CN212587334U - 一种变压器线圈绕组结构及双分裂干式变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种变压器线圈绕组结构及双分裂干式变压器，变压器线圈绕组结构包括第一低压绕组、第二低压绕组、铜箔和高压绕组；所述第一低压绕组的首排a1与尾排x1均位于左侧；所述第二低压绕组的首排a2与尾排x2均位于右侧；其中，a1、x1、a2、x2的四根铜排端部均与所述铜箔齐平，其直线部分长度等于或大于第一低压绕组或第二低压绕组的高度；双分裂干式变压器，包括变压器和压器线圈绕组结构；所述变压器线圈绕组结构设置于所述变压器上，所述变压器线圈的第一低压绕组和第二低压绕组通过连接机构分别与储能变流器连接；本实用新型设计结构简单，运行安全可靠。

Description

一种变压器线圈绕组结构及双分裂干式变压器

技术领域

本实用新型涉及变压器领域，尤其是一种变压器线圈绕组结构及双分裂干式变压器。

背景技术

当前整个电网公司对电网系统的可靠性和安全性要求越来越高。2018年开始，国家电网公司开始大力推广电网侧储能电站建设。储能系统中储能变流器 (PCS)等设备价格昂贵，并且随着各地用电量的增大，升压变压器的容量也持续增大，制造难度增大，如何保证升压升压变压器安全可靠运行以及升压升压变压器故障情况下有效保护整体储能系统中的设备至关重要。

在现有技术中，目前双分裂干式变压器方面的专利及相关文献主要在低压绕组铜排出线方式、铁心降噪、散热等方面，但对于10kV以上的大容量变压器，由于结构复杂，制造难度大，存在变压器一旦发生故障，无法对与之相连的储能变流器进行有效保护的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题就是在于针对上述现有技术中变压器线圈绕组结构存在结构复杂，制造难度大；10kV以上的大容量变压器一旦发生故障，对储能系统的产生巨大危害的问题，提供一种变压器线圈绕组结构及双分裂干式变压器。

本实用新型解决其技术问题一方面所采用的技术方案是：变压器线圈绕组结构，包括第一低压绕组、第二低压绕组、铜箔和高压绕组；所述第一低压绕组的首排a1与尾排x1均位于左侧；所述第二低压绕组的首排a2与尾排x2均位于右侧；其中，a1、x1、a2、x2的四根铜排端部均与所述铜箔齐平，其直线部分长度等于或大于第一低压绕组或第二低压绕组的高度；相比于第一低压绕组、第二低压绕组的铜排在另一侧出头，本实用新型绕制简单，并可减少铜排用量，避免了上下半段同时绕制铜箔偏移、绕制不齐、工艺复杂的弊端。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一低压绕组和第二低压绕组的外侧分别设置有屏蔽层，所述屏蔽层连接有镀锡紫铜带并与低压上夹件连接形成接地；屏蔽层的作用一是可以均衡高低压绕组间电场，二是变压器故障时可通过屏蔽层接地系统将大电流引入大地，防止因变压器故障而烧毁变流器(PCS) 等设备，减少损失。

作为上述技术方案的进一步改进，所述屏蔽层的外部绕制DMD预浸布，由于所述屏蔽层绕制一圈后搭接位置用DMD预浸布隔开，屏蔽层的铜箔首尾不形成导电回路。

作为上述技术方案的进一步改进，所述高压绕组为多段式结构且采用一体式绕制，装配简单，强度高。

作为上述技术方案的进一步改进，所述高压绕组包括绕组首头、上半部尾头和下半部尾头；高压绕组的上下两部共用同一个绕组首头；绕组首头位于高压绕组的中部，上半部尾头设于高压绕组的上端部，下半部尾头设于高压绕组的下端部，其中，高压绕组的上半部左绕向，高压绕组的下半部右绕向。

作为上述技术方案的进一步改进，所述高压绕组的每相邻的线段之间均用绝缘网格布进行填充，防止绕组立起时出现滑线情况而导致产品不合格。

作为上述技术方案的进一步改进，所述绝缘网格布包括粗楞网格布和细楞网格布；所述粗楞网格布相邻的间距为3-5mm，细楞网格布的间距为2-3mm，保证每层导线绕制平整。

