[发明专利]绕组交错式排列心式变压器用U型平底围屏

说明书

本发明是一种对变压器绕组端部进行绝缘防护的新型绝缘部件，主要应用于绕组交错式排列心式变压器和壳式变压器中，同心式变压器也可应用。由具有规定厚度、规定长度、规定宽度的绝缘纸板构成，在所述绝缘纸板的规定长度或宽度方向上弯成U形，U形底部开口，套装在变压器铁心上，所以叫U型平底围屏，用于代替变压器外角环。这种新型绝缘部件极大改善高压绕组端部的电场分布，减小主漏磁空道的距离，减少变压器成本。

技术领域

本发明是一种对变压器绕组端部进行绝缘防护的新型绝缘部件，主要应用于绕组交错式排列心式变压器和壳式变压器中，同心式变压器也可应用。由于这种新型绝缘部件的发明，产生了一种全新的绕组端部绝缘结构和绝缘防护方法，极大改善高压绕组端部的电场分布，减小主漏磁空道的距离，减少变压器成本。

背景技术

变压器端部电场是指绕组端部对上、下铁轭和对相邻绕组的端部之间及绕组端部对油箱及其他接地零部件之间的电场。变压器端部往往承受较高幅值的工频和冲击电压的作用。当电场状况差时，变压器体积和重量增加，因此要求在不降低应有绝缘强度的前提下，尽可能减小端部的绝缘距离。端部电场状况比较复杂，它是一个容易发生沿面爬电的结构。解决上述放电问题的办法是增加绝缘高度或者增加角环，以增加沿面爬电距离，增加高度主要利用绝缘端圈。

为改善绕组端部的电场分布，高压变压器端部电场改善措施之一就是采用角环。角环是变压器主绝缘最重要一种，角环分正角环和反角环，如图1、2。

绝缘端圈包括铁轭绝缘、铁轭垫块及纸板圈上粘有垫块的各种端部绝缘，它们是变压器主绝缘之一，主要作用是分割油隙、增加爬距、增加击穿强度。铁轭垫块是粘合在铁轭绝缘上的垫块，是构成油隙的主要零部件，外形相似于砖块。铁轭绝缘由多层纸板组成，每层纸板由固定形状和尺寸的小纸板组成，纸板对接，接缝错开的纸板圈，上面粘有铁轭垫块。铁轭绝缘分为一体式，分体式。一体式就是纸板圈上开三个圆孔，共同套装在A、B、C三相铁心上。分体式是在纸板圈上只开一个圆孔，只套在某一相上，三个共同使用，如图3。

传统同心式变压器中绝缘端圈就是对绕组端部和铁心铁轭之间的防护。但在绕组交错排列的心式变压器和壳式变压器中，它们即是绕组端部和铁心铁轭之间的防护，也是相邻绕组端部之间的防护。

我国和国外绝大多数变压器生产厂家均生产同心式心式变压器，只有很少的变压器厂生产壳式变压器。通常对于壳式变压器的生产厂，其所生产的壳式电力变压器的容量大于120MVA，一般电压大于330KV，在小于这一规格时，壳式变压器生产厂也使用心式变压器技术。这是因为容量大于120MVA时，壳式变压器在技术和经济上较心式变压器具有一定的优越性，而在容量小时，心式变压器更为优越。

绕组交错排列的心式变压器的铁心和绕组截面一般是长圆形或椭圆形。壳式变压器的铁心和绕组一般是长方形。因此两者变压器的绕组分成长轴方向和短轴方向，短轴方向与绕组相间是一个方向。变压器的相间就是变压器器身任意相邻的两个绕组之间，例如：变压器A相绕组和B相绕组之间。

上述绝缘的主要问题在于：

首先，绕组交错排列的心式变压器、壳式变压器，大多数状况下绕组外部无法使用反角环。在绕组交错式排列的心式变压器和壳式变压器的某一绕组端部的铁心一侧（绕组内侧），当需要与铁心和另一绕组相同侧（绕组内侧）的端部进行防护时，可以用正角环。在绕组交错式排列的心式变压器某一绕组端部的非铁心一侧（绕组外侧）的端部进行防护时，大多数状况下无法使用反角环，因为99%以上的变压器都是大中小型变压器，120MVA以上的巨型变压器一年不过数台。大多数绕组交错式排列的心式变压器绕组高度极矮，当采用外角环时，会把整个绕组包住，变压器油无法流动，绕组温升会达到无法接受的程度。

其次，绕组交错排列的心式变压器、壳式变压器，如取消反角环，必须靠增大两绕组端部绝缘距离的办法来增加沿面爬电距离，造成成本大升，35KV以下变压器最保守的测算也大于40%以上，超高压变压器会翻番。

发明内容