WO2010078682A1 - 一种超大容量变压器的漏磁屏蔽方法 - Google Patents

Description

一种超大容量变压器的漏磁屏蔽方法 技术领域

本发明涉及输变电行业变压器制造领域， 具体地说是一种超大容量变压器的漏磁屏 蔽方法。

背景技术

随着国家电力事业的不断发展， 电站装机容量的不断扩大， 变压器的单台容量也越 来越大。 对于超大容量变压器 （一般指 600MVA以上）来说， 变压器的漏磁通控制并防 止局部过热是设计的一大难点和重点。 从采用的材料上分可分为三种方法： 第一种方法 是全部采用电屏蔽， 用铜板或铝板铺设在油箱表面， 当漏磁通通过时， 铜板或铝板会产 生环流形成反磁场， 从而抵消部分漏磁。 该方法的缺点是不能有效地降低损耗。 第二种 方法是全部采用磁屏蔽， 使磁通主要通过高导磁率、 低损耗的磁分路闭合， 达到减少通 过油箱等部件的漏磁， 降低损耗的目的。 该方法的缺点是在漏磁通很大时， 容易在磁屏 蔽边界处发生磁通集中， 而发生局部过热。 第三种方法是采用电屏蔽和磁屏蔽两者结合 布置， 即有效降低损耗， 又避免局部过热。 其中第二种方法和第三种方法中的磁屏蔽布 置结构随着产品结构的不同可以有不同的设计。 比较常见的布置方法是： ①、 在每柱线 圈对应的箱壁上垂直布置（见附图 1 )，该布置适用范围较广，可适用大部分变压器产品。 但在采用中部间接出线的高电压产品上应用时， 为避开出线需要将磁屏蔽断开， 使磁路 中断而失去使用价值； ②、 在两柱线圈间平行布置（一般仅在端部， 见附图 2)， 一般适 用于多柱结构的产品， 使两柱的漏磁通形成闭合的回路， 而达到控制漏磁通的目的。 但 对于单柱套线圈结构和两柱漏磁通严重不平衡的产品效果较差。

目前绝大部分的单相超大容量变压器都采用单柱或两柱套线圈的结构。但当产品容 量进一步增大时， 出于运输、 温升等多方面的因素， 可能需要采取单相五柱铁心、 三柱 套线圈的结构。 这种结构存在中间柱漏磁通分布与另外两个柱漏磁通分布不同的问题。 而这样大容量的变压器其电压往往也会很高，采用中部间接出线结构有利于产品的结构 简化和运行安全。 如果全部采用附图 1A、 IB的磁屏蔽垂直布置结构 （即标号 3所示的 磁屏蔽组）， 则在中部间接出线的位置需要将磁屏蔽断开， 影响磁屏蔽的效果； 而由于 采用三柱套线圈结构后， 中间 Π柱的漏磁通仅可与两侧 I、 III柱的各一半的漏磁通相平 衡， 如采用附图 2A、 2B的磁屏蔽横向布置结构 （即标号 4所示的磁屏蔽组）， 则 I、 III 柱各一半的漏磁通没有良好的漏磁通路， 会在油箱、 铁心夹件等产品金属结构件中产生 较大的损耗， 甚至会发生局部过热。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题提供一种可防止变 压器局部过热、 提高变压器效率的一种超大容量变压器的漏磁屏蔽方法。

为解决上述技术问题， 本发明采用的技术方案是：

本发明一种超大容量变压器的漏磁屏蔽方法， 应用于单相五柱铁心、 三柱套线圈结 构的变压器中， 包括以下步骤：

在 I柱与 II柱间及 II柱与 III柱间对应线圈上、下端部的箱壁上横向布置第 1磁屏蔽 组， 使 II柱的漏磁通通过横向的磁屏蔽与两侧 I柱、 III柱各一半的漏磁相平衡， 并避开 中间 II柱的中部高压出线；

在 I柱及 III柱外侧对应的箱壁上垂直布置第 2磁屏蔽组，用于流通 I柱及 III柱不能 与 II柱相平衡的漏磁通。

本发明方法还包括以下步骤： 在中间没有磁屏蔽组的区域对应的油箱壁内侧布置铜屏蔽， 防止该部分的局部过 热。

本发明方法还包括以下步骤：

在垂直布置的第 2磁屏蔽组上对应 I柱及 III柱线圈中心一侧对应的油箱壁上设置电 场屏蔽。

所述第 1、 2磁屏蔽组中具有多个并行设置的磁屏蔽， 每个磁屏蔽均采用硅钢片材 料叠积而成， 每个磁屏蔽厚度为 l(T40mm， 宽度为 10(T200mm， 相邻磁屏蔽间距为 20^40mm_; 所述铜屏蔽采用铜板制作， 厚度为 r8mm。