本实用新型解决其技术问题另方面所采用的技术方案是：双分裂干式变压器，包括变压器、储能变流器和变压器线圈；所述变压器线圈设置于所述变压器上，所述变压器线圈的第一低压绕组和第二低压绕组通过连接铜排分别连接所述储能变流器，本实用新型结构出线简单，避免铜排全部从变压器上端引出导致多用铜排。

作为上述技术方案的进一步改进，所述变压器的铁心下铁轭与储能变流器之间设置有铁心减震垫，铁心减震垫可以减小变压器运行过程中因硅钢片震动而产生的噪音。

作为上述技术方案的进一步改进，所述铁心减震垫包括三层结构，其中第一层、第三层所用材料为环氧玻璃布板，中间层为硅橡胶垫，本铁心减震垫既具有一定强度，满足铁心重量要求，又具有一定的缓冲性，并且结构简单，成本低。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的绕组结构尤其适用于电压等级35kV及以上、容量2500kVA 及以上的干式变压器。设计结构简单，运行安全可靠，避免因变压器造成储能系统中设备的大面积损坏。

本实用新型避免了上下半段同时绕制铜箔偏移、绕制不齐、工艺复杂的弊端，并且对于大容量双分裂干式变压器，因绕组高度高，整体绕制时箔绕机绕线轴无法满足长度要求，还需定制箔绕机，成本高的问题。

本实用新型的低压绕组轴向分裂为两段，两段单独绕制，每个低压绕组绕制完成后在外层绕制一层屏蔽层，每个屏蔽层均单独接地；同时高压线圈采用一体绕制、一体浇注成型，提高绕制效率，降低装配难度，节省成本。

附图说明

图1所示为变压器整体结构示意图；

图2所示为低压绕组结构示意图；

图3所示为低压绕组结构的铜排示意图；

图4所示为屏蔽层示意图；

图5所示为高压绕组绕制示意图一；

图6所示为高压绕组绕制示意图二；

图7所示为绝缘网格布示意图；

图8所示为铁心减震垫示意图；

图9所示为变压器与储能变流器连接主视结构示意图；

图10所示为变压器与储能变流器连接侧视结构示意图。

附图中：1是第一低压绕组、2是第二低压绕组、3是铜箔、4是高压绕组、 5是屏蔽层、6是镀锡紫铜带、7是DMD预浸布、8是绝缘网格布、9是变压器、 10是储能变流器、11是铁心减震垫、12是环氧玻璃布板、13是硅橡胶垫、14 是风机、15是支架、16是连接铜排、41是绕组首头、42是上半部尾头、43是下半部尾头、81是粗楞网格布、82是细楞网格布。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参加图1-10所示，本实用新型公开一种变压器线圈绕组结构及双分裂干式变压器。

参见图1-8所示，变压器线圈绕组结构，包括第一低压绕组1、第二低压绕组2、铜箔3和高压绕组4；所述第一低压绕组1的首排a1与尾排x1均位于左侧；所述第二低压绕组2的首排a2与尾排x2均位于右侧；其中，a1、x1、a2、 x2的四根铜排端部均与所述铜箔3齐平，在上述实施例中，根据不同产品或规格型号，其直线部分长度等于或略大于第一低压绕组1或第二低压绕组2的高度；相比于第一低压绕组1、第二低压绕组2的铜排在另一侧出头，本实用新型绕制工艺简单，并可减少铜排用量，本实用新型采用的低压绕组绕制方法与普通干式变压器低压绕制基本一致，避免了上下半段同时绕制铜箔偏移、绕制不齐、工艺复杂的弊端，并且对于大容量双分裂干式变压器，因绕组高度高，整体绕制时箔绕机绕线轴无法满足长度要求，还需定制箔绕机，成本高的问题，在使用时四根出线铜排均采用绝缘子支撑固定，保证了铜排强度。

参见图1、4因低压侧电流大，根据变压器容量不同电流可达几千安培，所以，所述第一低压绕组1和第二低压绕组的外侧分别设置有屏蔽层5，所述屏蔽层5连接有镀锡紫铜带6并与低压上夹件连接形成接地；屏蔽层5的作用一是可以均衡高低压绕组间电场，二是变压器故障时可通过屏蔽层接地系统将大电流引入大地，防止因变压器故障而烧毁变流器(PCS)等设备，减少损失，所述屏蔽层5为0.3mm铜箔。

