一种柔性直流变压器线圈的设计方法及其结构技术

本发明专利技术涉及一种柔性直流变压器线圈的设计方法，设计一种螺旋闭口静电环结构，将螺旋闭口静电环结构相对安装于调压线圈的上下两个端部，螺旋闭口静电环一端的形状与调压线圈端部的导线螺旋高度相匹配；在调压线圈的导线之间加装油道垫块,自铁芯开始从内到外依次布置阀侧线圈、网侧线圈和调压线圈，组成柔性直流变压器线圈整体结构。本发明专利技术还涉及一种柔性直流变压器线圈结构，自粘性换位导线采用轴向八根导线并绕形成单螺旋式线匝结构，自粘性换位导线之间加装油道垫块，自粘性换位导线的出头处设置出头固定撑条，并且用PET带沿线圈圆周方向进行绑扎固定。本发明专利技术整体性好，结构简单，能降低环流损耗并有利于散热和安匝平衡。能降低环流损耗并有利于散热和安匝平衡。能降低环流损耗并有利于散热和安匝平衡。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性直流变压器线圈的设计方法及其结构


[0001]本专利技术属于变压器生产制造领域，具体为一种柔性直流变压器线圈的设计方法及其结构，其中的调压线圈采用单螺旋式调压线圈结构。

技术介绍

[0002]柔性直流输电技术是当今世界电力电子技术应用领域的制高点，是目前世界上可控性最高、适应性最好的输电技术之一，能有效提高电能质量并确保电网安全稳定运行，建设高压柔性直流输电工程，可推动能源的优化配置。
[0003]对于柔性直流变压器而言，当调压线圈置于最外侧时多采用层式线圈结构，当调压线圈匝数较少时，调压线圈高度比内部线圈高度过低，且层式线圈匝间无油道不利于散热。辐向出线分接头过多，一般两到三匝为一级，绕制过程中每一级都要剪线并处理出头绝缘，工艺复杂，不利于工期控制。对于调压线圈采用螺旋式结构时，一般辐向多根并绕、轴向两根并绕，这种绕法换位困难，绕制难度大，增加环流损耗，且端圈和静电环一般采用开口结构，容易变形，不利于均匀端部的场强。另外，若调压线圈端部拉平，在拉平过程中在线圈端部会形成一个较大的三角区，该区域的电场分布极不均匀，铜绞线(等位线)向线圈内大幅度弯曲，三角区上下侧的线饼上会出现场强集中，易发生放电现象，从而损坏变压器，需要采用与调压线圈端面螺旋度相匹配的螺旋式静电环结构。因此，现有的线圈的设计方法及其结构，已经无法很好的满足柔性直流变压器的应用需求。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种柔性直流变压器线圈的设计方法及其结构，其中的调压线圈采用单螺旋式调压线圈结构。本专利技术所采用的技术方案如下：
[0005]一种柔性直流变压器线圈的设计方法，包括以下步骤：
[0006]采用自粘性换位导线绕制单螺旋式线匝结构；设计一种螺旋闭口静电环结构，将螺旋闭口静电环结构相对安装于单螺旋式线匝结构的上下两个端部，螺旋闭口静电环一端的形状与单螺旋式线匝结构端部的导线螺旋高度相匹配；在单螺旋式线匝结构的导线之间加装油道垫块，组成调压线圈；自铁芯开始从内到外依次布置阀侧线圈、网侧线圈和调压线圈，组成柔性直流变压器线圈整体结构。
[0007]一种柔性直流变压器线圈结构，应用前述的一种柔性直流变压器线圈的设计方法，包括：阀侧线圈、网侧线圈和调压线圈，自铁芯开始从内到外依次布置阀侧线圈、网侧线圈和调压线圈；所述的调压线圈包括：出头固定撑条、自粘性换位导线、上端部螺旋闭口静电环、下端部螺旋闭口静电环和油道垫块，自粘性换位导线采用轴向八根导线并绕形成单螺旋式线匝结构，单螺旋式线匝结构的上端部和下端部分别设置上端部螺旋闭口静电环和下端部螺旋闭口静电环，上端部螺旋闭口静电环和下端部螺旋闭口静电环的一端的形状与单螺旋式线匝结构端面螺旋高度相匹配，上端部螺旋闭口静电环和下端部螺旋闭口静电环结构相同，装配方向相反，自粘性换位导线之间加装油道垫块，自粘性换位导线的出头处设
置出头固定撑条，并且用PET带沿线圈圆周方向进行绑扎固定；螺旋闭口静电环包括静电环骨架、铜编织带、铜绞线和绝缘层；所述的静电环骨架为与单螺旋式线匝结构外径相配合的圆环状闭口结构，静电环骨架的一端的形状与单螺旋式线匝结构端面螺旋高度相匹配，静电环骨架的外侧依次缠绕包裹铜编织带和绝缘层，铜绞线挝弯内嵌在对应单螺旋式线匝结构出头位置处的静电环骨架中，铜绞线外表面包扎绝缘纸，铜绞线的一端与铜编织带焊接，铜绞线的另一端穿过铜编织带和绝缘层引出，与单螺旋式线匝结构端部第一匝线饼相连接。
[0008]本专利技术的有益效果是：
[0009]本专利技术的一种柔性直流变压器线圈的设计方法及其结构，单螺旋式调压线圈八根导线轴向并绕排列，保证每根导线长度一样，能有效降低环流损耗；高度方向上匝间加油道垫块可以调整线圈整体高度，有利于散热和安匝平衡；轴向出头位置增加出头固定撑条，提高线圈抗短路能力；采用闭口螺旋闭口静电环增强其防变形能力，能有效保证静电环圆整度，有益于均匀端部的场强；采用自粘性换位导线，增强线圈抗短路能力。该线圈结构整体性好，结构简单，工艺性好，可广泛应用于单元容量大的柔性直流工程中的低损耗大容量柔性直流变压器。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本专利技术的具体实施方式、或者现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些具体实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的属于本申请保护范围之内的附图。
