一种控制变压器损耗的方法及屏蔽结构与流程

1.本发明属于高电压等级大型换流变压器制造技术领域，尤其是产品损耗控制技术领域，具体涉及一种控制变压器损耗的方法及屏蔽结构。


背景技术：

2.变压器是输配电网络中的基础设备，广泛应用于工业、农业、交通、城市社区等领域。我国在网运行的变压器约1700万台，总容量约110亿千伏安。变压器损耗约占输配电电力损耗的40％，具有较大节能潜力。
3.能效提升是企业乃至变压器行业提升的契机，根据新能效标准的实施要求，开展高效节能变压器结构设计创新，确保产品负载损耗参数满足能效要求势在必行。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本发明提供一种一种控制变压器损耗的方法及屏蔽结构。本发明所采用的技术方案如下：
5.一种控制变压器损耗的方法，在变压器夹件腹板的夹件凸台的外周装配ω形铜屏蔽结构，该ω形铜屏蔽结构以夹件凸台外轮廓为漏磁屏蔽设计路径，与传统的u型铜屏蔽结构相比，对于拐角处的磁密较友好，可避免局部过热。同时，将传统的端部漏磁屏蔽结构由单一的磁屏蔽结构或电屏蔽结构，改为由l型铜屏蔽和l型磁屏蔽组成的铜磁复合屏蔽结构，其中的l型铜屏蔽装配在夹件腹板无凸台段上，l型铜屏蔽与ω形铜屏蔽结构在夹件凸台拐角位置搭接30mm，l型铜屏蔽与ω形铜屏蔽结构宽度上重叠但高度上不接触，保证空间高度上的油距，l型磁屏蔽绝缘覆盖装配在l型铜屏蔽上。l型磁屏蔽区域布置在主空道正下方，且与铁心叠片紧密搭接，形成漏磁通由线圈端部回流铁心主磁路的通路，同时利用l型铜屏蔽反向消磁的原理进一步约束漏磁通路的路径，该铜磁复合屏蔽结构可显著降低变压器的结构损耗。
6.一种控制变压器损耗的屏蔽结构，应用前述的一种控制变压器损耗的方法，包括：装配在变压器夹件腹板上的ω形铜屏蔽结构和铜磁复合屏蔽结构，ω形铜屏蔽结构装配在夹件凸台的外周，铜磁复合屏蔽结构由l型磁屏蔽和l型铜屏蔽组成，l型铜屏蔽绝缘装配在夹件腹板无凸台段上，l型铜屏蔽与ω形铜屏蔽结构在夹件凸台拐角位置搭接30mm，l型铜屏蔽与ω形铜屏蔽结构在宽度上重叠但高度上不接触，在l型铜屏蔽外侧面绝缘覆盖装配l型磁屏蔽。
7.本发明的有益效果：
8.本发明通过ω形铜屏蔽结构的形状设计，及其与铜磁复合屏蔽结构中l型铜屏蔽的搭接设计，以及铜磁复合屏蔽结构在夹件上的整体布置设计，通过三维时谐场漏磁仿真对比及实际产品的试验验证，表明该结构较传统的屏蔽结构可显著降低变压器的结构损耗。铜磁复合屏蔽结构在夹件上的配合固定方式，合理利用不同形式的绝缘垫、绝缘管、角环、绝缘螺杆、绝缘螺母等，充分保证l型磁屏蔽与l型铜屏蔽、夹件、铁心叠片的可靠绝缘，
该固定方式可推广应用于变压器夹件不同屏蔽形式的结构固定。
附图说明
9.为了更清楚地说明本发明的具体实施方式、或者现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些具体实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的属于本技术保护范围之内的附图。
10.图1是本发明实施例的变压器夹件腹板和屏蔽结构的布置方式示意图；
11.图2是本发明实施例的铜磁复合屏蔽结构的示意图；
12.图中，1-变压器夹件腹板，2-ω形铜屏蔽结构，3-铜磁复合屏蔽结构，4-l型磁屏蔽，5-l型铜屏蔽，6-夹件腹板无凸台段，7-第一绝缘垫，8-第二绝缘垫，9-铁心叠片，10-夹件绝缘，11-次末级铁心叠片，12-最后一级铁心叠片，13-绝缘管，14-国标螺母，15-双头螺柱，16-国标碟簧，17-国标平垫圈，18-绝缘平垫圈，19-第三绝缘垫，20-第一角环，21-第四绝缘垫，22-m16绝缘螺母，23-m16绝缘螺杆，24-第五绝缘垫，25-第六绝缘垫，26-绝缘螺杆，27-绝缘螺母，28-绝缘方垫圈，29-第二角环。
具体实施方式
13.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
14.一种控制变压器损耗的方法，在变压器夹件腹板的夹件凸台的外周安装ω形铜屏蔽结构；同时，将传统的端部漏磁屏蔽结构由单一的磁屏蔽结构或电屏蔽结构，改为由l型铜屏蔽和l型磁屏蔽组成的铜磁复合屏蔽结构，其中的l型铜屏蔽装配在夹件腹板无凸台段上，l型铜屏蔽与ω形铜屏蔽结构在夹件凸台拐角位置搭接30mm，l型铜屏蔽与ω形铜屏蔽结构宽度上重叠但高度上不接触，保证空间高度上的油距，l型磁屏蔽覆盖装配在l型铜屏蔽上。ω形铜屏蔽结构与夹件凸台之间装配绝缘纸板，ω形铜屏蔽结构的两端通过螺栓固定，一端与夹件等位、另一端与夹件绝缘，保证ω形铜屏蔽结构是单点接地；l形铜屏蔽与夹件、铁心叠片均良好绝缘，l形磁屏蔽与夹件、l形铜屏蔽、铁心叠片均良好绝缘，且l形磁屏蔽与次末级铁心叠片搭接紧密。