参见图2所示，所述屏蔽层5的外部绕制DMD预浸布7并收紧，由于所述屏蔽层5绕制一圈后搭接位置用DMD预浸布7隔开，因此，屏蔽层5的铜箔首尾不形成导电回路，在使用时，屏蔽层5的铜箔宽度不大于线圈铜箔的宽度，在使用时，屏蔽层5的左侧和右侧分别通过镀锡紫铜带6引出至低压上夹件形成接地，其中，镀锡紫铜带5与屏蔽层5的铜箔采用焊接。

参见图1、5、6所示，所述高压绕组4为多段式结构且采用一体式绕制，不再进行上下部分别绕制，因高压绕组4每部本身即为多段式结构，不涉及低压绕组上下部一体式绕制时两段铜箔轴向并绕的问题；并且在使用时，低压绕组需与变压器的铁心下铁轭撑紧，采用分段式结构可满足强度要求；而且高压绕组4与低压绕组间为主通道，若采用上下分段方式，则两段线圈中间需用垫块隔开，对变压器本身强度不利，因此，采用一体式绕制方式，变压器装配简单，强度高。

继续参见图5所示，所述高压绕组4包括绕组首头41、上半部尾头42和下半部尾头43；高压绕组4的上下两部共用同一个绕组首头41；绕组首头41 位于高压绕组4的中部，上半部尾头42设于高压绕组4的上端部，下半部尾头 43设于高压绕组4的下端部，其中，高压绕组4的上半部左绕向，高压绕组4 的下半部右绕向。

参见图6所示，由于高压绕组4整体较高，线段数量多，所以，所述高压绕组4的每相邻的线段之间均用绝缘网格布8进行填充，填充时采用填充6-8 个支撑点，防止绕组立起时出现滑线情况而导致产品不合格。在上述实施例中，对于35kV及以上的产品，因高压侧电流小，导线细，线圈匝数多，层数多，为保证每层导线绕制平整，层间绝缘网格布采用特殊要求，对网格布的横向、纵向网格线进行规定，确保绕组绕制质量，所述绝缘网格布8包括粗楞网格布81 和细楞网格布82；所述粗楞网格布相邻的间距为3-5mm，细楞网格布的间距为 2-3mm。

参见图9-10所示，本实用新型的双分裂干式变压器，包括变压器9和变压器线圈绕组结构；所述变压器线圈绕组结构设置于所述变压器9上，所述变压器线圈的第一低压绕组1和第二低压绕组2通过连接机构分别与储能变流器10 连接，在连接时本实施例中采用连接铜排16连接，显然当第一低压绕组1和第二低压绕组2与储能变流器10连接不方便时，还可以采用其它形式进行连接，如电缆的形式，本实施例中，储能变流器10连接铜排从下部引出，本方案设计结构出线简单，避免铜排全部从变压器上端引出导致多用铜排。

所述变压器9的铁心下铁轭与储能变流器10之间设置有铁心减震垫11，铁心减震垫11可以减小变压器运行过程中因硅钢片震动而产生的噪音。

所述铁心减震垫11包括三层结构，其中第一层、第三层所用材料为环氧玻璃布板12，中间层为硅橡胶垫13，本铁心减震垫11既具有一定强度，满足铁心重量要求，又具有一定的缓冲性，并且结构简单，成本低。

所述双分裂干式变压器还包括风机14，所述风机14通过支架15设置于变压器9的底座上，进而能够实现双分裂干式变压器的散热。

所述双分裂干式变压器在装配时，先套装低压绕组的第二低压绕组，然后用撑板撑紧第二低压绕组与变压器的铁心下铁轭，然后套装高压绕组，最后套装低压绕组的第一低压绕组，第一低压绕组套装时保证与第二低压绕组的气道对齐，保证气道通畅，利于散热。