[0011]图1是本专利技术实施例的柔性直流变压器线圈的设计方法的流程图；
[0012]图2是本专利技术实施例的线圈整体结构示意图；
[0013]图3是本专利技术实施例的调压线圈结构示意图；
[0014]图4是本专利技术实施例的调压线圈接线原理示意图；
[0015]图5是本专利技术实施例的螺旋闭口静电环的外形示意图；
[0016]图6是本专利技术实施例的图5的D向视图；
[0017]图7是本专利技术实施例的图5的A
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A向截面意图；
[0018]图8是本专利技术实施例的图6的B
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B向视图；
[0019]图中，1为铁芯，2为阀侧线圈，3为网侧线圈，4为调压线圈，5为出头固定撑条，6为自粘性换位导线，7为上端部螺旋闭口静电环，8为下端部螺旋闭口静电环，9为油道垫块，10为静电环骨架，11为铜编织带，12为铜绞线，13为绝缘层。
具体实施方式
[0020]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0021]如图1所示，是本专利技术实施例的柔性直流变压器线圈的设计方法的流程图。一种柔性直流变压器线圈的设计方法，包括以下步骤：
[0022]采用自粘性换位导线绕制单螺旋式线匝结构，作为调压线圈的主体。
[0023]针对调压线圈端部电场分布极不均匀和开口静电环容易变形的问题，设计一种螺旋闭口静电环结构，将螺旋闭口静电环结构相对安装于单螺旋式线匝结构的上下两个端部，螺旋闭口静电环一端的形状与单螺旋式线匝结构端部的导线螺旋高度相匹配，以此使安匝平衡和电场分布均匀。
[0024]针对层式线圈高度以及不利于散热的问题，在调压线圈的导线之间加装油道垫块，通过油道垫块调整线圈高度并且形成散热油道。
[0025]另外，在导线的出头处设置出头固定撑条，并且用PET带沿线圈圆周方向进行绑扎固定，提高调压线圈的强度和抗短路能力。
[0026]自铁芯开始从内到外依次布置阀侧线圈、网侧线圈和调压线圈，组成柔性直流变压器线圈整体结构。
[0027]如图2所示，是本专利技术实施例的线圈整体结构示意图。一种柔性直流变压器线圈结构，应用前述的一种柔性直流变压器线圈的设计方法，包括：阀侧线圈2、网侧线圈3和调压线圈4，自铁芯1开始从内到外依次布置阀侧线圈2、网侧线圈3和调压线圈4，组成柔性直流变压器线圈整体结构。
[0028本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性直流变压器线圈的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：采用自粘性换位导线绕制单螺旋式线匝结构；设计一种螺旋闭口静电环结构，将螺旋闭口静电环结构相对安装于单螺旋式线匝结构的上下两个端部，螺旋闭口静电环一端的形状与单螺旋式线匝结构端部的导线螺旋高度相匹配；在单螺旋式线匝结构的导线之间加装油道垫块，组成调压线圈；自铁芯开始从内到外依次布置阀侧线圈、网侧线圈和调压线圈，组成柔性直流变压器线圈整体结构。2.根据权利要求1所述的一种柔性直流变压器线圈的设计方法，其特征在于，在导线的出头处设置出头固定撑条，并且用PET带沿调压线圈圆周方向进行绑扎固定。3.一种柔性直流变压器线圈结构，其特征在于，应用如权利要求2所述的一种柔性直流变压器线圈的设计方法，包括：阀侧线圈(2)、网侧线圈(3)和调压线圈(4)，自铁芯(1)开始从内到外依次布置阀侧线圈(2)、网侧线圈(3)和调压线圈(4)；所述的调压线圈(4)包括：出头固定撑条(5)、自粘性换位导线(6)、上端部螺旋闭口静电环(7)、下端部螺旋闭口静电环(8)和油道垫块(9)，自粘性换位导线(6)采用轴向八根导线并绕形成单螺旋式线匝结构，单螺旋式线匝结构的上端部和下端部分别设置上端部螺旋闭口静电环(7)和下端部螺旋闭口静电环(8)，上端部螺旋闭口静电环(7)和下端部螺旋闭口静电环(8)的一端的形状与单螺旋式线匝结构端面螺旋高度相匹配，上端部螺旋闭口静电环(7)和下端部螺旋闭口静电环(8)结构相同，装配方向相反，自粘性换位导线(6)之间加装油道垫块(9)，自粘性换位导线(6)的出头处设置出头固定撑条(5)，并且用PET带沿线圈圆周方向进行绑扎固定；螺旋闭口静电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张会敏，李庭庭，郭鹏鸿，杨仁毅，孙优良，杨伟光，焉媛媛，徐富强，
申请(专利权)人：山东输变电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：