变压器绕组结构制造技术

在放置多个盘状绕组的挡板区内，分流挡板延伸到内垂直管道，所以使在水平管道中流动的绝缘冷却流体有一定数量的增加。在挡板区内，回流挡板延伸到外垂直管道，使绝缘冷却流体在分流挡板背部的水平管道中流动。在水平管道中的分流挡板附近，流动容易停滞，回流挡板可以使绝缘冷却流体在这些水平管道中流动。在水平管道中，绝缘冷却流体的流速可以变得均匀，且温升也均匀。在所有水平管道中，冷却所需的流速可以有保障。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
变压器绕组结构本专利技术涉及到一种变压器绕组结构，特别是一种适用于强制循环冷却型SF6气体绝缘变压器的变压器绕组结构，此变压器包括盘状绕组或螺旋状绕组。至于安装在城市的变压器绕组结构，从防止事故方面考虑，强烈要求它的不易燃性，还强烈要求它具有大容量和小尺寸。在使用不易燃的绝缘冷却流体的变压器绕组结构中，有一种SF6气体绝缘变压器，其中SF6气体是用作不易燃的绝缘冷却流体。因为SF6气体的冷却性能，如密度，比热和热导性小于液态绝缘冷却流体，所以SF6气体的冷却性能差，此外，SF6气体耐绝缘的能力也小。所以，把SF6气体作为绝缘冷却流体就要使它的体流速率大，而且在变压器绕组结构中的绝缘距离大，即绝缘冷却流体流动的管道尺寸也大。作为变压器绕组结构，在导线束绕在铁芯上成盘状的盘状绕组或绕在铁芯上成螺旋状的螺旋状绕组的情况中，在绕组径向的内外侧，有内、外绝缘筒，沿着内、外绝缘筒排列垂直的隔离件以构成内垂直管道和外垂直管道。此外，还要在盘状绕组的轴方向、每隔几级绕组之间持入水平隔离件以构成水平管道。沿绕组的轴方向，插入多个挡板构成多个挡板区。多个开口部分，即挡板的多个流入与流出口是在绕组径向的内侧与外侧交替地设置的。与绝缘冷却流体的轴向流动相一致，在绕组中径向的流动方向每隔一个挡板区交替地变化。在上述变压器绕组结构的情况中，当冷却流体的体流速率很大时，大量绝缘冷却流体流过的水平管道横截面，-->因为大量冷却流体流向挡板区上部(下游一侧)的水平管道，这使得只有少量流体在挡板区下部(上游一侧)的水平管道中流动。结果，这导致绕组中的温升分布有很大的差别，与绕组中平均温升相比较，有加剧绕组中最大温升的趋势。如上所述，为了改善绕组中气体的流动，以前技术有下列几种方法。在一种变压器绕组结构中，增大沿着内、外绝缘筒垂直管道的径向宽度(日本专利，公开出版物No.168,707/1992)。在一种变压器绕组结构中，在一垂直管道之外，再提供一垂直管道(气体管道)，此垂直管道位于绕组中心部分的附近，沿轴向穿过(日本专利，公开出版物No.43,937/1977)。在一种变压器绕组结构中，每个绕组中每隔几级之间的径向尺寸或位置是不同的(日本专利，公开出版物No.40,820/1978，日本专利，公开出版物No.34,025/1979，等等)。然而，在上述以前技术的变压器绕组结构中，大量气体是在沿着绝缘筒排列的垂直管道中流动的，其流动阻力是小的。但是，由于在绕组径向中心部分附近的垂直管道或水平管道中气体流速相对较小，温升减少的效果不可避免地也是很小的。此外，在增大垂直管道的径向宽度，或提供上述垂直管道或上述气体管道的情况中，绕组的径向尺寸就增大，因而变压器整体的体积就变大。还有，在每个绕组中每隔几级的垂直管道或气体管道的径向位置是不同的情况中，就会在冷却流体的流动中形成多个分流和汇流。