[发明专利]变压器绕组结构

说明书

本发明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成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。

多个打开部分，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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。