本发明具有以下有益效果及优点：

1 . 相比完全采用铜屏蔽的方案， 本发明充分利用了磁屏蔽降低损耗， 防止局部过 热的优点， 可以有效提高产品的效率， 达到节能、 降耗并提高变压器使用寿命的目的；

2. 本发明所述的磁屏蔽布置方式充分吸取了横向布置和垂直布置的优点， 避免了 两种布置方式的缺点， 充分利用三柱套线圈结构， 中间柱漏磁通分布与另外两个柱漏磁 通分布不同的特点， 为解决单相、 三柱套线圈的超高压、 超大容量产品的漏磁控制并防 止局部过热提供了有效途径。

附图说明

图 1A为现有技术中采用垂直布置方式的磁屏蔽结构主视图；

图 1B为图 1A的俯视图；

图 2A为现有技术中采用水平布置方式的磁屏蔽结构主视图；

图 2A为图 2B的俯视图；

图 3A为本发明方法实施例结构主视图；

图 3A为 3B为的俯视图。

具体实施方式

如图 3A、 3B所示， 本实施例中将本发明方法应用于单相五柱铁心、 三柱套线圈结 构的变压器中， 其中 1为变压器的线圈， 2为变压器铁心， 5为变压器油箱， 在上述变 压器的 I柱与 II柱间及 II柱与 III柱间对应线圈上、下端部的箱壁上横向布置第 1磁屏蔽 组 4 (共 4组， 本实施例中每组具有 5个并行设置的磁屏蔽）， 使 II柱的漏磁通可主要通 过第 1磁屏蔽 4组与两侧 I柱、 III柱各一半的漏磁相平衡， 并避开中间 II柱的中部高压 出线；

在 I柱及 III柱外侧对应的箱壁上垂直布置第 2磁屏蔽组 3 (共 2组， 本实施例中每 组具有 7个并行设置的磁屏蔽）， 用于流通 I柱及 III柱不能与 II柱相平衡的漏磁通。

上述第 1、 2磁屏蔽组 4、 3中每个磁屏蔽均采用硅钢片材料叠积而成， 每个磁屏蔽 厚度通常为 l(T40mm (本实施例为 20 mm) , 宽度通常为 10(T200mm (本实施例为 120 mm) , 相邻磁屏蔽间距约 2(T40mm (本实施例为 30 mm) ;

为了取得更好的屏蔽效果，在中部没有磁屏蔽的区域对应的箱壁内侧焊装板式铜屏 蔽 7， 也可用螺栓固紧； 本实施例采用铜板制作， 厚度为 6mm， 防止该部分的局部过热； 同时在垂直布置的第 2磁屏蔽组 3的靠近 I柱、 III柱中心一侧采取电场屏蔽措施， 与第 2磁屏蔽组 3并行放置绝缘包覆的金属棒 6， 以控制磁屏蔽与变压器线圈高电位区的电 场， 控制变压器局部放电。

本发明方法使单相五柱铁心、三柱套线圈结构的变压器大部分的漏磁通均有高导磁 的流通路线， 从而减少油箱等金属结构件中的漏磁通量， 达到减少损耗， 控制局部过热 的目的。

Claims

权 利 要 求 书

1. 一种超大容量变压器的漏磁屏蔽方法， 应用于单相五柱铁心、 三柱套线圈结构 的变压器中， 其特征在于包括以下步骤：

在 I柱与 II柱间及 II柱与 III柱间对应线圈上、下端部的箱壁上横向布置第 1磁屏蔽 组（4)， 使 II柱的漏磁通通过横向的磁屏蔽与两侧 I柱、 III柱各一半的漏磁相平衡， 并 避开中间 II柱的中部高压出线；

在 I柱及 III柱外侧对应的箱壁上垂直布置第 2磁屏蔽组（3)， 用于流通 I柱及 III柱 不能与 II柱相平衡的漏磁通。

2. 按权利要求 1所述的超大容量变压器的漏磁屏蔽方法， 其特征在于还包括以下 步骤：

在中间没有磁屏蔽组的区域对应的油箱壁内侧布置铜屏蔽（7)， 防止该部分的局部 过热。

3. 按权利要求 1所述的超大容量变压器的漏磁屏蔽方法， 其特征在于还包括以下 步骤：

在垂直布置的第 2磁屏蔽组 （3) 上对应 I柱及 III柱线圈中心一侧对应的油箱壁上 设置电场屏蔽。

4. 按权利要求 1所述的超大容量变压器的漏磁屏蔽方法， 其特征在于： 所述第 1、 2磁屏蔽组 （4、 3) 中具有多个并行设置的磁屏蔽， 每个磁屏蔽均采用硅钢片材料叠积 而成， 每个磁屏蔽厚度为 l(T40mm， 宽度为 lOO OOmm, 相邻磁屏蔽间距为 2(T40mm。

5. 按权利要求 2所述的超大容量变压器的漏磁屏蔽方法， 其特征在于所述： 所述 铜屏蔽 （7) 采用铜板制作， 厚度为 4〜8mm。