所以，冷却流体中的压力损耗增加了，冷却流体的流速就减小，或者需要一个大功率(large head)鼓风机装置。特别是，当变压器安装在城市里，强烈需要有小型变压器，就需要有小型的变压器绕组结构。本专利技术的一个目的是提供一种变压器绕组结构，其中在水平管道中流动的绝缘冷却流体的流速分布是均匀的。-->本专利技术的另一个目的是提供一种变压器绕组结构，其中在单元盘状绕组或螺旋状绕组单元中的局部过热可以避免。本专利技术的第三个目的是提供一种变压器绕组结构，其中温升分布是均匀的，且温升可以减小。本专利技术的第四个目的是提供一种变压器绕组结构，其中变压器绕组结构的整体是小型的。根据本专利技术，变压器绕组结构包括：内绝缘筒、外绝缘筒、内垂直管道、外垂直管道、多个水平管道、多个内垂直隔离件，用这些隔离件形成内垂直管道并垂直地安排在内绝缘筒的内壁部分、多个外垂直隔离件，用这些隔离件形成外垂直管道并垂直地安排在外绝缘筒的内壁部分、多个水平隔离件，用这些隔离件形成多个水平管道并安排在内绝缘筒与外绝缘筒之间、多个在轴向上成层状的绕组，它们之间的间隔由内垂直管道隔离件与外垂直管道隔离件予先规定的，并安排在内绝缘筒与外绝缘筒之间，通过插入多个内垂直管道隔离件，在绕组与内绝缘筒之间形成内垂直管道，通过插入多个外垂直管道隔离件，在多个绕组与外绝缘筒之间形成外垂直管道。变压器绕组结构还包括多个挡板，它们沿轴向安排在整个绕组的多个绕组之间，包括多个流入与流出口，这些口在径向方向交替地开在内垂直管道和外垂直管道处，并在敞开的空间形成，这些空间是由多个挡板的顶端，外垂直管道的内壁部分和内垂直管道的内壁部分所围成，包括多个由相邻两个挡板形成的挡板区，绝缘冷却流体以曲折的方式沿着轴向流入多个挡板区中。变压器绕组结构还包括一建设性结构(分流挡板)，它使绝缘冷却流体流入到水平管道和外垂直管道或内垂直管道中去，建设性结构至少有一部分延伸到外垂直管道的内壁部分或内垂直管道的内壁部分，并在此建设性结构的安装位置更近的挡板区出口一侧。变压器绕组结构还包括另一个建设性结构(回流挡板，流动控制凸出物)，它使绝缘冷却流体流入到水平管道和外垂直管道或内垂直管道中去，另一个建设性结构至少有一部分延伸到内垂直管道-->的内壁部分或外垂直管道的内壁部分。特别是，每一个分流挡板和回流挡板是由一板状装置构成的，回流挡板安排在靠近出口的位置，用两级或三级单元盘状绕组把回流挡板与分流挡板隔开，这样的安排是有效果的。此外，在挡板区内从入口起的实际为1/4-3/4范围内的水平管道中至少有一部分，绝缘冷却流体的流向与相邻水平管道中的流向相反。换句话说，绝缘冷却流的流向是从出口侧的垂直管道到入口侧的垂直管道。在其他大部分的水平管道中，绝缘冷却流体的流向是从入口侧的垂直管道到出口侧的垂直管道。举例来说，代替垂直管道，变压器绕组结构可以利用一个流量控制凸出物，它使垂直管道中的一部分流量进入到水平管道。如以前技术的变压器绕组结构所示，在变压器绕组结构中没有分流挡板和回流挡板的情况中，从挡板下游一侧开始，在围绕第一级单元盘状绕组到第三级单元盘状绕组的水平管道中(它不同于水平管道的宽度)，绝缘冷却流体的流动是停滞的。在流动阻塞的下游一侧，绝缘冷却流体的流速超过了冷却效应所需的流速。因此，在流动阻塞部分和流动阻塞部分的周围，单元盘状绕组就产生局部过热。