品是合适的， 但 是当电压等级、 容量达到一定程度 （如电压等级为 800KV、 容量为 lOOOOOkvar 的产品） 后， 随着产品的大型化， 产品的宽度、 高度尺 寸进一步增加， 给电抗器的运输带来了困难。 由于产品本身的绝缘件 爬电距离是有限制的， 并不是在一定绝缘距离下， 可以允许电压无限 制的增加。 当产品的电压等级进一步升高时， 绝缘件所承受的爬电电 压增加， 会给产品带来安全隐患。

此外， 现有技术中用于放置电抗器器身的油箱箱壁为单层， 这 种结构适用的系统电压和防止电抗器本体的噪声和振动有局限性，当 作用在铁心电抗器上的电压、容量达到一定程度时， 由于运输和绝缘 材料的限制， 单个铁心和线圈不能满足高电压、大容量产品的运输和 绝缘要求，相对于大容量产品的单个铁心的铁心饼的电磁力和其引起 的振动也难控制，同时铁心产生的振动和噪声通过固体和绝缘油传递 到油箱外侧， 不能满足电力系统运行的环境环保要求。 发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足， 提供一种使铁心电抗器运行可靠的电抗器的出线装置， 以及含有该出 线装置的铁心电抗器。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是该出线装置直接连接 在电抗器器身上。所述出线装置具体可连接在电抗器器身的线圈外径 上， 包括 U形绝缘板和覆于 U形绝缘板外的金属均压屏蔽绝缘层。其 中 U形绝缘板也可以被圆柱形绝缘板所代替，但 U形绝缘板是在圆柱 形绝缘板的基础上改进而成的，目的是增大电极直径，改善电场分布， 减小对地距离，并且 U形绝缘板比圆柱形绝缘板节约空间，节约材料。

更优选的是， 所述出线装置还可包括有覆于金属均压屏蔽绝缘 层外的外包绝缘层， 在外包绝缘层与金属均压屏蔽绝缘层之间有油 隙。 采用外包绝缘层的目的是分割绝缘油隙， 改善电场分布， 缩小绝 缘距离， 节约原材料。

一种具有上述出线装置的铁心电抗器， 所述电抗器器身包括两个 单独的器身，两器身组成双器身结构，两器身内部的线圈联接在一起。

两器身的排列方式可以为平行排列， 采用这种排列方式可以使 引出线（两线圈之间的连线）远离地电位， 并且引出线的电极直径可 以縮小； 或呈一字形排列， 采用这种排列方式时电抗器两器身内两线 圈之间的漏磁互相干扰小。

所述电抗器两器身都置于同一电抗器油箱内， 由于工作电压下 所作用的电压不同， 绝缘距离可以不同， 因此两器身的尺寸可为一大 一小， 在两器身为串联结构时， 根据具体情况， 第一个器身的电压容 量可为 30— 70%， 则第二个器身的电压容量为 70— 30%。 当然， 两器 身的尺寸也可以为完全相同。

两器身内部的线圈联接在一起可以通过串联联接， 也可以通过 并联联接。 即两线圈的连接方式可以为串联， 也可以为并联。

两器身内部的线圈通过串联联接在一起可以是第一线圈与第二 线圈采用中部进线串联连接， 即第一线圈采用在线圈的中间部位进 线， 其两端部出线并且并联后作为第二线圈的进线， 第二线圈采用在 线圈的中部进线， 其两端部并联后出线， 第一线圈两端部并联后与第 二线圈的中部进线串联。 当本发明电抗器两器身内的两个线圈串联时， 在满足运输高度的 前提下， 两线圈的线圈排列段数比单柱线圈的总段数增加， 总的线圈 高度增加， 使在工作电压下的线圈沿面的爬电距离大大增加， 两个线 圈共同承受工作电压， 保证了工作电压下的电抗器产品绝缘的可靠性。

两器身的线圈通过并联联接在一起可以是第一器身中的线圈即 第一线圈与第二器身中的线圈即第二线圈都采用中部进线，并且中部 进线端并联连接， 两线圈的上下两端并联在一起后再并联作为出线 端， 即第一线圈采用在线圈的中部进线， 其上下端部出线并且并联， 第二线圈采用在线圈的中部进线， 其上下端部出线并且并联， 第一线 圈与第二线圈两线圈的中部进线端并联，第一线圈两端部与第二线圈 的两端部并联联接作为出线端。

在满足运输和电气性能情况下可以采用并联的方式， 当采用中部 进线的方式时， 对线圈末端的绝缘水平要求不高。

优选的是， 本发明电抗器中， 所述电抗器油箱采用局部双层油箱 壁的结构， 在箱壁的内侧面上有多个板条， 板条上固定有第二箱壁。

本发明电抗器的出线装置可以直接连接在电抗器器身上， 从而 解决了在有限的运输允许高度下， 绝缘物质的爬电距离的裕度小， 避 免了由于以往结构采用支撑绝缘板条的对地爬电问题，保证了高电压 产品的运行可靠性。

