一种超高压、大容量移相变压器的高压绕组及绕制方法

技术领域

本发明涉及一种超高压、大容量移相变压器的高压绕组及绕制方法，属于变压器制造技术领域。

背景技术

超高压、大容量的移相变压器由于高压线端需要承受500kV及以上的超高电压以及大电流，所以若按常规设计将有难以突破的瓶颈。超高电压意味着变压器的高压绕组将满足超高电压的绝缘水平要求，绕组绝缘必须能承受在该绝缘水平下的雷电全波、截波等冲击电压侵入而不致损坏。通过改变变压器绕组的结构形式可以改善入侵过电压冲击波在绕组上的分布，从而减小各个线饼之间的电位梯度，以满足绕组的纵绝缘强度要求。已有技术通常的设计是采用内屏蔽-连续式绕组结构或者纠结-连续式绕组结构来实现改善冲击电压分布的目标。大容量移相变压器的一次侧和二次侧绝缘水平相同，由于容量很大，若移相角要求值不大时，绕组线端对中点的电压差较小，此时高压绕组匝数较少。若采用内屏蔽-连续式绕组结构，为增大绕组的纵向电容，屏蔽线设置在幅向并联工作导线间和绕组的匝间，屏蔽线与工作导线根数相同，与幅向并联工作导线交错布置。所以内屏蔽-连续式绕组结构的填充系数小，牺牲填充系数换来的绕组纵向电容增加并不很显著，技术经济性很差。若采用纠结-换位式绕组结构，传统的纠结方式只是靠在辐向上交错排列线匝，以提高相邻线匝间的电压而增大匝间储存的电场能量，以此来提高纠结单元的等值电容，这样绕组的串联电容得以增大。但传统的纠结排列结构太过简单，也仅只能从辐向线匝间增加电容，绕组整体的纵向电容增加并不很显著。大容量变压器因为绕组通过电流大，为了减小绕组导线的涡流损耗以及提高抗短路能力需求，通常采用多芯的自粘换位导线绕制，由于换位导线绕制成的绕组单根导线宽度小，其匝间几何电容很小，而且大容量的移相变压器为了满足散热要求, 线匝之间安插有匝间油道, 这样就更难保证绕组具有足够的纵向电容。

发明内容

本发明目的是提供一种超高压、大容量移相变压器的高压绕组及绕制方法，利用轴向组合线以及多根并绕的特点，在轴向和辐向上都采用多根导线交叉互连的方式，一同增大辐向线匝间和轴向线匝间的匝数差，从轴向和辐向两个维度上来增加线匝间存储的电场能量，以此来提高线圈整体的纵向电容；从而改善绕组在雷电过电压下的冲击分布，优化了绕组的纵绝缘设计，提高了产品运行的安全可靠性，解决背景技术存在的上述问题。

本发明的技术方案是：

一种超高压、大容量移相变压器的高压绕组，该绕组为饼式绕组，分别在上、下端部出线；该绕组在轴向上分三个区间：分别是位于进线端和出线端的端部绕组段，位于中部的中部绕组段；位于进线端和出线端的端部绕组段，由2n（n为整数，且n≥1）根轴向组合导线并联绕制，该轴向组合导线在轴向上为两根导线组合结构；端部绕组的每段线饼之间设有线饼间油道，每段线饼有多个线匝，若干匝为一组，其间设有匝间油道。

所述绕组的中部绕组段为普通导线用连续式结构绕制。所述绕组的中部绕组段也可以采用本发明所述的绕制方式进行绕制

一种超高压、大容量移相变压器的高压绕组绕制方法，绕组的端部绕组段在端部进线后，分成两列分别连接每根轴向组合导线里的一根导线，这n根导线在辐向上和轴向上交错并联；在绕组单元的第一个线饼上绕制m（m为整数，且m≥2）匝后，从绕组的内径侧交叉换位到下一饼，沿着线饼绕制方向正饼绕制m匝后，从绕组的外径侧交叉换位后与之前的线饼里的轴向组合导线取线后剩下的n根导线相连，这n根导线在第一个线饼里绕行m匝至内径侧交叉换位后到下一饼，再沿正饼绕制m匝后并联至单元的出线端；通过这种交叉绕制方法，使得每根导线在轴向和辐向两个方向上与相邻导线的匝数差增大到2m，大幅增加绕组的纵向电容，使得绕组在雷电过电压下的冲击分布得以改善，优化了绕组的纵绝缘设计，提高了产品运行的安全可靠性。

本发明为饼式结构，在饼间和饼内均有线饼间油道和匝间油道，绕组的首端和末端的若干段线饼均采用轴向组合导线并应用发明所述的交叉换位方法绕制，每匝导线在轴向及辐向上均与相邻匝导线有较大的匝数差，以增加绕组整体的纵向电容，从而改善绕组在雷电过电压下的冲击分布。绕组在中部的线饼，视需要可更换为普通导线以连续式绕组的结构绕制。

本发明的有益效果是：通过利用轴向组合线以及多根并绕的特点，在轴向和辐向上都采用多根导线交叉互连的方式，一同增大辐向线匝间和轴向线匝间的匝数差，从轴向和辐向两个维度上来增加线匝间存储的电场能量，以此来提高线圈整体的纵向电容；从而改善绕组在雷电过电压下的冲击分布，优化了绕组的纵绝缘设计，提高了产品运行的安全可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例高压绕组总体结构图；

图2 是本发明实施例端部绕组段结构图；

图中：撑条1、线饼间油道2、匝间油道3、轴向组合线4、绕组首端5、绕组末端6、外径侧交叉换位7、单元的出线端8、线饼绕制方向9、内径侧交叉换位10、绕组单元的线饼序号11、单元的进线端12、线匝序号13、线饼间油道14。

具体实施方式

以下结合附图，通过实施例对本发明作进一步说明。

一种超高压、大容量移相变压器的高压绕组，该绕组为饼式绕组，分别在上、下端部出线；该绕组在轴向上分三个区间：分别是位于进线端和出线端的端部绕组段，位于中部的中部绕组段；位于进线端和出线端的端部绕组段，由2n（n为整数，且n≥1）根轴向组合导线4并联绕制，该轴向组合导线4在轴向上为两根导线组合结构；端部绕组的每段线饼之间设有线饼间油道2，每段线饼有多个线匝，若干匝为一组，其间设有匝间油道3。

所述绕组的中部绕组段为普通导线用连续式结构绕制。

一种超高压、大容量移相变压器的高压绕组绕制方法，绕组的端部绕组段在端部进线后，分成两列分别连接每根轴向组合导线4里的一根导线，这n根导线在辐向上和轴向上交错并联；在绕组单元的第一个线饼上绕制m（m为整数，且m≥2）匝后，从绕组的内径侧交叉换位10到下一饼，沿着线饼绕制方向9正饼绕制m匝后，从绕组的外径侧交叉换位7后与之前的线饼里的轴向组合导线取线后剩下的n根导线相连，这n根导线在第一个线饼里绕行m匝至内径侧交叉换位后到下一饼，再沿正饼绕制m匝后并联至单元的出线端8；通过这种交叉绕制方法，使得每根导线在轴向和辐向两个方向上与相邻导线的匝数差增大到2m，大幅增加绕组的纵向电容，使得绕组在雷电过电压下的冲击分布得以改善，优化了绕组的纵绝缘设计，提高了产品运行的安全可靠性。

在实施例中，如图1所示，绕组为多段饼式绕组，沿撑条1在轴向上绕制。整个绕组段分三个区间：位于进线端和出线端的为采用本发明的端部绕组段，中部为普通的中部绕组段。绕组上端为绕组首端5，下端为绕组末端6。端部绕组段为轴向组合导线4绕制，该轴向组合导线在轴向上为两根导线组合结构。绕组的每段线饼之间有线饼间油道2，每段线饼有多个线匝，若干匝为一组，其间有匝间油道3。

图2为本发明端部绕组段的一个单元结构。以四线并联，每饼m匝为例作进行说明，该绕组由四根轴向组合导线并联绕制，四根轴向组合导线分别取自每根两线组合结构的轴向组合导线的一根导线，绕组单元的线饼序号11：取出来的这四根导线交错并联接至单元的进线端12。在绕组单元的出线端8线饼序号Ⅰ绕制m匝后，导线在绕组的内径侧交叉换位10到序号为Ⅱ的下一饼，再沿线饼绕制方向9正饼绕制m匝后，在绕组的外径侧交叉换位7后与之前序号为Ⅰ的线饼里的轴向组合导线里取线后剩下的四根导线相连，这四根导线在序号为Ⅰ的线饼里绕行m匝至内径侧交叉换位后到序号为Ⅱ的线饼，再正饼绕制m匝后并联至单元的出线端8。绕组的每段线饼之间有线饼间油道14，每段线饼有多个线匝，若干匝为一组，其间有匝间油道。