另一方面，根据上述本专利技术的变压器绕组结构的建设性构造，在分流挡板附近，沿着垂直管道的一部分绝缘冷却流体被迫流入到流动阻塞的水平管道中去。因此，在靠近分流挡板的入口处的水平管道中，产生冷却效应所需的流速可以有保障。此外，由于有了分流挡板装置，绝缘冷却流体流动部分受到制约，在分流挡板下游一侧，超过冷却效应所需的流速可以减缓。所以，在从分流挡板起下游一侧放置的各个水平管道中，绝缘冷却流体的流速分布是完全均匀的。此外，回流挡板的作用是迫使绝缘冷却流体从出口侧垂直管道流向入口侧垂直管道。-->于是，在分流挡板背部(下游一侧)的两、三个水平管道中流动阻塞现象可以避免，这种流动阻塞现象是在单个使用成独立使用分流挡板情况中产生的。与没有装置分流挡板和回流挡板的情况相比较，绝缘冷却流体的流速在所有水平管道中相对来说是均匀的，每个单元盘状绕组的温升可以变得均匀。所以，可以改善可靠性并使绝缘材料的工作寿命延长。此外，由于绝缘冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
变压器绕组结构包括：内绝缘筒（２Ａ）；外绝缘筒（２Ｂ）；内垂直管道（４Ａ）；外垂直管道（４Ｂ）；多个水平管道（５）；用于构成所述内垂直管道（４Ａ）的多个内垂直隔离件（９ａ），它以垂直方向安排在所述内绝缘筒（２Ａ）的内 壁部分上；用于构成所述外垂直管道（４Ｂ）的多个外垂直隔离件（９ｂ），它以垂直方向安排在所述外绝缘筒（２Ｂ）的内壁部分上；用于构成所述多个水平管道（５）的多个水平隔离件（１０），它安排在所述内绝缘筒（４Ａ）与所述外绝缘筒（４Ｂ）之间； 沿轴向成层状的多个绕组（１），它们之间有所述内垂直管道隔离件（９ａ）与所述外垂直管道隔离件（９ｂ）所预定的间隔，并安排在所述内绝缘筒（２Ａ）与所述外绝缘筒（２Ｂ）之间；通过插入所述多个内垂直管道隔离件（９ａ），在所述绕组（１）与所述 内绝缘筒（２Ａ）之间构成的所述内垂直管道（４Ａ）；通过插入所述多个外垂直管道隔离件（９ｂ），在所述多个绕组（１）与所述外绝缘筒（２Ｂ）之间构成的所述外垂直管道（４Ｂ）；在整个绕组（１）的轴方向上所述的多个绕组（１）之间安排的多个挡板 （６ａ，６ｂ，６ｃ）；多个流入与流出口（７ａ，７ｂ，７ｃ）沿着径向在所述外垂直管道（４Ｂ）或所述内垂直管道（４Ａ）处交替地开口，并在敞开的空间中形成，该空间是在所述多个挡板（６ａ，６ｂ，６ｃ）的顶端、所述外垂直管道（４Ｂ）的内壁部分和所 述内垂直管道（４Ａ）的内壁部分之间形成；以及在两个相邻挡板（６ａ，６ｂ；６ｂ，６ｃ）之间形成的多个挡板区（８Ｒ１，８Ｒ２）；绝缘冷却流体以曲折的方式沿着轴向流入到所述的多个挡板区（８Ｒ１，８Ｒ２）中，其特征在于此变压器绕组结构还 包括：使绝缘冷却流体流入到所述水平管道（５）和所述外垂直管道（４Ｂ）或所述内垂直管道（４Ａ）的一个建设性结构（１１ａ，１１ｂ；１１ａ１，１１ａ２），至少所述建设性结构（１１ａ，１１ｂ）的一部分延伸到所述外垂直管道（４Ｂ）的所述内壁部分或 所述内垂直管道（４Ａ）的所述内壁部分，以及在比所述建设性结构（１１ａ，１１ｂ；１１ａ１，１１ａ２）的安装位置更靠近所述挡板区（８Ｒ１）出口一侧的位置上，有使绝缘冷却流体流入到所述水平管道（５）和所述外垂直管道（４Ｂ）或所述内垂直管道（４ Ａ）的另一个建设性结构（１２ａ，１２ｂ；１３ａ，１３ｂ；１２ａ１，１２ａ２），所述另一个建设性结构（１２ａ，１２ｂ；１３ａ，１...

