一种不产生局部放电的电力变压器高压绕组制造技术

本发明专利技术涉及一种不产生局部放电的电力变压器高压绕组设计和制造方法，包括绕组骨架和导线，所述绕组骨架包括内衬筒和若干梳形齿条，所述导线采取从内到外连续叠绕方式依次绕制在每个分绕组嵌合槽中，形成N1个分绕组，限制分绕组承受的电压和分绕组内匝间电压，使整个绕组满足不产生局部放电的条件，并形成紧凑型高压绕组，既提高了变压器长期运行的经济性、安全性和供电可靠性，也提高了变压器制造质量和生产效率，有效降低了变压器生产和运行的综合成本，具有明显的社会效益和经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力变压器制造领域，具体涉及一种不产生局部放电的电力变压器高压绕组。
技术介绍
常规干式电力变压器的一个高压线绕组结构有两种，一种是将一个承受全电压的绕组少量分段后用导热绝缘材料填充包封固化，另一种是将一个承受全电压的绕组单层绕制并分成很多个饼后做敞开式结构。第一种的典型结构是将绕组分成少数单层箔绕的段，每个段间用绝缘材料进行密实填充。比如常规的10kV变压器的一个绕组分4段或8段。如果是4段，其正常段间电压差在2500伏，而分8段则段间电压是1250V。由于段间电压较高，对段间绝缘就有很高的要求，要考虑段间的分隔距离，段间必须无隙填充高强度绝缘物质(如环氧树脂)。这样才能解决段间的绝缘耐压问题，尤其是局部放电问题。一旦填充材料有缺陷(如气泡、裂缝)，运行中就会产生局部放电，长期的局放将会导致绕组局部绝缘被破坏而匝间短路，继而使整个绕组烧毁造成变压器严重事故。因此在生产过程中对绝缘材料的质量和填充工艺要求很高，不允许有缺陷存在，制造难度很大；而在运行过程中，局放的隐患仍旧存在，因为由于温度变化时导线和绝缘材料膨胀系数不同，绕组将产生机械内应力。很容易出现绝缘材料开裂和与导线粘接不牢产生缝隙等现象，这都是变压器制造和运行经常遇到的风险。为尽量避免出现这些问题，制造过程采取了很多措施导致了综合成本的提高，包括工艺开发、材料优化、设备选择、人才培养、售后服务、品牌维护。另一种的典型结构是用单层导线绕成饼后由许多个饼用空气隔离叠加后构成，主要针对敞开式绕组。因为绕组分层极多而饼间电压不高，绝缘性能较好。但绕组过于松散而无谓增加了变压器体积，要满足变压器性能指标要求，必须增加铁芯和导线用量，因而很不经济。另外这种工艺的结构强度偏弱，防尘防水能力稍差，往往因为对使用环境要求较高而只用于特种变压器。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种电力变压器高压绕组设计和制造方法，使电力变压器在运行过程中绕组满足不产生局部放电的条件，同时绕组结构紧凑，既提高了变压器长期运行的经济性、安全性和供电可靠性，也提高了变压器制造质量和生产效率，有效降低了变压器生产和运行的综合成本，具有明显的社会效益和经济效益。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是: 一种不产生局部放电的电力变压器高压绕组，包括绕组骨架和导线，所述绕组骨架包括内衬筒和若干梳形齿条，梳形齿条纵向固定在内衬筒的外壁上，所述梳形齿条包括齿条和定位齿组，定位齿组包括固定在齿条顶端的进线定位齿、固定在齿条底端的出线定位齿、以及位于进线定位齿和出线定位齿之间若干主定位齿，同一梳形齿条上相邻的两个定位齿之间形成齿槽，每个梳形齿条相同位置的齿槽联合形成一个环形结构的分绕组嵌合槽，分绕组嵌合槽的数量为N2 ;所述导线采取从内到外连续叠绕方式依次绕制在每个分绕组嵌合槽中，形成N1个分绕组，N1=N2 ; 当电力变压器高压绕组的每个分绕组中每一相邻导线之间的电压设计在特定条件下都不超过一个绝对安全电压限定值U1时，绕组内互相绝缘的导线间不产生局部放电，这里的特定条件设定为高压绕组承受所采用的局部放电试验标准中规定的最高三相绕组施加电压，这里的绝对安全电压限定值U1为交流有效值230V ; 电力变压器高压绕组的N1个分绕组组合成整个高压绕组时，使用的规整导线为漆包线、丝包线、纸包线或膜包线，要求每个分绕组所承受的电压不超过U，由N1个分绕组电压串联叠加后承受全部电压并在结构上形成完整绕组，因此，分绕组的数量N1大于kUr/U;并验证每个分绕组内部的导线之间的最高电压不超过U1，即导线间额定电压不超过Ul/k，这样可使整个绕组内互相绝缘的导线间不产生局部放电，其中k为所采用的局部放电试验标准中规定的最高三相绕组施加电压倍数，Ur为绕组额定电压。上述一种不产生局部放电的电力变压器高压绕组，其中，所述导线包有绝缘层，导线绝缘层的厚度为h，当0.05mm ^ h < 0.1mm时，U=500V，当h多0.1mm时，U=630V。