变压器用换位导线的最新进展.pdf

第39卷第1期
Vol 39 No11
2002年11月
ZOAR
November 2002
变压器用换位导线的最新进展
林正平1,J.C. Fontaine2,M. Zino,C. Properzi2
1.魏德曼系统国际公司,上海200336:2. Continuus/ Kraft公司,德国:3. Protect公司,意大利
4. Continuus公司,意大利)
摘要:介绍了变压器用带油道的换位导线及其特性和生产该换位导线的设备。
关键词:变压器;绕组;带油道换位导线;特性;设备
中国分类号:TM404
文献标识码:B文章编号:1001-8425(2002)11-0025-03
前
随着电力变压器单台容量的增大,低压绕组的
电流也随之增大,因此较大截面的换位导线得到了
早年所应用的换位导线一般含30根左右的单
根导线。如果将几根普通换位导线并联使用,那么并
联换位导线之间的换位要占据许多空间,而且制造
(a)带一个油道的换位导线
工艺上也较难以解决。因此先后开发出含80多根单
根导线的换位导线。但是只增多单根导线的根数,就
会增大导线的总截面。当截面很大时又带来纸带包
不紧的新问题,。如换位导线辐向高度在80~90mm
时,包纸层难以平直地将导线包紧,纸绝缘层会有少
许鼓起,特別在绕组加压和干燥之后,纸层变形更为
b)带两个油道的换位导线
明显,从而在纸层和导线之间出现间隙。绕组浸置于
图1带油道换位导线
油中之后,这里的间隙就成为油囊。这不仅妨碍了导根导线进行弯折,弯折的导线如图2所示。于是在换
线和油之间的热交换,而且使相邻两个线饼之间冷位导线截面中形成一个个空隙,它们既构成换位导
却油道的有效截面减小。为避免出现上述问题,通常线的辐向油道,又参与换位导线的连续換位。出于每
是被迫采用较大的油道,或者放弃采用大截面的换
根导线的几何形状在一个循环中的相似性以及和
位导线而改用两根较小截面的换位导线并绕。这都油的接触面积相同,每根导线的散热情况相同。
使绕组的空间因数明显减小,因此是很不经济的。本
文将介绍一种不带绝缘纸的新型的帯油道的换位导
2新型带油道的换位导线
新型带油道的换位导线是在导线横截面上布设
并制造出一个或几个辐向油道。该油道的构成是导
图2弯折的导线
线本身用工业化的工艺方法制造的。
新型带油道的换位导线如图1所示。换位导线3带油道换位导线的特性
截面中的辐向油道是出换位导线的单根导线本身制
成的,烀數定顺序对换位导线两叠导线的每
该换位导线为不包绝缘纸换位导线,它比包绝
26
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缘纸的导线在导线散热条件方面得到了改善。带油这样可实现变压器尺寸紧凑和变压器效率提高的目
道的换位导线在导线截面内部增设了辐向油道,不标,从而达到提高技术经济指标的综合效果
仅增大了散热面积,而且线饼发热中心的辐向油道
4应用实例
使整个绕组形成轴向油流通道,将有效地提高散热
效果。
表1是在短路阻抗和负载损耗相同的条件下比
(1)换位导线取消了纸层,其最明显的优点是散较两台发电机升压变压器分别使用普通的纸包绝缘
热条件大为改善。由于消除了纸层变形出现的油囊,換位导线和带油道换位导线时的一些指标对比。
线饼的散热路径不是通过油囊传到纸层,再由纸层
表1纸包绝缘换位导线和带油道换位导线指标对比
传到线饼周围的冷却油道,而是油直接与产生热量
指标
650MVA
240MA
的导线接触。在水平油道导向油流冷却的条件下,热
低压绕组采用换位导线包纸油道「包纸油道
阻的差别,后者约为前者的14以下。其结果将使绕
组的平均温度梯度降低到原来的1/3~1/4倍。
绕组横截面积(标么值)1.010.7651.0「0.766
(2)在应用不包纸的截面较大的换位导线,代替
绕组空间因数/%
58.4
76
59
用炳根截面较小普通换位导线的并联绕制时,不存
空间因数増量(标么值)101.30「1.0
1.27
在换位的问题。从设计的角度,不需要考虑水平油道
绕组辐向高度(标么值)1.0「0.78「1.0
0.79
尺寸因纸层变形妨碍併间水平油道的油流通畅而要
绕组轴向长度(标么值)1.00.98
1.0
0.98
适当地放大油道,从而绕组的空间因数可提高接近
铁心高度缩减/mm
30%。
3)从散热的角度看,绕组的散热表面通常是垂
温度梯度/K
4
16
直的内外表面和上下部的水平表面,但共上下水平
在实际应用中,提高空间因数将使变压器尺寸
表面因垫块覆盖约占去30%~40%,带油道的换位导减小,从而适当降低损耗,或者減少一些有效材料的
线在导线截面辐向的中央提供一个油隙,使垂直散消耗。
热面增大一倍。又因为线饼辐向的温度分布,在绕组
例如650MVA的发电机升压变压器,在维持负
内外侧散热条件基本相同的情况下,通常是按抛物载损耗不变的条件下,由于其低压绕组空间因数的
线函数分布。在辐向中央的轴向油道对冷却应是最显著提高,可节省材料约12t。对于240MVA的变压
有效的。由于形成轴问油道使绕组上下部位的油流器可节省材料约6.5t。同时,因铁心窗高降低,空载
得到加强,对冷却十分有利。油流方向如图3所示。损耗也有所降低。并且,温度梯度很低就可以考虑改
如辐向需要有两个油道,也是可以按要求制造的。
变绕组结构,减少饼间油道的数目而得到某些別的
优越性。当然,这还取决于具体设计人员在其工作中
如何取舍。
该换位导线除了在大容量的电力变压器使用之
外,还在其它特种变压器大电流低压绕组上使用,且
也有相似的优越性。如电炉变压器,整流变压器等
以一台50MVA电炉变压器为例,如用2根换
位导线并绕和用1根带油道的换位导线制造的绕组
进行对比。出于前者需要进行换位,绕组尺寸比后者
大。用带油道的换位导线使绕组空间因数提高约
30%,和前面所提到的650MVA升压变压器情况相
低压绕组尺寸的减小,将降低材料消耗和负载
损耗。同时,绕制绕组时省去了换位工作,节省了工
图3绕组应用带油道换位导线的轴油流
时,提高了工效。
采用该换位导线可以在保持短路阻抗不变,允
许的温升条件不变等条件下,改变绕组的设计,使绕
设备简介
组尺寸球分焚消耗滅少,损耗降低或维持不变,
近年来,意大利的 annuus公司、 Protrco公司