【技术特征摘要】
JP 1996-1-19 7110/961.变压器绕组结构包括：内绝缘筒(2A)；外绝缘筒(2B)；内垂直管道(4A)；外垂直管道(4B)；多个水平管道(5)；用于构成所述内垂直管道(4A)的多个内垂直隔离件(9a)，它以垂直方向安排在所述内绝缘筒(2A)的内壁部分上；用于构成所述外垂直管道(4B)的多个外垂直隔离件(9b)，它以垂直方向安排在所述外绝缘筒(2B)的内壁部分上；用于构成所述多个水平管道(5)的多个水平隔离件(10)，它安排在所述内绝缘筒(4A)与所述外绝缘筒(4B)之间；沿轴向成层状的多个绕组(1)，它们之间有所述内垂直管道隔离件(9a)与所述外垂直管道隔离件(9b)所预定的间隔，并安排在所述内绝缘筒(2A)与所述外绝缘筒(2B)之间；通过插入所述多个内垂直管道隔离件(9a)，在所述绕组(1)与所述内绝缘筒(2A)之间构成的所述内垂直管道(4A)；通过插入所述多个外垂直管道隔离件(9b)，在所述多个绕组(1)与所述外绝缘筒(2B)之间构成的所述外垂直管道(4B)；在整个绕组(1)的轴方向上所述的多个绕组(1)之间安排的多个挡板(6a，6b，6c)；多个流入与流出口(7a，7b，7c)沿着径向在所述外垂直管道(4B)或所述内垂直管道(4A)处交替地开口，并在敞开的空间中形成，该空间是在所述多个挡板(6a，6b，6c)的顶端、所述外垂直管道(4B)的内壁部分和所述内垂直管道(4A)的内壁部分之间形成；以及在两个相邻挡板(6a，6b；6b，6c)之间形成的多个挡板区(8R1，8R2)；绝缘冷却流体以曲折的方式沿着轴向流入到所述的多个挡板区(8R1，8R2)中，其特征在于此变压器绕组结构还包括：使绝缘冷却流体流入到所述水平管道(5)和所述外垂直管道(4B)或所述内垂直管道(4A)的一个建设性结构(11a，11b；11a1，11a2)，至少所述建设性结构(11a，11b)的一部分延伸到所述外垂直管道(4B)的所述内壁部分或所述内垂直管道(4A)的所述内壁部分，以及在比所述建设性结构(11a，11b；11a1，11a2)的安装位置更靠近所述挡板区(8R1)出口一侧的位置上，有使绝缘冷却流体流入到所述水平管道(5)和所述外垂直管道(4B)或所述内垂直管道(4A)的另一个建设性结构(12a，12b；13a，13b；12a1，12a2)，所述另一个建设性结构(12a，12b；13a，13b；12a1，12a2)至少有一部分延伸到所述内垂直管道(4A)的所述内壁部分或所述外垂直管道(4B)的所述内壁部分。2.变压器绕组结构包括：内绝缘筒(2A)；外绝缘筒(2B)；内垂直管道(4A)；外垂直管道(4B)；多个水平管道(5)；构成所述内垂直管道(4A)的多个内垂直隔离件(9a)，它以垂直方向被安排在所述内绝缘筒(2A)的内壁部分上；构成所述垂直管道(4B)的多个外垂直隔离件(9b)，它以垂直方向被安排在所述外绝缘筒(2B)的内壁部分；构成所述多个水平管道(5)的多个水平隔离件(10)，它被安排在所述内绝缘筒(2A)与所述外绝缘筒(2B)之间；沿轴方向成层状的多个绕组(1)，它们之间有所述内垂直管道隔离件(9a)与所述外垂直管道隔离件(9b)预先规定的间隔，并安排在所述内绝缘筒(4A)与所述外绝缘筒(4B)之间；通过插入所述多个内垂直管道的隔离件(9a)，在所述绕组(1)与所述内绝缘筒(2A)之间构成的所述内垂直管道(4A)；通过插入所述多个外垂直管道隔离件(9b)，在所述绕组(1)与所述外绝缘筒(2B)之间构成的所述的外垂直管道(4B)；在整个绕组(1)的轴方向上所述的多个绕组(1)之间安放的多个挡板(6a，6b，6c)；多个流入与流出口(7a，7n，7c)沿着径向在所述外垂直管道(4B)或所述内垂