[发明专利]轴向分裂变压器低压绕组一体绕制箔式线圈的工艺

说明书

技术领域

本发明属于变压器技术领域，特别是涉及到一种35千伏及以下电压等级轴向分裂变压器低压绕组一体绕制箔式线圈结构及工艺。

背景技术

在电力系统中，厂用变压器、启备变压器通常采用低压分裂变压器。进入21世纪以来，随着我国光伏发电装机容量的增加，许多新建的光伏电厂为了节省基本建设投资，越来越多的广泛使用低压分裂变压器。低压分裂变压器与一般的电力变压器相比有许多不同之处，它由一个并联的高压绕组和几个轴向或径向分裂的低压绕组组成，分裂变压器正常的电能传输仅在高压、低压绕组之间进行，而在故障时则具有限制短路电流的作用。通常应用较广泛的是低压绕组双分裂的轴向分裂变压器，这种变压器的突出特点是两个相同容量的低压分裂绕组可以独立运行且相互备用，也可以同时并联运行，当某一个低压绕组上所连接的负荷或电源发生故障时，另一个低压绕组仍能正常运行，两个分裂绕组之间没有电的联系，磁的耦合也相对较弱；另外，该种变压器的分裂支路之间具有较大的相互补偿阻抗(通常为20％～25％左右)，可有效地限制短路电流。用该种变压器取代两台同电压等级的变压器，可节约变压器设备成本30％左右，同时可节约占地面积及土建成本40％左右；当今国内各光伏电厂通常选用2组500kWp逆变器与一台1100kVA变压器配合使用，逆变器二次侧电压通常为275V或者315V，经变压器升压至10kV或35kV等级。因此各光伏电厂对双绕组低压分裂变压器的需求日益迫切。

由于此规格变压器低压电压低，因而电流很大，技术及工艺难点多，且线圈绕制工时高，国内外传统的变压器生产厂家的制造成本高，且在半穿越运行状态(即低压绕组的两个分裂分支中仅有一个分支与高压绕组负荷运行)抗短路性能偏低。35kV及以下电压等级轴向分裂变压器，低压绕组有两种结构型式——低压线圈采用扁线绕制和采用铜箔或铝箔绕制，不论采用哪种结构形式，目前国内轴向分裂变压器的低压绕组技术方案均为两个分裂的低压绕组，采用单独绕制组合在一起后，再绕制高压线圈或在两个分裂的低压绕组外再分别绕制高压绕组后再进行整体套装，高、低压绕组均为统绕结构型式。不论采用哪种绕制方式，两个分裂的低压绕组之间均需增加绝缘及导热油散热的绝缘端圈，绝缘端圈会一定程度上影响油流通道的流畅，从而影响线圈的温升，绝缘端圈因散热要求，通常设置较厚，造成两个分裂的低压绕组间距离大，造成材料浪费。两个单独绕制的低压绕组，存在绕组外形尺寸、电阻率的偏差或不同等问题，绕组尺寸偏差会造成高低压绕组之间主漏磁空道尺寸不同而导致阻抗电压偏差，且会影响统绕高压线圈紧度，从而影响线圈的抗短路能力。电阻偏差会降低产品的直流电阻平衡性能。传统结构的低压分裂线圈在整台线圈绕制过程中需要绕制6个线圈，与电力变压器相比工时增加一倍。

如何设计新型的低压线圈特殊结构，使之降低加工工时与材料消耗，与传统结构相比尽可能提高半穿越运行状态下轴向分裂式变压器的抗短路性能，这正是35kV及以下电压等级轴向分裂变压器设计中的国内外技术关键点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种轴向分裂变压器低压绕组一体绕制箔式线圈结构及工艺，用来解决传统的低压分裂线圈浪费工时和材料；油流通道不畅，影响温升；绕组尺寸偏差，影响线圈的抗短路能力等技术问题。

轴向分裂变压器低压绕组一体绕制箔式线圈结构，其特征是：包括上分裂线圈和下分裂线圈，所述下分裂线圈与上分裂线圈的结构一致，并且下分裂线圈与上分裂线圈呈轴向对称布置,下分裂线圈与上分裂线圈之间设置有中部绝缘环垫；

所述上分裂线圈包括外出线排、内出线排、端部绝缘环垫、散热油道、金属箔绕组、绝缘纸、出头绝缘垫块、引出排根部绝缘垫块，所述外出线排的数量为两个，两个外出线排一一对应分布在上分裂线圈和下分裂线圈上，外出线排的一端通过氩弧焊与金属箔绕组焊接，外出线排的另一端的端部开有螺栓把接孔，并且通过该螺栓把接孔与低压引线连接；所述内出线排的数量为两个，两个内出线排一一对应分布在上分裂线圈和下分裂线圈上，内出线排的一端通过氩弧焊与金属箔绕组焊接，内出线排的另一端的端部开有螺栓把接孔，并且通过该螺栓把接孔与低压引线连接，内出线排与外出线排之间通过出头绝缘垫块固定连接；所述端部绝缘环垫的一端与金属箔绕组连接；所述散热油道的一部分位于上分裂线圈的内部，散热油道的另一部分位于下分裂线圈的内部；所述金属箔绕组的一面与绝缘纸固定连接，用作金属箔绕组绕制线圈后层与层之间的绝缘；所述引出排根部绝缘垫块为两块，其中一块位于两个外出线排之间，另一块位于两个内出线排之间。

所述金属箔绕组为铜箔绕组或者铝箔绕组。

所述外出线排和内出线排均为铜排或者铜铝过渡排。