在低压绕组绕制时，首先第一低压绕组，x1与a1铜排出头向左，将尾排 x1与第一低压绕组的铜箔焊接，按设计匝数绕制并放置撑条后，将首排a1与第一低压绕组的铜箔焊接、打磨，随后绕制低压层间绝缘，随后在外部绕制 0.3mm铜箔作为屏蔽层，随后在屏蔽层外部再绕制DMD预浸布并收紧，所述屏蔽层绕制一圈后搭接位置用DMD预浸布隔开，屏蔽层铜箔首尾不形成导电回路，屏蔽层的左侧通过镀锡紫铜带引出至低压上夹件形成接地；第二低压绕组， x2与a2铜排出头向右，方向与第一低压绕组的铜排出头相反，按照第一低压绕组的绕制方式完成绕制，不同之处在于屏蔽层接地用的镀锡紫铜带向右引出，接至低压下夹件。

高压绕组绕制：采用一体式绕制方式，上下两部共用同一个绕组首头，高压绕组的首头位于绕组中部，上半部尾头设于绕组上端部，下半部尾头设于绕组下端部，其中，绕组上端部左绕向，绕组下端部右绕向，高压绕组放置模具后，首先绕制上半部左侧一半，再绕制下半部右侧一半，然后调转模具方向，再绕制上半部和下半部剩余各一半，本实用新型的整个高压绕组绕制仅需调整一次模具方向，结构简单，大大节省绕制时间。

本实用新型通过提供一种双分裂干式变压器设计结构，主要是绕组结构，并对关键点提出合理的设计方案，尤其适用于电压等级35kV及以上、容量 2500kVA及以上的干式变压器。设计结构简单，运行安全可靠，尤其对变压器在经受故障电流等异常情况下其他设备的保护方面提出一种设计方案，避免因变压器造成储能系统中设备的不面积损坏。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种变压器线圈绕组结构，其特征在于，包括第一低压绕组(1)、第二低压绕组(2)、铜箔(3)和高压绕组(4)；所述第一低压绕组(1)的首排a1与尾排x1均位于左侧；所述第二低压绕组(2)的首排a2与尾排x2均位于右侧；其中，a1、x1、a2、x2的四根铜排端部均与所述铜箔(3)齐平，其直线部分长度等于或大于第一低压绕组(1)或第二低压绕组(2)的高度。

2.根据权利要求1所述的一种变压器线圈绕组结构，其特征在于，所述第一低压绕组(1)和第二低压绕组的外侧分别设置有屏蔽层(5)，所述屏蔽层(5)连接有镀锡紫铜带(6)并与低压上夹件连接形成接地。

3.根据权利要求2所述的一种变压器线圈绕组结构，其特征在于，所述屏蔽层(5)的外部绕制DMD预浸布(7)。

4.根据权利要求1所述的一种变压器线圈绕组结构，其特征在于，所述高压绕组(4)为多段式结构且采用一体式绕制。

5.根据权利要求4所述的一种变压器线圈绕组结构，其特征在于，所述高压绕组(4)包括绕组首头(41)、上半部尾头(42)和下半部尾头(43)；高压绕组(4)的上下两部共用同一个绕组首头(41)；绕组首头(41)位于高压绕组(4)的中部，上半部尾头(42)设于高压绕组(4)的上端部，下半部尾头(43)设于高压绕组(4)的下端部。

6.根据权利要求5所述的一种变压器线圈绕组结构，其特征在于，所述高压绕组(4)的每相邻的线段之间均用绝缘网格布(8)填充。

7.根据权利要求6所述的一种变压器线圈绕组结构，其特征在于，所述绝缘网格布(8)包括粗楞网格布(81)和细楞网格布(82)；所述粗楞网格布(81)相邻的间距为3-5mm，细楞网格布(82)的间距为2-3mm。

8.一种双分裂干式变压器，其特征在于，包括变压器(9)和权利要求1-7任意一项所述的变压器线圈绕组结构；所述变压器线圈绕组结构设置于所述变压器(9)上，所述变压器线圈绕组结构的第一低压绕组(1)和第二低压绕组(2)通过连接机构分别与储能变流器(10)连接。

9.根据权利要求8所述的一种双分裂干式变压器，其特征在于，所述变压器(9)的铁心下铁轭与储能变流器(10)之间设置有铁心减震垫(11)。

10.根据权利要求9所述的一种双分裂干式变压器，其特征在于，所述铁心减震垫(11)包括三层结构，其中第一层、第三层所用材料为环氧玻璃布板(12)，中间层为硅橡胶垫(13)。

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