專利名稱：繞組水冷氣體絕緣變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種絕緣強(qiáng)度高、散熱性能好的大型變壓器，屬于變壓器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
發(fā)電廠大型變壓器一般都是油冷變壓器，其冷卻介質(zhì)(變壓器油)容易著火而且絕緣強(qiáng)度相對于SF6而言是不高的。若變壓器的吸潮器硅膠受潮后更換不及時(shí)，就可能引起主變壓器受潮，造成事故隱患。此外，油冷變壓器還具有體積龐大，運(yùn)輸和維護(hù)不方便等缺點(diǎn)。氣體絕緣變壓器的冷卻介質(zhì)和絕緣介質(zhì)都采用SF6氣體，具有絕緣性能好、體積小、質(zhì)量輕、維護(hù)量小、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，但氣體絕緣變壓器的散熱性能較差，因此目前沒有大容量的SF6氣體變壓器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)之弊端，提供一種絕緣強(qiáng)度高、散熱性能好的繞組水冷氣體絕緣變壓器。本發(fā)明所述問題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種繞組水冷氣體絕緣變壓器，構(gòu)成中包括充有SF6氣體的密封殼體、安裝在殼體內(nèi)的鐵心和繞在鐵心上的高壓繞組和低壓繞組，所述低壓繞組由內(nèi)壁和外壁均設(shè)置有絕緣層的銅管繞制而成，銅管的兩端通過絕緣引水管與殼體外部的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)連接。上述繞組水冷氣體絕緣變壓器，所述殼體設(shè)置兩層，分別為內(nèi)殼和外殼，內(nèi)殼的內(nèi)腔和兩層殼體之間的空腔分別經(jīng)兩根氣管與殼體外部的中間儲(chǔ)氣倉連通，在兩根氣管上均設(shè)置有閥門。上述繞組水冷氣體絕緣變壓器，在兩層殼體之間的空腔內(nèi)設(shè)置有氣體循環(huán)泵，在外殼的外壁上設(shè)置有散熱器。上述繞組水冷氣體絕緣變壓器，所述中間儲(chǔ)氣倉的內(nèi)部設(shè)置有彈性橡膠密封袋，中間儲(chǔ)氣倉的外壁上固定有空氣壓縮機(jī)，所述彈性橡膠密封袋的袋口與空氣壓縮機(jī)的排氣口連接。上述繞組水冷氣體絕緣變壓器，兩層殼體之間通過支撐絕緣子固定連接。上述繞組水冷氣體絕緣變壓器，在殼體上鑲嵌有干燥盒，所述干燥盒的內(nèi)腔通過隔離閥與內(nèi)殼的內(nèi)腔連通。上述繞組水冷氣體絕緣變壓器，所述高壓繞組繞在低壓繞組的外部。本發(fā)明采用SF6氣體作為絕緣介質(zhì)和鐵心的冷卻劑，利用冷卻水循環(huán)系統(tǒng)對氣體絕緣變壓器的繞組進(jìn)行冷卻，既具有氣體絕緣變壓器絕緣性能好、體積小、質(zhì)量輕、維護(hù)量小、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，又具有理想的散熱性能，從而大大提高了變壓器的容量和運(yùn)行的安全性。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 圖2是變壓器殼體結(jié)構(gòu)示意 圖3是中間儲(chǔ)氣倉的結(jié)構(gòu)示意 圖4是低壓繞組的銅管截面示意 圖5是干燥盒結(jié)構(gòu)示意 圖6是低壓出線套管接線圖。圖中各標(biāo)號清單為:1、中間儲(chǔ)氣倉，2、閥門，3、干燥盒，4、內(nèi)殼，5、外殼，6、高壓出線套管，7、低壓出線套管，8、循環(huán)水管，9、氣體循環(huán)泵，10、散熱器，11、繞組，12、監(jiān)控儀表，13、支撐絕緣子，14、氣管，15、彈性橡膠密封袋，16、空氣壓縮機(jī)，17、外絕緣層，18、銅管，19、內(nèi)絕緣層，20、隔離閥，21、引出線，22、引出線絕緣皮，23、接線夾，24、絕緣引水管，25、瓷套端子。