一种新形式超、特高压干式空心电抗器模块化结构的制作方法

本技术涉及电抗器的领域，尤其是涉及一种新形式超、特高压干式空心电抗器模块化结构。

背景技术：

1、随着超、特高压交直流网架的不断完善与加强，复杂电网架构的电压和功率输送稳定性变的越来越重要，一大批关键支撑设备的开发和应用也变的越来越急迫。超高压、特高压空心并联电抗器是接在电网线路上的大容量电感线圈，用来进行无功调节，解决电网无功功率过剩，电压偏高等问题，从而提高电力系统的稳定性，是高压交流输电系统、柔直送电系统，直流辅助系统中不可或缺的关键设备之一。

2、目前，电压等级110kv的并联电抗器多采用干式空心电抗器产品，而220kv及以上电抗器大多采用油浸式电抗器。在国内外220kv、500kv和1000kv系统中挂网运行的油浸电抗器设备总量大，故障率明显高于同电压等级的变压器。油浸电抗器振动强，噪音大，易引起内部螺旋的松动、均压球的断裂、套管渗漏油、过热产气等故障，导致放电起火。参照统计数据，国外某特高压工程近年来就已发生了多起500kv油浸式高压电抗器起火烧毁事故，损失巨大，对特高压直流工程建设产生不利影响，亟需研制安全、可靠的替代产品。

3、干式空心电抗器具有无油、无铁芯、阻燃、防爆、绝缘包封高导热等特点，可以避免油浸式电抗器存在的上述问题，并以其结构简单、性能可靠和免维护的独特优点备受行业青睐，是未来技术发展方向之一。鉴于干式空心电抗器的诸多优势，国内外电网工程中对220kv 及以上干式空心电抗器需求量越来越大，开发更高电压等级的干式空心电抗器产品将成为必然。目前220kv及以上超高压、特高压干式空心电抗器均采用多级低电压电抗器串联分压的方式，且超、特高压用的干式空心并联电抗器与低压并联电抗器的一个显著特点是端间电压应力大，大电感小电流，这种电磁弱耦合结构，在运行过程中线圈各位置的温升极其不均匀且会产生大量的热量，热量在电抗器内部难以快速消散，会加速各线圈绝缘层的老化速度，降低电抗器的使用寿命，而且占地非常大，运输和安装困难，电抗器发生故障时需整体更换，事故处理周期长、效率低。

技术实现思路

1、为了加快超、特高压干式空心电抗器在运行过程中热量的消散，降低各线圈的老化速度，同时便于电抗器的运输以及后续的安装和维修工作，提高电抗器的使用寿命，本技术提供一种新形式超、特高压干式空心电抗器模块化结构。

2、本技术提供的一种新形式超、特高压干式空心电抗器模块化结构，采用如下的技术方案：

3、一种新形式超、特高压干式空心电抗器模块化结构，包括底部支撑板、多个沿底部支撑板周向可拆卸连接至底部支撑板下方的绝缘支柱、多个设置在底部支撑板上方且沿高度依次排列的绕组模块，且多个所述绕组模块之间可拆卸连接；

4、每个所述绕组模块均包括支撑底板、固设在支撑底板上方的轴心支撑套筒、可拆卸连接在轴心支撑套筒上方的支撑顶板、套设在轴心支撑套筒外侧的绕组固定架、以及缠绕至绕组固定架上的线圈绕组，多个所述绕组模块内的轴心支撑套筒均连通，所述轴心支撑套筒侧壁和绕组固定架侧壁上分别开设有通风孔和散热孔；

5、还包括设置在底部支撑板与最上方绕组模块之间用于向绕组模块中轴心支撑套筒内部引风加快绕组模块中线圈绕组散热同时使异物不易进入绕组模块内的引风散热拦截机构。

6、通过采用上述技术方案，工作人员安装电抗器时，首先将绝缘支柱拼装并固定至地面，接着根据所需电压等级取用合适数量的绕组模块逐一自下而上堆叠并固定，随后将引风散热拦截机构固定至底部支撑板和绕组模块之间即可完成电抗器的安装；若电抗器在工作过程中其中一个绕组模块损坏，工作人员仅需解除损坏的绕组模块与其上下相连绕组模块之间的连接，并更坏对应损坏后的绕组模块即可；且电抗器在运输至待安装施工位置时，各绕组模块之间均采用上下堆叠模块化结构，可有效减少电抗器整体占地面积，提高电抗器整体运输的便捷性和运输效率；其中工作人员在安装电抗器时，可根据所需电压等级取用合适数量的绕组模块进行堆积木式的精准组合，从而降低电抗器的运行能耗和成本，提高电抗器的实用性和适用性，若局部绕组模块出现事故，各绕组模块采用堆叠的独立单元，还可有效阻止事故扩大，使电抗器维护及维修更换便捷，提高事故处理效率，保障供电连续性，同时超、特高压干式空心电抗器在运行过程中会产生大量的热量，引风散热拦截机构配合各通风孔、散热孔可加快电抗器内部热量的消散，降低电抗器内部的温度，降低各线圈的老化速度，提高电抗器的使用寿命。