直管道(4A)处交替地开口，并在敞开的空间中形成，该空间是在所述多个挡板(6a，6b，6c)的顶端、所述外垂直管道(4B)的内壁部分和所述内垂直管道(4A)的内壁部分之间形成；以及在两个相邻挡板(6a，6b；6b，6c)之间形成的多个挡板区(8R1，8R2)；绝缘冷却流体以曲折的方式沿着轴向流入到所述的多个挡板区(8R1，8R2)中，其特征在于此变压器绕组结构包括：在从所述挡板区(8R1，8R2)开始实际为1/4-1/3范围的所述水平管道(5)的部位处，使绝缘冷却流体通过经过所述水平管道(5)从所述外垂直管道(4B)流到所述内垂直管道(4A)或通过经过所述水平管道(5)从所述内垂直管道(4A)流到所述外垂直管道(4B)的建设性结构(11a，11b；11a1，11a2)，以及在另一个水平管道(5)的一个部位处，使绝缘冷却流体通过所述水平管道(5)从所述内垂直管道(4A)流到所述外垂直管道(4B)或通过所述水平管道(5)从所述外垂直管道(4B)流到所述内垂直管道(4A)的另一个建设性结构(12a，12b；13a，13b；12a1，12a2)。3.根据权利要求1或2的变压器绕组结构，其特征在于：所述建设性的结构(11a，11b；11a1，11a2)是第一个板状装置，它们延伸到所述外垂直管道(4B)的所述内壁部分或延伸到所述内垂直管道(4A)的所述内壁部分，以及所述另一个建设性的结构(12a，12b；12a1，12a2)是第二个板状装置，它们延伸到所述内垂直管道(4A)的所述内壁部分或延伸到所述外垂直管道(4B)的所述内壁部分。4.根据权利要求3的变压器绕组结构，其特征在于：用一个单元绕组(1)的二级或三级的一部分来分开所述的板状装置(11a，11b；11a1，11a2)，这些装置是延伸到所述外垂直管道(4B)的所述内壁部分或延伸到所述内垂直管道(4A)的所述内壁部分，所述第二个板状装置(12a，12b；12a1，12a2)安排成延伸到所述内垂直管道(4A)的所述内壁部分或延伸到所述外垂直管道(4B)的所述内壁部分。5.根据权利要求3或4的变压器绕组结构，其特征在于：所述第一个板状装置(11a，11b；11a1，11a2)固定在所述外侧水平管道隔离件(10)的夹层中，以及所述第二个板状装置(12a，12b；12a1，12a2)固定在所述水平管道隔离件(10)的夹层中。6.变压器绕组结构包括：内绝缘筒(2A)；外绝缘筒(2B)；内垂直管道(4A)；外垂直管道(4B)；多个水平管道(5)；构成所述内垂直管道(4A)的多个内垂直隔离件(9a)，它以垂直方向安排在所述内绝缘筒(2A)的内壁部分上；构成所述外垂直管道(4B)的多个外垂直隔离件(9b)，它以垂直方向安排在所述外绝缘筒(2B)的内壁部分上；构成所述多个水平管道(5)的多个水平隔离件(10)，它安排在所述内绝缘筒(2A)与所述外绝缘筒(2B)之间；沿轴向成层状的多个绕组(1)，它们之间有由所述内垂直管道隔离件(9a)与所述外垂直管道隔离件(9b)所预定的间隔，并安排在所述内绝缘筒(2A)与所述外绝缘筒(2B)之间；通过插入所述多个内垂直管道的隔离件(9a)，在所述绕组(1)与所述内绝缘筒(2A)之间构成的所述内垂直管道(4A)；通过插入所述多个外垂直管道的隔离件(9b)，在所述多个绕组(1)与所述外绝缘筒(2B)之间构成的所述外垂直管道(4B)；在整个绕组(1)的轴方向上所述的多个绕组(1)之间安排的多个挡板(6a，6b，6c)；多个流入与流出口(7a，7b，7c)沿着径向...

【专利技术属性】
技术研发人员：大野康则，坂元健，清野和之，藤田裕幸，平石清登，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]