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明主要針對火力發(fā)電廠的主變，變壓器繞組的水冷系統(tǒng)完全可以和發(fā)電機(jī)定子側(cè)的水冷系統(tǒng)合并為一套水冷系統(tǒng)，但是在發(fā)電廠的設(shè)計(jì)中要考慮到適量地增加每臺(tái)發(fā)電機(jī)水冷系統(tǒng)的容量。由于導(dǎo)體的發(fā)熱量和電流的平方成正比，變壓器低壓側(cè)電流遠(yuǎn)大于高壓側(cè)，所以發(fā)熱量主要在低壓側(cè)，故只要在低壓繞組內(nèi)用水冷卻。此外，水的冷卻能力很強(qiáng)，高壓繞組套在低壓繞組的外側(cè)，這樣如果冷卻水將低壓繞組的溫度控制在高壓繞組的溫度之下，也可以帶走部分高壓繞組的熱量，高壓繞組的電流小，發(fā)熱不嚴(yán)重，可考慮不采用水冷。繞組水冷氣體絕緣變壓器的本體仍然采用氣體變壓器的基本結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)與充油變壓器在結(jié)構(gòu)上大同小異，冷卻系統(tǒng)也基本相同，同樣有冷卻器和泵(安裝在發(fā)電廠的繞組水冷氣體絕緣變壓器，并入發(fā)電機(jī)水冷系統(tǒng)后，可省去水冷卻器)，只是絕緣介質(zhì)和冷卻劑不同，繞組水冷氣體絕緣變壓器采用了 SF6氣體作為絕緣介質(zhì)和鐵心的冷卻劑，鐵心冷卻方式為充氣風(fēng)冷式，通過氣泵強(qiáng)迫氣體循環(huán)使變壓器冷卻，氣泵的馬達(dá)線圈、葉輪和潤滑油均被密封在SF6氣體的殼體內(nèi)。繞組的冷卻方式為通水冷卻式，循環(huán)泵和潤滑油都在變壓器外，以防漏水，對絕緣造成不良影響；另外，若將其并入發(fā)電機(jī)水冷系統(tǒng)，則繞組水冷氣體絕緣變壓器的循環(huán)泵可與發(fā)電機(jī)共用一臺(tái)。繞組水冷氣體絕緣變壓器采用密封的殼體(箱體)結(jié)構(gòu)，并使用雙層變壓器殼體，內(nèi)殼與外殼的連接全部采用絕緣子，在出線和進(jìn)線處，也采用類似穿墻絕緣子結(jié)構(gòu)，使內(nèi)殼與外殼完全絕緣。所有帶電部分全部密封在內(nèi)殼之內(nèi)，使灰塵和水分不易滲入。變壓器外殼側(cè)壁上設(shè)置干燥盒3，干燥盒3內(nèi)的干燥劑可更換，更換干燥盒3內(nèi)的干燥劑時(shí)，關(guān)閉隔離閥20，防止SF6氣體外漏。繞組的水冷管引出口在變壓器外，防止冷卻水泄露在變壓器內(nèi)，引出后并入發(fā)電機(jī)的水冷系統(tǒng)，繞組采用銅管，根據(jù)要通過的電流的額定值選用對應(yīng)截面的銅管。通入繞組中的冷卻水是經(jīng)過化學(xué)處理的，里面的各種離子都非常少，和火電廠的鍋爐水相同。
變壓器事故情況下，需要迅速將內(nèi)殼中的SF6氣體釋放掉一部分，以防發(fā)生更嚴(yán)重的接地事故?？梢酝ㄟ^中間儲(chǔ)氣倉，將部分內(nèi)殼釋放的氣體排到外殼中，也可以直接排放到中間儲(chǔ)氣倉中。事故情況下，當(dāng)需要緊急釋放SF6氣體時(shí)，可先將彈性橡膠密封袋15內(nèi)的壓縮空氣泄掉，使中間儲(chǔ)氣倉內(nèi)的壓力下降，然后打開內(nèi)殼或外殼與中間儲(chǔ)氣倉之間的閥門，使變壓器殼體內(nèi)的SF6氣體沖入中間儲(chǔ)氣倉，待維修結(jié)束后，利用空氣壓縮機(jī)16使中間儲(chǔ)氣倉內(nèi)壓力增加，將SF6氣體重新壓入內(nèi)殼或者外殼。保護(hù)裝置:
變壓器裝有監(jiān)控儀表12，在壓力偏高或偏低時(shí)發(fā)出報(bào)警信號。繞組水冷氣體絕緣變壓器取消了瓦斯繼電器，裝設(shè)了與瓦斯繼電器等效的突發(fā)壓力繼電器。該繼電器測量氣體壓力的上升速度以確定內(nèi)部故障的發(fā)生并給出一個(gè)跳閘信號。繞組水冷氣體絕緣變壓器必須配置SF6微水在線監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測SF6氣體微水含量的高低(微水含量的高低對設(shè)備的安全可靠工作具有直接的影響)，防止因微水含量超標(biāo)引發(fā)安全事故。繞組水冷氣體絕緣變壓器根據(jù)其所要求的電壓等級來確定變壓器內(nèi)SF6氣體的壓力，電壓等級越高，相應(yīng)的壓力越高。
權(quán)利要求
1.一種繞組水冷氣體絕緣變壓器，其特征是，它包括充有SF6氣體的密封殼體、安裝在殼體內(nèi)的鐵心和繞在鐵心上的高壓繞組和低壓繞組，所述低壓繞組由內(nèi)壁和外壁均設(shè)置有絕緣層的銅管(18)繞制而成，銅管(18)的兩端通過絕緣引水管(24)與殼體外部的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種繞組水冷氣體絕緣變壓器，其特征是，所述殼體設(shè)置兩層，分別為內(nèi)殼(4)和外殼(5)，內(nèi)殼(4)的內(nèi)腔和兩層殼體之間的空腔分別經(jīng)兩根氣管(14)與殼體外部的中間儲(chǔ)氣倉(I)連通，在兩根氣管(14)上均設(shè)置有閥門(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種繞組水冷氣體絕緣變壓器，其特征是，在兩層殼體之間的空腔內(nèi)設(shè)置有氣體循環(huán)泵(9 )，在外殼(5 )的外壁上設(shè)置有散熱器(10 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種繞組水冷氣體絕緣變壓器，其特征是，所述中間儲(chǔ)氣倉(I)的內(nèi)部設(shè)置有彈性橡膠密封袋(15 )，中間儲(chǔ)氣倉(I)的外壁上固定有空氣壓縮機(jī)(16 )，所述彈性橡膠密封袋(15)的袋口與空氣壓縮機(jī)(16)的排氣口連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種繞組水冷氣體絕緣變壓器，其特征是，兩層殼體之間通過支撐絕緣子(13)固定連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種繞組水冷氣體絕緣變壓器，其特征是，在殼體上鑲嵌有干燥盒(3)，所述干燥盒(3)的內(nèi)腔通過隔離閥(20)與內(nèi)殼(4)的內(nèi)腔連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種繞組水冷氣體絕緣變壓器，其特征是，所述高壓繞組繞在低壓繞組的外部。
全文摘要
一種繞組水冷氣體絕緣變壓器，其技術(shù)方案是，它包括充有SF6氣體的密封殼體、安裝在殼體內(nèi)的鐵心和繞在鐵心上的高壓繞組和低壓繞組，所述低壓繞組由內(nèi)壁和外壁均設(shè)置有絕緣層的銅管繞制而成，銅管的兩端通過絕緣引水管與殼體外部的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)連接。本發(fā)明采用SF6氣體作為絕緣介質(zhì)和鐵心的冷卻劑，利用冷卻水循環(huán)系統(tǒng)對氣體絕緣變壓器的繞組進(jìn)行冷卻，既具有氣體絕緣變壓器絕緣性能好、體積小、質(zhì)量輕、維護(hù)量小、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，又具有理想的散熱性能，從而大大提高了變壓器的容量和運(yùn)行的安全性。
文檔編號H01F27/16GK103208349SQ20131015211
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月27日
發(fā)明者劉興杰, 張楠 申請人:華北電力大學(xué)(保定)