15.如图1所示，是本发明实施例的变压器夹件腹板和屏蔽结构的布置方式示意图。一种控制变压器损耗的屏蔽结构，应用前述的一种控制变压器损耗的方法，包括：装配在变压器夹件腹板1上的ω形铜屏蔽结构2和铜磁复合屏蔽结构3。
16.所述的ω形铜屏蔽结构2装配在夹件凸台的外周，ω形铜屏蔽结构2的厚度为10mm。ω形铜屏蔽结构2与夹件凸台之间装配有3mm的绝缘纸板，ω形铜屏蔽结构2的两端通过螺栓固定，一端与夹件等位、另一端与夹件绝缘。
17.如图2所示，是本发明实施例的铜磁复合屏蔽结构的示意图，图2是图1中的d-d的剖视图。夹件是一个装配焊接结构，夹件整体采用低合金钢板材料，l型铜屏蔽5通过通过第一绝缘垫7和第二绝缘垫8装配在夹件腹板无凸台段6上，第一绝缘垫7位于夹件腹板无凸台段6的端部与l型铜屏蔽5的短臂之间，第二绝缘垫8位于夹件腹板无凸台段6的侧面与l型铜屏蔽5的长臂之间，l型铜屏蔽5与夹件之间通过第一绝缘垫7和第二绝缘垫8可靠绝缘；夹件
腹板无凸台段6和最后一级铁心叠片12之间装配夹件绝缘10，夹件与铁心叠片9之间通过夹件绝缘10可靠绝缘开，l型铜屏蔽5的长臂端部通过绝缘管13、国标螺母14、双头螺柱15、国标碟簧16、国标平垫圈17、绝缘平垫圈18和第三绝缘垫19固定装配在夹件腹板无凸台段6上，绝缘平垫圈18和第三绝缘垫19位于l型铜屏蔽5的两侧，第三绝缘垫19位于l型铜屏蔽5和夹件腹板无凸台段6之间，保证了l型铜屏蔽5与夹件的完全绝缘。
18.在l型铜屏蔽5外侧面覆盖装配20mm厚的l型磁屏蔽4，l型磁屏蔽4搭接在铁心叠片9的次末级铁心叠片11处，最后一级铁心叠片12位于次末级铁心叠片11和夹件绝缘10之间，l型磁屏蔽4与铁心叠片9之间设计6mm的空间油距。l型磁屏蔽4由硅钢片在厚度方向上叠积形成，碾压方向在l形弯折方向，最后在l型磁屏蔽4外周包裹两层0.5mm的纸板t4。l型磁屏蔽4的短臂端部与铁心叠片9之间装配第一角环20，第四绝缘垫21和第五绝缘垫24位于l型磁屏蔽4的短臂两侧，l型磁屏蔽4与铁心叠片9之间通过第一角环20、第四绝缘垫21和第五绝缘垫24可靠绝缘；在l型铜屏蔽5的弯折处的外侧装配第二角环29，在第二角环29和第五绝缘垫24之间装配第六绝缘垫25，l型磁屏蔽4与l型铜屏蔽5之间通过第六绝缘垫25、第二角环29可靠绝缘。l型磁屏蔽4的短臂在夹件顶端用m16绝缘螺母22、m16绝缘螺杆23悬挂固定，m16绝缘螺杆23依次穿过第四绝缘垫21、l型磁屏蔽4、第五绝缘垫24、第六绝缘垫25、第二角环29、l型铜屏蔽5和第一绝缘垫7，与夹件腹板无凸台段6的端部内螺纹孔固定连接；l型磁屏蔽4的长臂端部通过绝缘螺杆26、绝缘螺母27和绝缘方垫圈28固定，绝缘螺杆26依次穿过绝缘方垫圈28、l型磁屏蔽4、l型铜屏蔽5和第二绝缘垫8与夹件腹板无凸台段6固定连接，l型铜屏蔽5、第二角环29在固定位置处的开孔需特殊配合，其中l型铜屏蔽5设计φ50的孔、第二角环29设计φ22的孔，该固定结构的设计可充分保证l型磁屏蔽4与l型铜屏蔽5的可靠绝缘。夹件腹板无凸台段6与双头螺栓15、m16绝缘螺杆23、绝缘螺杆26连接处均钻有螺纹孔。
19.ω形铜屏蔽结构2与铜磁复合屏蔽结构的l型铜屏蔽5在夹件凸台拐角位置搭接30mm，ω形铜屏蔽结构2与l型铜屏蔽5在宽度上重叠、但高度上不接触，保证空间高度上的油距。该结构设计，根据三维时谐场漏磁仿真计算所得，可保证夹件凸台处的漏磁通密度控制在0.9t左右。
20.本发明实施例的控制变压器损耗的方法及屏蔽结构，可以在柔直变压器产品上运用，以较低成本实现损耗达标，可以在换流变产品上运用，具有重要的技术研发意义，协同促进企业节能降耗，可减小传统电磁计算的结构耗经验系数，对于变压器电磁计算也是一个有意义的技术创新。
21.最后需要说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此。本领域技术人员应该理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。