上述一种不产生局部放电的电力变压器高压绕组，其中，所述导线的绕制方法如下: (1)绕制单个分绕组:将导线的进线端压在进线定位齿下方，贴合在齿槽的内壁上，沿着分绕组嵌合槽纵向包绕Π3圈导线形成第一导线层，在第一导线层外周继续纵向包绕n3圈导线形成第二导线层，重复包绕n3圈导线的操作直至形成的第n4导线层位于分绕组嵌合槽的边缘处，n3为大于等于2的正整数，； (2)绕制相邻分绕组:将包绕到上一个分绕组嵌合槽边缘处的导线直接跨接到下一个相邻的分绕组嵌合槽内壁上，重复步骤(1)的操作； (3)在出线定位齿上开一个出线定位孔，当主绕组或分接头需要出线时，将导线绕制到出线定位齿槽的边缘处，将导线的出线端自出线定位孔穿出即可起到定位和抗拉的作用。本专利技术的有益效果为: 本专利技术一种不产生局部放电的紧凑型电力变压器高压绕组分析了变压器绕组内部产生局部放电的根本原因和条件，提出了上述分绕组数量设计原理，使得按原理设计的绕组在标准规定条件下运行时满足不产生局部放电的条件，从本质上保证了变压器高压绕组内部绝缘的安全可靠，同时大大降低绕组内部对绝缘的要求和工艺实现难度。同时提出了实现这个原理的一种紧凑型线绕方式，既适用于填充式绕组也适用于敞开式绕组结构。应用本专利技术设计和制作的绕组构成的电力变压器从原理上消除了高压线包内部产生局放的因素，使电力变压器运行非常安全，绕组不会因内部产生局部放电而发生匝间短路和绕组烧毁，极大地降低变压器运行过程中高压线包的故障率，使变压器使用寿命大大增加，减少了故障停运时间和维修成本，加上紧凑型设计带来的节能效果，可为变压器拥有者和用电客户带来良好的直接和间接经济效益。本专利技术对配电变压器尤其适用，可以有效减少配电网故障几率，提高配电网运行稳定性和供电可靠性，社会效益十分明显。应用本专利技术设计和制作的绕组降低了对绕组内部绝缘工艺的要求，从而对提高线包制造质量起到关键作用，可明显提高电力变压器生产效率，降低制造过程中可能产生的风险而带来的附加成本；同时紧凑的绕组设计减小了整个绕组体积，有利于提高变压器的整体性能和减少材料消耗，从而降低电力变压器综合制造成本，为生产者带来明显的社会和经济效益。【附图说明】图1为本专利技术剖视图。图2为本专利技术分绕组连接示意图。图3为本专利技术绕线骨架结构图。【具体实施方式】实施例一 一种不产生局部放电的电力变压器高压绕组，包括绕组骨架1和导线2，所述绕组骨架1包括内衬筒3和若干梳形齿条4，梳形齿条4纵向固定在内衬筒3的外壁上，所述梳形齿条4包括齿条5和定位齿组6，定位齿组6包括固定在齿条顶端的进线定位齿7、固定在齿条底端的出线定位齿8、以及位于进线定位齿和出线定位齿之间第一主定位齿9、第二主定位齿10、…、第nl主定位齿11 (nl为正整数)；同一梳形齿条上的进线定位齿与相邻的主定位齿之间形成第一齿槽12，第一主定位齿与第二主定位齿之间形成第二齿槽13，…，第nl主定位齿与出线定位齿之间形成第n2齿槽13，n2=nl+l ;每个梳形齿条处于同一水平位置的第一齿槽联合形成一个圆环结构的第一分绕组嵌合槽，…，处于同一水平位置的第π2齿槽联合形成一个圆环结构的第Ν2分绕组嵌合槽，Ν2=η2 ; 所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不产生局部放电的电力变压器高压绕组，其特征为，包括绕组骨架和导线，所述绕组骨架包括内衬筒和若干梳形齿条，梳形齿条纵向固定在内衬筒的外壁上，所述梳形齿条包括齿条和定位齿组，定位齿组包括固定在齿条顶端的进线定位齿、固定在齿条底端的出线定位齿、以及位于进线定位齿和出线定位齿之间若干主定位齿，同一梳形齿条上相邻的两个定位齿之间形成齿槽，每个梳形齿条相同位置的齿槽联合形成一个环形结构的分绕组嵌合槽，分绕组嵌合槽的数量为N2；所述导线采取从内到外连续叠绕方式依次绕制在每个分绕组嵌合槽中，形成N1个分绕组，N1=N2；当电力变压器高压绕组的每个分绕组中每一相邻导线之间的电压设计在特定条件下都不超过一个绝对安全电压限定值U1时，绕组内互相绝缘的导线间不产生局部放电，这里的特定条件设定为高压绕组承受所采用的局部放电试验标准中规定的最高三相绕组施加电压，这里的绝对安全电压限定值U1为交流有效值230V；电力变压器高压绕组的N1个分绕组组合成整个高压绕组时，使用的规整导线为漆包线、丝包线、纸包线或膜包线，要求每个分绕组所承受的电压不超过U，由N1个分绕组电压串联叠加后承受全部电压并在结构上形成完整绕组，因此，分绕组的数量N1大于kUr/U；并验证每个分绕组内部的导线之间的最高电压不超过U1，即导线间额定电压不超过U1/k，这样可使整个绕组内互相绝缘的导线间不产生局部放电，其中k为所采用的局部放电试验标准中规定的最高三相绕组施加电压倍数，Ur为绕组额定电压。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘自铭，吴济安，王跃林，
申请(专利权)人：刘自铭，吴济安，王跃林，
类型：发明
国别省市：江苏;32