[发明专利]高压绕组

说明书

技术领域

本发明涉及电力或电磁装置，包括一个高压绕组，并适用于某些电力技术用途、电机。这样“电机”所指的是静态电机如变压器、反应器和旋转电机如同步电机，以及双馈电机、异步整流器级联中的应用装置、外磁极电机、同步流式电机或交流电机。

在第一个方面中，本发明涉及一种高压绕组，它包括于电机中，包括一个绝缘导体。更准确地说，本发明的第一个方面涉及一种根据权利要求1的前序部分的高压绕组。具体地说，本发明涉及一种包括一个绝缘导体的高压绕组，其中绝缘导体包括多个绞合线，它们相互之间保持电绝缘。为此用途，“高压”指的是高达电能的发电、传输或分配中所用到的最高电压的电压。

在第二个方面中，本发明涉及一种在制造、安装、维修或其它维护或修理工作中用于连接这种绝缘导体的方法，其中绝缘导体包括于一个高压绕组中并且包括多个相互之间保持电绝缘的绞合线。本发明的方法迅速、简单、可靠，保证构成连接起来的导体的部分的绞合线之间保持紧密电接触，从而在接头中保持良好电接触。

本发明的第三个方面涉及一种电机，它包括具有这种连接起来的绝缘导体的高压绕组。

发明背景和现有技术

尽管以下描述主要涉及并以高压绕组作为旋转电机的一部分的现有技术和本发明为例，因而，首先涉及并以高压定子绕组为例，但本发明基本适用于各种类型的电机，同样包括静态电机如变压器和反应器。在本申请中，“高压绕组”一词指的是使用中电压电平为20至800KV，优选高于36KV的绕组。包括这种高压绕组的变压器和反应器用于在两个或多个系统间交换电能，用于传送或分配电能，因而高压绕组按照本身已知的方式用于进行电磁感应。具有本发明的高压绕组的变压器主要设计用于的额定功率从几百KVA直到超过1．000MVA，而额定电压从几VK直到相当于400至800KV或更高的高传输电压。

用于所述电压电平，根据已有技术安装于旋转电机如发电机中的高压绕组包括许多绝缘的矩形铜线，在一个定子绕组中，这些绞合线交叉起来，也就是说它们相互改变位置并封装于一个共同的绝缘层中，其中导线和绝缘层的结构使得导体的线束能具有矩形横截面。使用矩形铜导体的原因是这可以产生较小的涡流损耗。此类发电机通常设计用于电压值从15KV直到30KV的电压，30KV通常被认为是上限。因此这就使得发电机通过变压器与输电网相连，变压器将电压转变为输电网中所用的高电压，通常为130－400KV。通过使高压绕组包括如以前在尚未发布的国际专利申请PCT／SE97／00874中所公开的那样的绝缘导体(所述导体在本申请中的下文中称作高压电缆)，使其绝缘层为电能传输中所用的电缆的绝缘层类型相同，就可以将电机的电压提高从而使得它可以直接与传输电网相连，而无需中间的变压器。这种电缆及其内部构成、制造和安装方法如以前的尚未公布的国际专利申请PCT／SE97／00874、PCT／SE97／00877、PCT／SE97／00901、PCT／SE97／00902、PCT／SE97／00903中所述。电缆包括许多绞合线，它们通常为圆形横截面，由铜、铝或其它适用的金属或合金如铝基或铜基合金制成。优选的，所用的导线直径小于4mm。这些细绞合线构成的导体外侧包围着一个第一内半导体层、一个绝缘层和一个第二外半导体层，其中绝缘层优选地包括一种交联型聚乙烯组分。

因此，本发明的高压电缆不包括包围着配电所用高压电缆并对其起机械保护作用以防如磨损和其它损坏的外保护皮。而且本发明的高压电缆在外半导体层外侧也不存在任何外绝缘层。具有包括这种高压电缆的高压绕组的一种旋转电机在以前的、尚未公布的国际专利申请中进行了详细描述。使用这种高压电缆需预先假定电机已适合于这些高压绕组，也就是说电机中外半导体层已经接地，同时鉴于局部放电的可能性以及外半导体层起到接地的作用，已经采取措施以显著提高该层的电阻系数，以便减小否则由于该层中感应产生的涡流而产生的热损耗。另外高压电缆放于其中的绕组槽边已进行改进，优选地它们比以前更深以便可以放入更厚的绝缘层，这就会导致其它的结构改动以便防止发生固有谐振并进行冷却。将高压电缆放于槽中并固定住，并且由于缺少外保护皮和外绝缘层因而对这种特殊的高压电缆操作时会发生机械磨损，这些也要求采取一定措施。导体放入槽中时必须不会损坏外半导体层，并且接地必须受到保护。