一種不產(chǎn)生局部放電的電力變壓器高壓繞組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力變壓器制造領(lǐng)域，具體涉及一種不產(chǎn)生局部放電的電力變壓器高壓繞組。
【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)干式電力變壓器的一個(gè)高壓線繞組結(jié)構(gòu)有兩種，一種是將一個(gè)承受全電壓的繞組少量分段后用導(dǎo)熱絕緣材料填充包封固化，另一種是將一個(gè)承受全電壓的繞組單層繞制并分成很多個(gè)餅后做敞開式結(jié)構(gòu)。
[0003]第一種的典型結(jié)構(gòu)是將繞組分成少數(shù)單層箔繞的段，每個(gè)段間用絕緣材料進(jìn)行密實(shí)填充。比如常規(guī)的10kV變壓器的一個(gè)繞組分4段或8段。如果是4段，其正常段間電壓差在2500伏，而分8段則段間電壓是1250V。由于段間電壓較高，對段間絕緣就有很高的要求，要考慮段間的分隔距離，段間必須無隙填充高強(qiáng)度絕緣物質(zhì)(如環(huán)氧樹脂)。這樣才能解決段間的絕緣耐壓問題，尤其是局部放電問題。一旦填充材料有缺陷(如氣泡、裂縫)，運(yùn)行中就會產(chǎn)生局部放電，長期的局放將會導(dǎo)致繞組局部絕緣被破壞而匝間短路，繼而使整個(gè)繞組燒毀造成變壓器嚴(yán)重事故。因此在生產(chǎn)過程中對絕緣材料的質(zhì)量和填充工藝要求很高，不允許有缺陷存在，制造難度很大；而在運(yùn)行過程中，局放的隱患仍舊存在，因?yàn)橛捎跍囟茸兓瘯r(shí)導(dǎo)線和絕緣材料膨脹系數(shù)不同，繞組將產(chǎn)生機(jī)械內(nèi)應(yīng)力。很容易出現(xiàn)絕緣材料開裂和與導(dǎo)線粘接不牢產(chǎn)生縫隙等現(xiàn)象，這都是變壓器制造和運(yùn)行經(jīng)常遇到的風(fēng)險(xiǎn)。為盡量避免出現(xiàn)這些問題，制造過程采取了很多措施導(dǎo)致了綜合成本的提高，包括工藝開發(fā)、材料優(yōu)化、設(shè)備選擇、人才培養(yǎng)、售后服務(wù)、品牌維護(hù)。
[0004]另一種的典型結(jié)構(gòu)是用單層導(dǎo)線繞成餅后由許多個(gè)餅用空氣隔離疊加后構(gòu)成，主要針對敞開式繞組。因?yàn)槔@組分層極多而餅間電壓不高，絕緣性能較好。但繞組過于松散而無謂增加了變壓器體積，要滿足變壓器性能指標(biāo)要求，必須增加鐵芯和導(dǎo)線用量，因而很不經(jīng)濟(jì)。另外這種工藝的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度偏弱，防塵防水能力稍差，往往因?yàn)閷κ褂铆h(huán)境要求較高而只用于特種變壓器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種電力變壓器高壓繞組設(shè)計(jì)和制造方法，使電力變壓器在運(yùn)行過程中繞組滿足不產(chǎn)生局部放電的條件，同時(shí)繞組結(jié)構(gòu)緊湊，既提高了變壓器長期運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、安全性和供電可靠性，也提高了變壓器制造質(zhì)量和生產(chǎn)效率，有效降低了變壓器生產(chǎn)和運(yùn)行的綜合成本，具有明顯的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種不產(chǎn)生局部放電的電力變壓器高壓繞組，包括繞組骨架和導(dǎo)線，所述繞組骨架包括內(nèi)襯筒和若干梳形齒條，梳形齒條縱向固定在內(nèi)襯筒的外壁上，所述梳形齒條包括齒條和定位齒組，定位齒組包括固定在齒條頂端的進(jìn)線定位齒、固定在齒條底端的出線定位齒、以及位于進(jìn)線定位齒和出線定位齒之間若干主定位齒，同一梳形齒條上相鄰的兩個(gè)定位齒之間形成齒槽，每個(gè)梳形齒條相同位置的齒槽聯(lián)合形成一個(gè)環(huán)形結(jié)構(gòu)的分繞組嵌合槽，分繞組嵌合槽的數(shù)量為N2 ;所述導(dǎo)線采取從內(nèi)到外連續(xù)疊繞方式依次繞制在每個(gè)分繞組嵌合槽中，形成N1個(gè)分繞組，N1=N2 ;
當(dāng)電力變壓器高壓繞組的每個(gè)分繞組中每一相鄰導(dǎo)線之間的電壓設(shè)計(jì)在特定條件下都不超過一個(gè)絕對安全電壓限定值U1時(shí)，繞組內(nèi)互相絕緣的導(dǎo)線間不產(chǎn)生局部放電，這里的特定條件設(shè)定為高壓繞組承受所采用的局部放電試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的最高三相繞組施加電壓，這里的絕對安全電壓限定值U1為交流有效值230V ;
電力變壓器高壓繞組的N1個(gè)分繞組組合成整個(gè)高壓繞組時(shí)，使用的規(guī)整導(dǎo)線為漆包線、絲包線、紙包線或膜包線，要求每個(gè)分繞組所承受的電壓不超過U，由N1個(gè)分繞組電壓串聯(lián)疊加后承受全部電壓并在結(jié)構(gòu)上形成完整繞組，因此，分繞組的數(shù)量N1大于kUr/U;并驗(yàn)證每個(gè)分繞組內(nèi)部的導(dǎo)線之間的最高電壓不超過U1，即導(dǎo)線間額定電壓不超過Ul/k，這樣可使整個(gè)繞組內(nèi)互相絕緣的導(dǎo)線間不產(chǎn)生局部放電，其中k為所采用的局部放電試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的最高三相繞組施加電壓倍數(shù)，Ur為繞組額定電壓。
[0007]上述一種不產(chǎn)生局部放電的電力變壓器高壓繞組，其中，所述導(dǎo)線包有絕緣層，導(dǎo)線絕緣層的厚度為h，當(dāng)0.05mm ^ h < 0.1mm時(shí)，U=500V，當(dāng)h多0.1mm時(shí)，U=630V。
[0008]上述一種不產(chǎn)生局部放電的電力變壓器高壓繞組，其中，所述導(dǎo)線的繞制方法如下:
(1)繞制單個(gè)分繞組:將導(dǎo)線的進(jìn)線端壓在進(jìn)線定位齒下方，貼合在齒槽的內(nèi)壁上，沿著分繞組嵌合槽縱向包繞Π3圈導(dǎo)線形成第一導(dǎo)線層，在第一導(dǎo)線層外周繼續(xù)縱向包繞n3圈導(dǎo)線形成第二導(dǎo)線層，重復(fù)包繞n3圈導(dǎo)線的操作直至形成的第n4導(dǎo)線層位于分繞組嵌合槽的邊緣處，n3為大于等于2的正整數(shù)，；
(2)繞制相鄰分繞組:將包繞到上一個(gè)分繞組嵌合槽邊緣處的導(dǎo)線直接跨接到下一個(gè)相鄰的分繞組嵌合槽內(nèi)壁上，重復(fù)步驟(1)的操作；
(3)在出線定位齒上開一個(gè)出線定位孔，當(dāng)主繞組或分接頭需要出線時(shí)，將導(dǎo)線繞制到出線定位齒槽的邊緣處，將導(dǎo)線的出線端自出線定位孔穿出即可起到定位和抗拉的作用。
[0009]本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明一種不產(chǎn)生局部放電的緊湊型電力變壓器高壓繞組分析了變壓器繞組內(nèi)部產(chǎn)生局部放電的根本原因和條件，提出了上述分繞組數(shù)量設(shè)計(jì)原理，使得按原理設(shè)計(jì)的繞組在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件下運(yùn)行時(shí)滿足不產(chǎn)生局部放電的條件，從本質(zhì)上保證了變壓器高壓繞組內(nèi)部絕緣的安全可靠，同時(shí)大大降低繞組內(nèi)部對絕緣的要求和工藝實(shí)現(xiàn)難度。同時(shí)提出了實(shí)現(xiàn)這個(gè)原理的一種緊湊型線繞方式，既適用于填充式繞組也適用于敞開式繞組結(jié)構(gòu)。
[0010]應(yīng)用本發(fā)明設(shè)計(jì)和制作的繞組構(gòu)成的電力變壓器從原理上消除了高壓線包內(nèi)部產(chǎn)生局放的因素，使電力變壓器運(yùn)行非常安全，繞組不會因內(nèi)部產(chǎn)生局部放電而發(fā)生匝間短路和繞組燒毀，極大地降低變壓器運(yùn)行過程中高壓線包的故障率，使變壓器使用壽命大大增加，減少了故障停運(yùn)時(shí)間和維修成本，加上緊湊型設(shè)計(jì)帶來的節(jié)能效果，可為變壓器擁有者和用電客戶帶來良好的直接和間接經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明對配電變壓器尤其適用，可以有效減少配電網(wǎng)故障幾率，提高配電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性和供電可靠性，社會效益十分明顯。
[0011]應(yīng)用本發(fā)明設(shè)計(jì)和制作的繞組降低了對繞組內(nèi)部絕緣工藝的要求，從而對提高線包制造質(zhì)量起到關(guān)鍵作用，可明顯提高電力變壓器生產(chǎn)效率，降低制造過程中可能產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)而帶來的附加成本；同時(shí)緊湊的繞組設(shè)計(jì)減小了整個(gè)繞組體積，有利于提高變壓器的整體性能和減少材料消耗，從而降低電力變壓器綜合制造成本，為生產(chǎn)者帶來明顯的社會和經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明剖視圖。
[0013]圖2為本發(fā)明分繞組連接示意圖。
[0014]圖3為本發(fā)明繞線骨架結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例一
一種不產(chǎn)生局部放電的電力變壓器高壓繞組，包括繞組骨架1和導(dǎo)線2，所述繞組骨架1包括內(nèi)襯筒3和若干梳形齒條4，梳形齒條4縱向固定在內(nèi)襯筒3的外壁上，所述梳形齒條4包括齒條5和定位齒組6，定位齒組6包括固定在齒條頂端的進(jìn)線定位齒7、固定在齒條底端的出線定位齒8、以及位于進(jìn)線定位齒和出線定位齒之間第一主定位齒9、第二主定位齒10、…、第nl主定位齒11 (nl為正整數(shù))；同一梳形齒條上的進(jìn)線定位齒與相鄰的主定位齒之間形成第一齒槽12，第一主定位齒與第二主定位齒之間形成第二齒槽13，…，第nl主定位齒與出線定位齒之間形成第n2齒槽13，n2=nl+l ;每個(gè)梳形齒條處于同一水平位置的第一齒槽聯(lián)合形成一個(gè)圓環(huán)結(jié)構(gòu)的第一分繞組嵌合槽，…，處于同一水平位置的第π2齒槽聯(lián)合形成一個(gè)圓環(huán)結(jié)構(gòu)的第Ν2分繞組嵌合槽，Ν2=η2 ;
所述導(dǎo)線采取從內(nèi)到外連續(xù)疊繞方式依次繞制在每個(gè)分繞組嵌合槽中，形成Nl個(gè)分繞組 14，N1=N2 ；
當(dāng)電力變壓器高壓繞組的每個(gè)分繞組中每一相鄰導(dǎo)線之間的電壓在特定條件下都不超過一個(gè)絕對安全電壓限定值U1時(shí)，在這個(gè)限定值U1以下繞組內(nèi)互相絕緣的導(dǎo)線間不產(chǎn)生局部放電，這里的特定條件為高壓繞組承受所采用的局部放電試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的最高三相繞組施加電壓，這里的絕對安全電壓限定值U1為交流有效值230V ；
電力變壓器高壓繞組的N1個(gè)分繞組組合成整個(gè)高壓繞組時(shí)，如果導(dǎo)線為漆包線，所用導(dǎo)