绝缘变压器制造技术

公开了具有绝缘模块的干式变压器。示例绝缘模块包括介电屏蔽件和支撑块。支撑块在变压器的绕组上方支撑介电屏蔽件。介电屏蔽件具有第一大致均匀部分和第二大致均匀部分，该第一大致均匀部分被构造成与由布置在变压器的第一绕组与第二绕组之间的对应圆柱形屏障物所限定的空间适配，该第二大致均匀部分对于第一部分并且对于变压器的第一绕组来说是横向的，并且从第一部分向外延伸且超出支撑块。介电屏蔽件部分地绕绕组延伸。

Insulated transformer

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】绝缘变压器本申请要求于2017年5月31日提交的EP17382321的权益和优先权。
本公开涉及变压器，并且更具体地涉及变压器的电绝缘。
技术介绍
众所周知，变压器将在一个电压水平的电力转换成在值更高或更低的另一电压水平的电力。变压器使用第一线圈和第二线圈来实现该电压转换，第一线圈和第二线圈中的各个线圈绕铁磁芯缠绕并且包括多匝电导体。第一线圈连接到电压源，并且第二线圈连接到负载。初级线圈的匝数与次级线圈的匝数之比(“匝数比”)与电源电压与负载电压之比相同。其它类型的变压器也是众所周知的，并且被称为多绕组变压器。这种变压器使用多个绕组，该多个绕组根据变压器的所期望的功能以串联或并联的方式或者独立地连接。为了使两个部件(例如，第一线圈和第二线圈)在电压下绝缘，有时使用绝缘屏障物。该绝缘屏障物被放置在电压下的部件之间，并且垂直于电场。因此，包含绝缘屏障物会增加它们可以支撑的电场(并因此增加电压)。如果将整个空气空间分成最小的部分，则线圈之间的给定距离的空气可能承受更大的电压。该方法通过在高压(HV)与低压(LV)绕组之间包含绝缘屏障物用于干式变压器的绝缘。绝缘屏障物将这些绕组之间的气隙分开。另一示例是当固态绝缘组件在电压下连接或桥接两个部件时。然后通常垂直于电场向该组件添加绝缘屏障物或遮挡物(sheds)，以便改进其介电表现。可以在电绝缘体中找到这种示例。又一示例是在干式变压器中将块支撑件用于线圈。该块支撑件将电压下的线圈与金属结构分隔开，并且可以包括这种遮挡物。对于在一定绝缘水平(例如，12kV)以上的干式变压器，通常在HV绕组与LV绕组之间具有一个或更多个圆柱形屏障物。为了增加爬电距离(creepagedistance)，在支撑块中通常具有一个或更多个水平屏蔽件(screen)。但是，即使相对较高的绝缘水平(例如，72.5kV)，这些屏障物和屏蔽件也不会形成集成元件。对于在一定绝缘水平以上的充液变压器，通常使用与HV-LV圆柱形屏障物集成的水平屏蔽件(角环、端圈(collar))。图1示出了充液变压器100，其具有HV绕组105、LV绕组110和在它们之间的圆柱形屏障物115。角环120围绕圆柱形屏障物，同时支撑块125在HV绕组上方分离并支撑角环。因为纤维素可以根据需要经济地成型，所以使用其来制造角环或端圈。然而，纤维素对于干式变压器没有用，因为其需要浸有液体才能正常工作。同样，由于纤维素的较差的机械耐久性和较低的工作温度，所以纤维素也不适合。其它材料(例如，NomexTM或聚酯)可以用于干式变压器，但是它们昂贵和/或难以成型。机械和冷却问题也给其用于干式变压器增加了一些限制。实际上，对于充液变压器，角环或端圈沿切线方向延伸360°，覆盖绕组的整个周长。此外，因为支撑块是具有最大电压差的桥接元件(例如，HV至LV和HV至芯或夹具(clamp))，所以支撑块是潜在的弱点。尽管保留了足够的间隙以便避免在该区域中的问题，但是在涉及支撑块的绝缘的任何改进以及避免端圈或角环更复杂和昂贵的解决方案将导致更紧凑的解决方案。
技术实现思路
为了解决上述问题，提出了具有带有柔性L形屏蔽件的支撑块的绝缘模块。所提出的解决方案对于具有两个或更多个绕组和在其之间的圆柱形屏障物的变压器可以是有用的，并且优选地，对于更高的绝缘水平(例如，对于72.5kV或123kV)的变压器可以是有用的。所提出的解决方案是以降低的成本提供实用的绝缘解决方案的布置。在第一方面，公开了用于变压器的绝缘模块。该绝缘模块可以包括介电屏蔽件和支撑块。支撑块可以在变压器的第一绕组上方支撑介电屏蔽件。介电屏蔽件可以具有第一大致均匀(even)部分和第二大致均匀部分，该第一大致均匀部分被构造成与由布置在变压器的第一绕组与第二绕组之间的对应圆柱形屏障物所限定的空间适配，该第二大致均匀部分对于第一部分并且对于变压器的第一绕组来说是横向的，并从第一部分向外延伸且超出支撑块。本文中使用词语“均匀”来表示光滑且没有表面不规则性。在一些示例中，第一部分和/或第二部分可以是平坦且均匀的，而在其它示例中，第一部分和/或第二部分可以是弯曲的且均匀的。本文中使用“横向”一词来表示第二部分的平面在两条或更多条线处与第一部分相交。在优选的实施方式中，第二部分可以垂直于第一部分。通过在支撑块与圆柱形屏障物之间提供介电屏蔽件，破坏了沿支撑块的表面的直接放电路径。介电屏蔽件可以是L形的，并且可以是柔性的以更好地与圆柱形屏障物适配。屏蔽件可能有两种不同的布置方式：-如果支撑块由环氧树脂制成，则可以在铸造之前将屏蔽件插入。