7、可选的，所述引风散热拦截机构包括可拆卸连接在底部支撑板上的连接架、固设在连接架上方的多级伸缩支撑套筒、设置在多级伸缩支撑套筒顶部用于向轴心支撑套筒内部引风的引风组件、多个设置在多级伸缩支撑套筒与轴心支撑套筒之间用于将多级伸缩支撑套筒与轴心支撑套筒内侧壁连接的自锁固定组件、以及设置在绕组模块上用于使异物不易进入绕组模块内部的透气拦截组件。

8、通过采用上述技术方案，工作人员安装引风散热拦截机构时，首先将多级伸缩支撑套筒拉长至与多个绕组模块高度相适配，接着将引风组件安装至多级伸缩支撑套筒的顶部，随后通过自锁固定组件将多级伸缩支撑套筒与轴心支撑套筒内侧壁连接，最后在绕组模块上安装透气拦截组件，即可完成引风散热拦截机构的安装；其中自锁固定组件配合多级伸缩支撑套筒不仅可以实现对多级伸缩支撑套筒的快速固定，使多级伸缩支撑套筒对其顶部的引风组件稳定支撑，减小多级伸缩支撑套筒与底部支撑板连接处的应力集中，而且多级伸缩支撑套筒适用于不同数量绕组模块的堆叠，提高引风散热拦截机构的实用性和适用性。

9、可选的，所述引风组件包括设置在多级伸缩支撑套筒顶部的引风板、多个沿圆周方向间隔固设在引风板外侧的挡风板、固设在引风板底部的上连接法兰、固设在多级伸缩支撑套筒顶部的下连接法兰、以及设置在下连接法兰与上连接法兰之间的连接螺栓；

10、所述引风板呈喇叭状，且所述引风板的横截面呈弧形，所述弧形的凸面方向朝向远离挡风板的一侧。

11、通过采用上述技术方案，引风板与相邻两个挡风板之间形成引风仓室，当外界冷风气流流动至引风板一侧时，冷风气流会在引风仓室的引导作用下进入各绕组模块中轴心支撑套筒的内部，并通过通风孔、散热孔使冷风气流与电抗器内部的热风气流产生交互，从而加快电抗器内部冷风气流的循环，且引风板与多个挡风板之间形成360°全方位的多个引风仓室，从而满足对不同风向的冷风气流的引导、吸收和转化，提高引风组件的引风效果。

12、可选的，所述引风板的中心开设有排水孔，所述排水孔与多级伸缩支撑套筒内部连通。

13、通过采用上述技术方案，排水孔便于引风板顶部雨水的疏散，使雨水不易在引风板顶部堆积，从而减轻引风板的重量，降低引风板与多级伸缩支撑套筒连接处的应力集中，且降低雨水对引风板顶部的腐蚀，提高引风板的使用寿命。

14、可选的，所述引风板远离挡风板的一侧固设有多个弧形加强筋，多个所述弧形加强筋沿引风板的周向间隔分布。

15、通过采用上述技术方案，弧形加强筋对引风板的形状进行加固处理，提高引风板对风力的抗压能力，使引风板不易产生形变，提高引风板的使用寿命。

16、可选的，所述自锁固定组件包括转动连接在连接架上的多级伸缩支撑杆、固定套设在多级伸缩支撑杆底部的蜗轮、转动连接在连接架上的蜗杆、设置在蜗杆一侧的驱动电机、多个沿圆周方向间隔设置在多级伸缩支撑套筒外侧的连接板、以及设置在多级伸缩支撑套筒与连接板之间用于带动多个连接板同步向靠近或远离轴心支撑套筒内壁移动的联动部件；所述蜗杆与蜗轮相互啮合。

17、通过采用上述技术方案，通过自锁固定组件使多级伸缩支撑套筒与轴心支撑套筒内侧壁连接时，首先工作人员启动驱动电机，接着驱动电机带动蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮转动，蜗轮带动多级伸缩支撑杆转动，多级伸缩支撑杆即可通过联动部件同步带动多个连接板同步向靠近轴心支撑套筒内壁一侧移动，使连接板压紧至轴心支撑套筒的内壁，而实现多级伸缩支撑套筒与轴心支撑套筒内侧壁的连接；反之，工作人员启动驱动电机反向运转，即可使多个连接板同步向远离轴心支撑套筒内壁一侧移动，解除多级伸缩支撑套筒与轴心支撑套筒内侧壁的连接；其中蜗轮、蜗杆具有自锁性，可使连接板长时间压紧至轴心支撑套筒的内壁，且不易产生松动，从而提高自锁固定组件的连接稳定性。

18、可选的，所述联动部件包括多个固设在多级伸缩支撑套筒外侧壁且与多个连接板一一对应的支撑座、转动连接在支撑座上的旋转套筒、螺纹连接在旋转套筒内的螺杆、设置在支撑座与对应连接板之间的限位杆、固定套设在多级伸缩支撑杆外侧的驱动锥齿轮、转动套设在多级伸缩支撑杆外侧的限位锥齿轮、固定套设在旋转套筒上的从动锥齿轮；