另外， 由于本发明电抗器采用了双器身结构， 使单独铁心的心柱 的压紧和铁轭的夹紧容易保证， 进而对噪声和振动得到了控制， 同时 比相同容量产品采用单器身的电抗器损耗集中得到了改善， 改善了整 个产品的温度分布， 避免了器身中局部存在的热点问题。

本发明电抗器的局部双层油箱结构， 限制了在电抗器中通有交流 电流时， 铁心饼的电磁力和铁轭的磁滞伸缩引起的噪声和振动传到油 箱和油箱外侧， 采用本发明的双层油箱结构的交叉连接的金属板条对 整个第一层油箱壁进行了区域分割， 降低了箱壁钢铁表面的振动幅值， 同时双层油箱结构对铁心产生的噪声起到了隔音的作用， 对产品在现 场的运行起到了环保的作用。 附图说明

图 1 为本发明铁心电抗器两器身的结构主视图

图 2 为图 1的侧视图

图 3 为本发明铁心电抗器中双器身结构的主视图（两器身平行 排列时）

图 4 为图 3的俯视图

图 5 为本发明铁心电抗器中双器身结构的主视图（两器身呈一 字形排列时）

图 6 为图 5的俯视图

图 7 为图 4的放大视图

图 8 为本发明铁心电抗器的俯视图 （带有四组散热器） 图 9 为本发明两线圈中部进线串联的连接图

图 10 为本发明两线圈中部进线并联的连接图

图 11 为本发明出线装置的安装结构主视图

图 12 为图 11的俯视图

图 13为本发明出线装置装于弧形板上的结构示意图 （出线装置 只示出了简图）

图 14 为本发明出线装置的结构示意图

图 15 为本发明电抗器中油箱的结构俯视图

图 16 为图 15中油箱壁的平面结构图

图 17 为图 16中 P处的 A— A向视图

图中： 1一高压套管 2—中性点高压套管 3—电抗器主体 4 一储油柜 5—散热器 6—油箱 7—铁心 8—线圈 9一铁心饼 10—铁心柱 11一第一线圈 12—第二线圈 13—出线装置 14一 油箱壁 15—板条 16—第二箱壁 17—弧形板 18—支撑臂 19 - U 形绝缘板 20—金属均压屏蔽绝缘板 21—外包绝缘层 22— 油隙 23—油隙支撑绝缘块 24—引线 25—套管 26—绝缘板 27—绝缘绑扎带 28—撑条 29—支撑板 30—夹持板 具体实施方式 以下结合实施例和附图， 对本发明作进一步详细描述。

下面实施例为本发明的非限定性实施例。

本实施例为采用了本发明出线装置的铁心电抗器。

如图 1、 2、 8所示， 本实施例中铁心电抗器包括电抗器主体 3、 储油柜 4、 散热器 5。 电抗器主体 3包括电抗器器身， 所述电抗器器 身包括两个单独的器身， 两器身组成双器身结构， 两器身通过其内部 的线圈连接在一起。两器身都置于电抗器油箱 6内， 油箱 6与储油柜 4连通。

如图 3— 7所示， 本发明电抗器双器身结构中， 每个器身包括一 个曰字形铁心 7和线圈 8， 每个日字形铁心中间是多个带有中心孔的 铁心饼 9和多个气隙交叠成的铁心柱 10， 铁心柱 10由穿过中心孔的 多个拉螺杆上下拉紧， 上、 下和两边是由一定厚度的铁心叠积而成， 由穿心螺杆夹紧， 线圈 8套装在铁心柱 10上。

两器身的排列方式可采用平行排列 （如图 3、 4所示） 或一字形 排列 （如图 5、 6所示） 。

两器身中线圈 8的连接方式可为串联或并联。

图 9所示为串联连接方式， 第一线圈 11与第二线圈 12采用中 部进线串联的方式连接， 即第一线圈 11采用在线圈的中部进线， 其 端部出线并且并联， 第二线圈 12采用在线圈的中部进线， 其端部出 线并且并联， 第一线圈 11端部并联后与第二线圈 12的中部串联。

图 10所示为并联连接方式， 第一线圈 11与第二线圈 12采用中 部进线并联方式连接， 第一器身中的线圈即第一线圈 11与第二器身 中的线圈即第二线圈 12都采用中部进线，并且中部进线端并联连接， 两线圈的上下两端端部并联在一起后再并联作为出线端，即第一线圈 采用在线圈的中部进线， 其上下端部出线并且并联， 第二线圈釆用在 线圈的中部进线， 其上下端部出线并且并联， 第一线圈与第二线圈两 线圈的中部进线端并联，第一线圈两端部与第二线圈的两端部并联联 接作为出线端。

上述两种连接方式适用于大容量、 高电压的电抗器产品， 能确 保电抗器具有良好的散热性能， 并且绝缘性能可靠。 如图 11、 12所示， 本发明的出线装 S 13通过绝缘纸板制成的 弧形板 17绑扎在电抗器器身中线圈的外径侧， 作为整个出线装置 13 的支架。如图 13所示， 沿弧形板 17的轴向方向的两个边缘的中部装 有绝缘纸板制成的支撑板 29， 支撑板 29上固定有绝缘纸板制成的夹 持板 30， 夹持板 30上有绝缘纸板制成的上下两个支撑臂 18， 这两个 支撑臂 18支撑着出线装置 13。

如图 14所示， 所述出线装置 13包括 U形绝缘板 19、 覆于 U形 绝缘板 19外的金属均压屏蔽绝缘层 20、覆于金属均压屏蔽绝缘层 20 外的外包绝缘层 21。 在外包绝缘层 21与金属均压屏蔽绝缘层 20之 间有油隙 22。 其中， U形绝缘板 19由分别固定在上下两个支撑臂 18 上的两个半弧形绝缘纸板捆合在一起形成，两半弧形绝缘纸板相对设 置， 捆扎后可形成为一个完整的整体， 从正面或侧面看， 合为一体的 两绝缘纸板上部呈 U形。

如图 15— 17所示， 本发明中电抗器的双器身都置于电抗器油箱 内， 所述油箱采用局部双层油箱结构。 如图 15 所示， 在油箱壁 14 正对电抗器器身的部分（即在靠近铁心旁轭处）可采用双层油箱壁结 构。

本实施例中， 油箱 6采用钢铁材料制成， 油箱 6的形状为矩形 或方形。 其中， 油箱壁 14的厚度为 6— 16簡， 箱底厚度为 20— 60讓， 箱顶厚度为 10— 40mm。

如图 16、 17所示， 在油箱壁 14的内侧面上焊接有多个水平和 垂直交叉的金属板条 15， 所述板条 15构成了多个矩形框， 在多个金 属板条的矩形框上可相应地再焊接多块矩形钢板，多块矩形钢板形成 了第二箱壁 16。 其中， 板条 15的厚度为 4-50 mm, 第二箱壁 16的 厚度为 4-20 mm。

如图 8所示， 本发明电抗器油箱 6上还连接有四组散热器 5。 散 热器 5对称分布在电抗器油箱 6的二侧、。

Claims

权 利 要 求 书

1. 一种电抗器线圈的出线装置， 其特征在于所述出线装置（13) 直接连接在电抗器器身上。

2. 根据权利要求 1所述的出线装置， 其特征在于所述出线装置 (13)连接在电抗器器身的线圈外径上， 包括 U形绝缘板（19) 和覆 于 U形绝缘板外的金属均压屏蔽绝缘层 （20) 。

3. 根据权利要求 2所述的出线装置， 其特征在于所述出线装置 还包括有覆于金属均压屏蔽绝缘层 （20) 外的外包绝缘层 （21) ， 在 外包绝缘层 （21) 与金属均压屏蔽绝缘层 （20) 之间有油隙 （22) 。

4. 一种含有如权利要求 1或 2或 3所述出线装置的铁心电抗器， 其特征在于电抗器器身包括两个单独的器身， 两器身组成双器身结 构， 两器身内部的线圈 （8) 联接在一起。

5. 根据权利要求 4所述的铁心电抗器， 其特征在于两器身的排 列方式为平行排列或呈一字形排列。

6. 根据权利要求 5所述的铁心电抗器， 其特征在于所述电抗器 两器身都置于同一电抗器油箱 （6) 内。

7. 根据权利要求 6所述的铁心电抗器， 其特征在于两器身内部 的线圈 （8) 联接在一起可以通过串联联接， 也可以通过并联联接。

8. 根据权利要求 7所述的铁心电抗器， 其特征在于两器身内部 的线圈通过串联联接在一起是第一线圈 （11) 与第二线圈 （12) 釆用 中部进线串联连接， 即第一线圈 （11) 采用在线圈的中间部位进线， 其两端部出线并且并联后作为第二线圈 （12) 的进线， 第二线圈采用 在线圈的中部进线， 其两端部并联后出线， 第一线圈两端部并联后与 第二线圈的中部进线串联。

9. 根据权利要求 7所述的铁心电抗器， 其特征在于两器身内部 的线圈通过并联联接在一起是第一器身中的线圈即第一线圈（11 )与 第二器身中的线圈即第二线圈 （12 )都采用中部进线， 并且中部进线 端并联连接， 两线圈的上下两端并联在一起后再并联作为出线端， 即 第一线圈 （11 ) 采用在线圈的中部进线， 其上下端部出线并且并联， 第二线圈 （12 ) 采用在线圈的中部进线， 其上下端部出线并且并联， 第一线圈与第二线圈两线圈的中部进线端并联，第一线圈两端部与第 二线圈的两端部并联联接作为出线端。

10. 根据权利要求 6 所述的铁心电抗器， 其特征在于所述电抗 器油箱采用局部双层油箱的结构， 即在油箱壁（14 ) 的内侧面上有多 个板条 （15 ) ， 板条 （15 ) 上固定有第二箱壁 （16 ) 。

11. 根据权利要求 10所述的铁心电抗器， 其特征在于所述板条 ( 15 ) 包括横向板条和竖向板条， 形成多个网格， 第二箱壁 （16 ) 由 与每个网格大小相对应的块板覆盖在各个网格上构成。