这允许获得足够的爬电距离。-如果支撑块由不同的工件组装而成，则屏蔽件可以位于它们之间。两个相邻的支撑块可以使用它们之间的连接接口(例如洞-销接口)来联接。在一些示例中，第二部分可以包括孔，以接纳支撑块的连接部件。然后可以将一个支撑块堆叠在另一个支撑块的顶部上，形成支撑柱，其中，第二部分被插入在互锁的支撑块之间。当孔破坏绝缘时，孔可以被选择或被设计成尽可能小，并使其与支撑块的横截面相对居中，以便允许足够的爬电距离。在一些示例中，变压器可以包括多个圆柱形屏障物。然后绝缘模块可以包括多个介电屏蔽件。各个介电屏蔽件可以被构造成分别与变压器的不同圆柱形屏障物一起布置。由于圆柱形屏障物的高度可以沿从外绕组到内绕组的方向增加，所以这可以允许L形屏蔽件沿支撑块柱更好地分布，并允许在组装变压器期间逐步增加绝缘模块。因此，可以实现具有多种绝缘模块的绝缘模块结构，所述绝缘模块结构可以与变压器的圆柱屏障物结构集成。在一些示例中，绝缘模块可以包括在第一部分与第二部分之间的边缘处弯曲的柔性介电屏蔽件。这允许将绝缘模块的第一部分更容易地插入到圆柱形屏障物之间。它还允许第一部分与第二部分之间的长度可以变化；也就是说，可以根据相应支撑块与圆柱形屏障物之间的距离沿一条线弯曲介电屏蔽件。这允许将相同类型的介电屏蔽件用于不同距离的圆柱形屏障物。在一些示例中，第一部分可以具有与对应圆柱形屏障物的曲率匹配的曲率。假设介电屏蔽件是柔性的，则可以预先建立曲率或者可以在安装期间形成曲率。在一些示例中，绝缘模块可以包括介电材料的单个工件。该单个工件可以包括介电屏蔽件和支撑块。在一些示例中，介电屏蔽件和/或支撑块可以由树脂制成。树脂的使用可以为绝缘模块提供绝缘特性。在一些示例中，介电屏蔽件可以包括一个或更多个绝缘层。绝缘层的数量可以与更高的绝缘特性(更多的层可以提供更高的绝缘)和/或更高的柔性(更少的层可以导致更高的柔性)相关联。这些层也可以是局部的，即，第一部分可以包括与第二部分不同数量的层。在一些示例中，绝缘模块还可以包括从支撑块径向向外延伸的水平遮挡物。这允许改进HV绕组与轭和夹具之间的绝缘，因为遮挡物增加了沿支撑块表面的爬电距离。在一些示例中，介电屏蔽件的至少第一部分或第二部分可以部分地沿对应圆柱形屏障物绕第二绕组延伸。在一些实施方案中，可以绕圆柱屏障物分布多于一个的绝缘模块。例如，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种干式变压器，所述干式变压器包括：/n至少一个第一绕组；/n至少一个第二绕组；/n在所述至少一个第一绕组与所述至少一个第二绕组之间的圆柱形屏障物；/n一个或更多个绝缘模块，各个绝缘模块包括：/n介电屏蔽件和支撑块，所述支撑块在所述变压器的所述第一绕组上方支撑所述介电屏蔽件，/n所述介电屏蔽件部分地绕所述第二绕组延伸，并具有第一大致均匀部分和第二大致均匀部分，所述第一大致均匀部分被构造成与由布置在所述变压器的所述第一绕组与所述第二绕组之间的对应圆柱形屏障物所限定的空间适配，所述第二大致均匀部分对于该第一部分并且对于所述变压器的所述第一绕组来说是横向的，并从所述第一部分向外延伸且超出所述支撑块。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170531 EP 17382321.21.一种干式变压器，所述干式变压器包括：
至少一个第一绕组；
至少一个第二绕组；
在所述至少一个第一绕组与所述至少一个第二绕组之间的圆柱形屏障物；
一个或更多个绝缘模块，各个绝缘模块包括：
介电屏蔽件和支撑块，所述支撑块在所述变压器的所述第一绕组上方支撑所述介电屏蔽件，
所述介电屏蔽件部分地绕所述第二绕组延伸，并具有第一大致均匀部分和第二大致均匀部分，所述第一大致均匀部分被构造成与由布置在所述变压器的所述第一绕组与所述第二绕组之间的对应圆柱形屏障物所限定的空间适配，所述第二大致均匀部分对于该第一部分并且对于所述变压器的所述第一绕组来说是横向的，并从所述第一部分向外延伸且超出所述支撑块。


2.根据权利要求1所述的干式变压器，其中，该第二部分包括孔，以接纳所述支撑块的连接部件。


3.根据权利要求1或2所述的干式变压器，所述干式变压器包括多个圆柱形屏障物，各个绝缘模块包括：
多个介电屏蔽件，各个介电屏蔽件被构造成分别与所述变压器的不同的圆柱形屏障物一起布置。


4.根据权利要求1至3中的任一项所述的干式变压器，所述干式变压器包括在所述第一部分与所述第二部分之间的边缘处弯曲的柔性介电屏蔽件。


5.根据前述权利要求中的任一项所述的干式变压器，其中，所述第一部分具有与对应圆柱形屏障物的曲率匹配的曲率。


6.根据前述权利要求中任一项所述的干式变压器，所述干式变压器包...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·诺杰斯·巴列拉斯，C·罗伊·马丁，L·塞布里安·列斯，R·穆律罗，L·桑切斯·拉格，R·R·沙，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH