220kV电压等级气体绝缘变压器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种220kV电压等级气体绝缘变压器，属于变压器【技术领域】。技术方案是：包含：220kV气体绝缘变压器的箱体；220kV高压电缆出线的SF6气体、SF6气体套管及电缆盒；220kV变压器的器身，包括铁心、线圈及引线；变压器有载调压开关；用于二次保护的气体密度计及压力监测装置、突发压力继电器、气体温度计、绕组温度计；用于变压器冷却的片式散热器、气体循环泵、气流指示器、吹风装置、冷却系统智能控制箱；变压器内部绝缘及冷却介质为SF6气体。本发明有益效果：和常规的油浸式变压器相比，220kV气体绝缘变压器具有防火、防爆、安全性能高；监测和保护配置完善，更适合使用于城市中心人口集中的场所使用。
【专利说明】220kV电压等级气体绝缘变压器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种220kV电压等级气体绝缘变压器，属于变压器【技术领域】。
【背景技术】
[0002] SF6气体绝缘变压器主要应用于大城市人口较集中的场合，目前应用的都是110kV 及以下电压等级的气体绝缘变压器，对于110kV及以下电压等级的气体绝缘变压器，也只 限于几个变压器厂家能够制作；而220kV电压等级的气体绝缘变压器，还没有相关的制造 和应用，随着国内城市及用电系统的规划，220kV气体绝缘变压器的需求量也逐步提上日 程，因此对于220kV电压等级变压器的技术开发成为一种需求。
【发明内容】
[0003] 本发明目的是提供一种220kV电压等级气体绝缘变压器，满足用电需要，解决背 景技术中存在的问题。
[0004] 本发明的技术方案是： 220kV电压等级气体绝缘变压器，包含：220kV气体绝缘变压器的箱体；220kV高压电缆 出线的SF6气体、SF6气体套管及电缆盒；220kV变压器的器身，包括铁心、线圈及引线；变压 器有载调压开关；用于二次保护的气体密度计及压力监测装置、突发压力继电器、气体温度 计、绕组温度计；用于变压器冷却的片式散热器、气体循环泵、气流指示器、吹风装置、冷却 系统智能控制箱；变压器内部绝缘及冷却介质为SF 6气体。
[0005] 变压器器身高压首头从中部幅向引出，采用两路并联结构，高压末头及分接出头 从线圈的两端部引出，两路并联的结构，变压器高压绕组和低压绕组及其垫块、撑条采用高 于E级的耐热绝缘件。
[0006] 变压器220kV高压侧采用气-气高压套管与220kV电缆终端相连，实现220kV的 引出，满足与220kV高压电缆联接的需求。
[0007] 通过突发压力继电器、气体密度计及压力监测装置、气体温度计、绕组温度计实现 对变压器内部故障、SF 6气体的压力及密度、温度的监测，实现对变压器的二次保护。
[0008] 通过温度计、冷却系统智能控制箱分层次控制变压器气体循环泵及吹风装置的开 启及停止，实现变压器自冷容量和强气风冷容量的切换。
[0009] 所述内部绝缘及冷却介质采用sf6气体，其变压器的箱体采用压力容器进行设计 和制造本发明箱体采用压力容器的标准进行设计制造，保证220kV电压等级气体绝缘变压 器的强度及内部的SF 6气体泄漏率不超过0.5%，SF6气体绝缘变压器是一种不燃、不爆、不泄 露、免维护的设备，更适用于城市人口集中对安全等级要求较高的场所使用；变压器高压采 用SF 6气体、SF6气体套管将高压电缆终端联接的高压电缆仓与变压器本体进行隔离，形成 两个独立的气室，便于对变压器高压侧局部放电的测量及220kV电缆头的维修及更换。 [0010] 所述的变压器器身高压首头从中部幅向引出，采用两路并联结构，高压末头及分 接出头从线圈的两端部引出，两路并联的结构，是将220kV高电压线圈首端出头从变压器 中部引出，将电压等级较低的220kV高压中性点出头及分接出头从器身的上下端部引出， 使线圈端部不均匀电场强度大幅降低，减小线圈端部的绝缘尺寸，达到变压器绝缘性能更 加可靠、变压器高度有效降低、节约成本的三重目的；变压器绕组采用耐热等级为E级的绝 缘，与变压器绕组线饼发热部分接触的绝缘件(线圈垫块和撑条）采用高于E级的耐热绝缘 件，保证变压器的抗老化能力。
[0011] 采用220kV气-气套管解决了采用传统的盆式绝缘子现场进行局部放电试验时 需要另外设置单独的试验装置的问题，该结构可以直接对高压侧局部放电进行监测；通过 气-气高压套管与220kV电缆终端相连实现了室内变电站220kV高压不外露的安全性能， 变电站设备更加安全可靠。
[0012] 本发明变压器具有优良的二次保护性能，当变压器内部出现故障时，有突发压力 继电器发出跳闸信号；当温度过高出现压力过高时，有温度及气体密度压力监测仪表的双 重保护发出报警信号；当出现漏气时有气体密度压力监测装置发出信号；当顶层气体及绕 组温度过高时有相关的气体温度计及绕组温度计发出信号进行保护。
[0013] 变压器器身中的低压绕组采用PET绝缘自粘换位导线进行连续式绕制；高压绕组 采用PET绝缘组合导线绕制，中部引出、两路并联纠结式结构；与变压器绕组线饼发热部分 接触的绝缘件(线圈垫块和撑条）采用高于E级的耐热绝缘件，保证变压器的抗老化能力； 变压器器身主绝缘采用纸筒-气隙结构。
[0014] 变压器采用组合真空式有载开关，开关切换灭弧在真空泡中进行，保证变压器开 关在切换过程中对SF 6气体没有影响；切换开关采用独立的气室，便于在不影响变压器本体 的情况下对开关切换气室进行检修。
[0015] 变压器采用带有温度补偿的气体密度计对变压器气室的SF6气体的密度进行监 测，当本体气体密度变低时按降低的情况分别发出报警和跳闸信号，当变压器内部由于温 度升高到高压报警时发出高压报警信号；变压器本体、高压电缆仓、开关气室均设置突发压 力继电器，当内部故障时突发压力继电器动作发出跳闸信号；变压器设置顶层气体温度计 及绕组温度计，用于温度过高报警及控制冷却装置的启动；变压器冷却系统由片式散热器、 气体循环泵、气流指示器、吹风装置、冷却系统智能控制箱组成，冷却系统智能控制箱可以 通过变压器的温度情况自动对气泵及风机的启动及停止进行控制。
[0016] 本发明有益效果：和常规的油浸式变压器相比，220kV气体绝缘变压器具有防火、 防爆、安全性能高；监测和保护配置完善，更适合使用于城市中心人口集中的场所使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1为本发明的器身结构图； 图2为本发明变压器的主视图； 图3为本发明变压器的俯视图； 图4为本发明变压器的侧视图； 图中：1铁心，2低压线圈，3低压线圈端部绝缘、4线圈压板，5主绝缘，6高压线圈，7高 压线圈端部绝缘，8高压末端及分接上出头，9围屏，10高压首端出线，11高压末端及分接下 出头，12下部绝缘，13器身托板，14高压电缆盒，15接地套管，16气箱，17低压套管，18气流 指示器，19高压中性点套管，20气泵，21高压电缆盒气室突发压力继电器，22气-气高压套 管，23高压电缆终端，24片式散热器，25吹风装置，26冷却系统智能控制箱，27有载分接开 关，28开关气室突发压力继电器，29本体气室突发压力继电器，30本体气室气体密度监测 表，31开关气室压力监测表，32高压电缆盒气室气体密度监测表，33气体温度计，34绕组温 度计，。
【具体实施方式】
[0018] 以下结合附图，通过实例对本发明作进一步说明。
[0019] 图1所示是本发明所述的220kV电压等级气体绝缘变压器内部器身结构：铁心1， 低压线圈2,低压线圈端部绝缘3、线圈压板4,主绝缘5,高压线圈6,高压线圈端部绝缘7， 高压末端及分接上出头8,围屏9,高压首端出线10,高压末端及分接下出头11，下部绝缘 12,器身托板13。
[0020] 低压首头、低压末头从线圈的上下端部穿过器身轴向引出；高压首头从中部幅向 引出，采用两路并联结构，高压末头及分接出头从线圈的两端部引出，两路并联将电压等级 较低的高压中性点放置在容易发生电场强度集中的线圈端部；主绝缘5采用纸筒、撑条的 分割器隙的结构，变压器由A、B、C三相器身组合成三相变压器的器身，通过内部引线与图3 中的低压套管17,图4中的气-气高压套管22、高压中性点套管19,图3中的有载分接开关 27联接实现三相变压器的高低压引出及有载调压的功能。
[0021] 图2、图3、图4所示为本发明所述的220kV电压等级气体绝缘变压器外部的三视 图，其中包括高压电缆盒14,接地套管15,气箱16,低压套管17,气流指示器18,高压中性 点套管19,气泵20,高压电缆盒气室突发压力继电器21，气-气高压套管22,高压电缆终端 23,片式散热器24,吹风装置25,冷却系统智能控制箱26,有载分接开关27,开关气室突发 压力继电器28,本体气室突发压力继电器29,本体气室气体密度监测表30,开关气室压力 监测表31，高压电缆盒气室气体密度监测表32,气体温度计33,绕组温度计34。
[0022] 其中通过气-气高压套管22、高压电缆盒14、高压电缆终端23及相关的内部联接 导体实现220kV高压侧与外部220kV高压电缆的联接；通过低压套管17实现变压器低压 与外部低压用电设备的联接；气流指示器18、气泵20、片式散热器24、吹风装置25、冷却系 统智能控制箱26组合成变压器冷却系统，通过气泵20的运行促进变压器内部冷却介质SF 6 气体的循环，提高散热效率，气流指示器18用于指示气泵的运行状态，通过吹风装置25促 进片式散热器24外部空气的循环，进一步提高散热能力，通过监测变压器顶层气体及绕组 温度由冷却系统智能控制箱26对气泵20和吹风装置25的开启及停止进行控制；当变压 器高压电缆盒SF 6气室、有载分接开关SF6气室、本体SF6气室一旦内部发生故障后，可通过 高压电缆盒气室突发压力继电器21、开关气室突发压力继电器28、本体气室突发压力继电 器29发出跳闸信号切断变压器的运行；本体气室气体密度监测表30,开关气室压力监测表 31，高压电缆盒气室气体密度监测表32用于对变压器高压电缆盒SF 6气室、有载分接开关 SF6气室、本体SF6气室三个气室的SF 6气体密度及压力进行监测，发出低压报警、低压跳闸 及高压报警信号以控制变压器的正常运行；气体温度计33用于监测变压器顶部SF 6气体的 温度，绕组温度计34用于监测变压器绕组的温度，通过温度信号控制变压器冷却系统的启 动及停止，同时可以发出高压报警及跳闸信号以控制变压器的正常运行状态。
【权利要求】
1. 一种220kV电压等级气体绝缘变压器，其特征在于包含：220kV气体绝缘变压器的箱 体；220kV高压电缆出线的SF 6气体、SF6气体套管及电缆盒；220kV变压器的器身，包括铁 心、线圈及引线；变压器有载调压开关；用于二次保护的气体密度计及压力监测装置、突发 压力继电器、气体温度计、绕组温度计；用于变压器冷却的片式散热器、气体循环泵、气流指 示器、吹风装置、冷却系统智能控制箱；变压器内部绝缘及冷却介质为SF 6气体； 变压器器身高压首头从中部幅向引出，采用两路并联结构，高压末头及分接出头从线 圈的两端部引出，两路并联的结构，变压器高压绕组和低压绕组及其垫块、撑条采用高于E 级的耐热绝缘件； 变压器220kV高压侧采用气-气高压套管与220kV电缆终端相连，实现220kV的引出， 满足与220kV高压电缆联接的需求。
2. 根据权利要求1所述的220kV电压等级气体绝缘变压器，其特征在于：通过突发压 力继电器、气体密度计及压力监测装置、气体温度计、绕组温度计实现对变压器内部故障、 SF 6气体的压力及密度、温度的监测，实现对变压器的二次保护。
3. 根据权利要求1或2所述的220kV电压等级气体绝缘变压器，其特征在于：通过温 度计、冷却系统智能控制箱分层次控制变压器气体循环泵及吹风装置的开启及停止，实现 变压器自冷容量和强气风冷容量的切换。
4. 根据权利要求1所述的220kV电压等级气体绝缘变压器，其特征在于：所述内部绝 缘及冷却介质采用SF6气体，其变压器的箱体采用压力容器进行设计和制造本发明箱体采 用压力容器的标准进行设计制造，保证220kV电压等级气体绝缘变压器的强度及内部的SF 6 气体泄漏率不超过0. 5% ;变压器高压采用SF6气体、SF6气体套管将高压电缆终端联接的高 压电缆仓与变压器本体进行隔离，形成两个独立的气室，便于对变压器高压侧局部放电的 测量及220kV电缆头的维修及更换。
5. 根据权利要求1所述的220kV电压等级气体绝缘变压器，其特征在于：所述的变压 器器身高压首头从中部幅向引出，采用两路并联结构，高压末头及分接出头从线圈的两端 部引出，两路并联的结构，是将220kV高电压线圈首端出头从变压器中部引出，将电压等级 较低的220kV高压中性点出头及分接出头从器身的上下端部引出，使线圈端部不均匀电场 强度大幅降低，减小线圈端部的绝缘尺寸，达到变压器绝缘性能更加可靠、变压器高度有效 降低、节约成本的三重目的；变压器绕组采用耐热等级为E级的绝缘，与变压器绕组线饼发 热部分接触的绝缘件(线圈垫块和撑条）采用高于E级的耐热绝缘件，保证变压器的抗老化 能力。
6. 根据权利要求1所述的220kV电压等级气体绝缘变压器，其特征在于：本发明变压 器具有优良的二次保护性能，当变压器内部出现故障时，有突发压力继电器发出跳闸信号； 当温度过高出现压力过高时，有温度及气体密度压力监测仪表的双重保护发出报警信号； 当出现漏气时有气体密度压力监测装置发出信号；当顶层气体及绕组温度过高时有相关的 气体温度计及绕组温度计发出信号进行保护。
【文档编号】H01F27/40GK104157434SQ201410416312
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月22日 优先权日:2014年8月22日
【发明者】王志勇, 张喜乐, 艾精文, 边庆恺, 戴志勇, 刘强, 涂昊曦, 刘连兴, 王健, 王奎生 申请人:深圳供电局有限公司, 保定天威保变电气股份有限公司, 保定保菱变压器有限公司