19、所述螺杆一端与连接板转动连接，所述限位杆一端与连接板固定连接、另一端与支撑座滑移连接，多个所述从动锥齿轮分别与驱动锥齿轮和限位锥齿轮均啮合，且所述驱动锥齿轮和限位锥齿轮分别位于从动锥齿轮的上下两侧。

20、通过采用上述技术方案，通过联动部件同步带动多个连接板向靠近或远离轴心支撑套筒内壁一侧移动时，首先当多级伸缩支撑杆转动会带动驱动锥齿轮转动，驱动锥齿轮带动从动锥齿轮转动，从而锥齿轮带动旋转套筒转动，旋转套筒带动螺杆转动，螺杆即可在限位杆的限制连接板转动的作用下带动连接板移动；其中限位锥齿轮配合驱动锥齿轮一方面可同步带动多级伸缩杆与多级伸缩支撑套筒同步上下伸缩，从而保证驱动锥齿轮与从动锥齿轮的稳定连接，另一方面限位锥齿轮与多级伸缩支撑杆转动连接，从而使限位锥齿轮不易干涉从动锥齿轮的转动，保证自锁固定组件的稳定运转。

21、可选的，所述透气拦截组件包括可拆卸连接在最顶部绕组模块上方的顶部拦截网、以及设置在绕组模块中支撑顶板与支撑底板之间的侧面拦截网。

22、通过采用上述技术方案，顶部拦截网和侧面拦截网一方面可防止鸟类等小型生物以及其他塑料袋等易燃异物进入电抗器内，另一方面顶部拦截网和侧面拦截网均采用多孔结构便于电抗器散热，提高设备运行的安全性。

23、可选的，所述线圈绕组与绕组固定架之间设置有多个绑扎带，所述绑扎带采用树脂浸渍玻璃纤维带制成。

24、通过采用上述技术方案，树脂浸渍玻璃纤维带材质为无机非金属材料，具有绝缘性好、耐热性强不易燃烧、抗腐蚀性好，机械强度高等优点，从而进一步提高绕组模块的稳定性和阻燃性。

25、可选的，所述支撑顶板和支撑底板上均开设有多个导水槽，且所述导水槽带有一定坡角。

26、通过采用上述技术方案，导水槽可快速将飘入绕组模块内的雨水排出，从而提高电抗器运行的稳定性。

27、通过采用上述技术方案，综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

28、1.工作人员在安装电抗器时，可根据所需电压等级取用合适数量的绕组模块进行堆积木式的精准组合，从而降低电抗器的运行能耗和成本，提高电抗器的实用性和适用性，若局部绕组模块出现事故，各绕组模块采用堆叠的独立单元，还可有效阻止事故扩大，使电抗器维护及维修更换便捷，提高事故处理效率，保障供电连续性，同时超、特高压干式空心电抗器在运行过程中会产生大量的热量，引风散热拦截机构配合各通风孔、散热孔可加快电抗器内部热量的消散，降低电抗器内部的温度，降低各线圈的老化速度，提高电抗器的使用寿命；

29、2.引风散热拦截机构中自锁固定组件配合多级伸缩支撑套筒不仅可以实现对多级伸缩支撑套筒的快速固定，使多级伸缩支撑套筒对其顶部的引风组件稳定支撑，减小多级伸缩支撑套筒与底部支撑板连接处的应力集中，而且多级伸缩支撑套筒适用于不同数量绕组模块的堆叠，提高引风散热拦截机构的实用性和适用性；

30、3.引风组件中引风板与相邻两个挡风板之间形成引风仓室，当外界冷风气流流动至引风板一侧时，冷风气流会在引风仓室的引导作用下进入各绕组模块中轴心支撑套筒的内部，并通过通风孔、散热孔使冷风气流与电抗器内部的热风气流产生交互，从而加快电抗器内部冷风气流的循环，且引风板与多个挡风板之间形成360°全方位的多个引风仓室，从而满足对不同风向的冷风气流的引导、吸收和转化，提高引风组件的引风效果；

31、4.引风组件中排水孔便于引风板顶部雨水的疏散，使雨水不易在引风板顶部堆积，从而减轻引风板的重量，降低引风板与多级伸缩支撑套筒连接处的应力集中，且降低雨水对引风板顶部的腐蚀，提高引风板的使用寿命；

32、5.自锁固定组件中蜗轮、蜗杆具有自锁性，可使连接板长时间压紧至轴心支撑套筒的内壁，且不易产生松动，从而提高自锁固定组件的连接稳定性；

33、6.联动部件中限位锥齿轮配合驱动锥齿轮一方面可同步带动多级伸缩杆与多级伸缩支撑套筒同步上下伸缩，从而保证驱动锥齿轮与从动锥齿轮的稳定连接，另一方面限位锥齿轮与多级伸缩支撑杆转动连接，从而使限位锥齿轮不易干涉从动锥齿轮的转动，保证自锁固定组件的稳定运转；

34、7.透气拦截组件中顶部拦截网和侧面拦截网一方面可防止鸟类等小型生物以及其他塑料袋等易燃异物进入电抗器内，另一方面顶部拦截网和侧面拦截网均采用多孔结构便于电抗器散热，提高设备运行的安全性。