本发明属于海上风电大容量油浸式变压器，尤其涉及一种66kv海上风电大容量油浸式变压器线圈结构设计方法。
背景技术：
1、随着装机容量的不断上升，配套变压器的容量也不断攀升，那么变压器低压线圈承受的额定电流达到1万安培以上，为保证大容量变压器的抗短路能力和线圈限值要求，往往高低压线圈均会采用饼式线圈的结构，但是由于低压线圈仅有10多匝，需采用常规的螺旋式结构绕制，这样会造成低压线圈的螺旋角偏大，反而会影响低压线圈的抗短路能力。
2、常规大容量变压器电气方案计算时，通常采用高低压线圈均是饼式线圈的结构，高压线圈额定电压为69kv，为保证其抗短路能力和避免局部温升过热，一般都是采用连续结构的饼式线圈，而该大容量变压器根据风力发电系统，低压线圈额定电压仅为1.14kv，线圈匝数较少仅为十来匝，而电流可达到上万安培，通常都是采用多根自粘换位导线并绕的螺旋式结构的饼式线圈，虽然可以满足线圈温升要求，由于大容量变压器低压线圈多采用多根导线螺旋式结构，该结构形成的螺旋角会使端部横向漏磁大。横向漏磁会导致高、低压绕组所受力不平衡度加剧。而且高、低压绕组轴向安匝分布不平衡时，产生横向漏磁场，绕组在该漏磁场中受力加剧不平衡。
技术实现思路
1、本发明提供一种66kv海上风电大容量油浸式变压器线圈结构设计方法，方法针对海上风电大容量变压器，在不影响温升限值的条件下，确保其抗短路能力的提升，保证运行可靠性。
2、方法包括：
3、s101：对低压箔绕线圈的出线铜排进行整体圆心度校正处理，通过增设与低压线圈外径尺寸匹配的环氧撑板，实现低压线圈绕组轴向一次成型；
4、s102：在低压线圈整圆同心度校准完成后，沿轴向连续缠绕由纸板与撑条构成的缠绕式主绝缘；
5、s103：在缠绕式主绝缘表面进行高压饼式线圈的绕制，通过控制绕制张力使高压饼式线圈的轴向安匝分布与低压线圈形成平衡关系；
6、s104：在高压饼式线圈绕制过程中，实时调整高低压线圈端部轴向间距，使两者安匝分布满足δz≤5%的平衡阈值；
7、s105：通过无模具绕制工艺构建高低压套绕结构，消除端部横向漏磁场，使漏磁密度bl≤0.1t，将轴向短路电磁力fa降至预设阈值内；
8、s106：在套绕结构基础上，通过固化工艺使大菱格点胶纸形成辐向机械强度≥150mpa的刚性体。
9、优选地，步骤s101中低压线圈采用铜箔、层间绝缘及端绝缘同绕工艺，层间绝缘采用大菱格点胶纸结构。
10、优选地，步骤s102中，主绝缘的径向厚度与高低压线圈电磁场分布参数相匹配。
11、优选地，s104中，δz=（|z_high-z_low|）/z_nom×100%；
12、z_high、z_low分别为高、低压线圈安匝值，z_nom为额定安匝值。
13、优选地，步骤s105中，轴向短路电磁力fa计算方式为：fa=k×(i^2×l)/(μ_0×d)，其中，k为结构系数，i为短路电流，l为线圈轴向长度，μ_0为真空磁导率，d为线圈间距。
14、优选地，步骤s103中，无模具绕制工艺采用动态张力控制系统，通过实时监测高压饼式线圈的绕制张力波动，结合预设的安匝平衡算法，动态调整绕制设备的伺服电机输出参数，使高压线圈与低压线圈的轴向安匝差值δz≤2%；
15、在绕制过程中，通过红外热成像仪实时监测高压饼式线圈的温升梯度，当温升超过设定温度阈值时，降速并触发张力补偿机制。
16、优选地，步骤s104中，通过激光位移传感器实时监测高低压线圈端部轴向间距，结合闭环反馈控制系统，调节高压饼式线圈的绕制进给速度，使δz≤5%；
17、在动态间距调整中，采集主绝缘压缩应变数据和高压线圈温升数据，通过预设的安匝-间距-温度耦合算法，修正轴向间距补偿量；
18、在缠绕式主绝缘表面设置多组轴向限位凸台，凸台与高压饼式线圈的层间绝缘层形成机械互锁。
19、优选地，步骤s105中，
20、在高压饼式线圈与低压线圈的端部接触区域设置导磁复合层，导磁复合层由硅钢片与环氧树脂复合而成，导磁复合层厚度为0.5-1.0mm，用于引导漏磁路径向轴向集中；
21、高低压线圈的轴向间距通过在高压饼式线圈的绕制过程中，实时监测线圈表面的漏磁密度bl，并通过调整绕线张力使bl≤0.1t；
22、在套绕结构中嵌入径向应力分散筋，筋沿轴向每5-8mm设置一道，采用玻璃纤维增强环氧树脂制成，刚度≥100gpa，用于将轴向短路电磁力fa分散至径向支撑结构。
23、优选地，步骤s106中，采用分段升温固化工艺，初始固化阶段温度梯度，固化阶段采用真空加压，且温度固化在180℃±5℃，时长2h，使大菱格点胶纸的树脂交联度达到95%以上，形成各向异性的高机械强度层；
24、在大菱格点胶纸层间增设纳米二氧化硅增强层，纳米二氧化硅增强层厚度为5-10μm，通过化学键合提升界面结合强度，使固化后复合材料的弯曲强度提升至200mpa以上；
25、在箔式线圈的层间绝缘层中嵌入菱形网格状导流槽，通过导流槽引导树脂流动，消除固化收缩应力集中。
26、优选地，步骤s102中，通过电磁场仿真确定高低压线圈间的漏磁分布热点区域，在热点区域的主绝缘径向厚度为常规区域的1.5-2.0倍，形成梯度增厚结构；
27、纸板与撑条采用分层交替缠绕方式，其中，纸板层的厚度为0.3-0.5mm，撑条层的厚度为3-5mm，且撑条沿轴向呈锯齿状排列，与纸板层形成三维交叉支撑结构；
28、在撑条的接触面预设凹槽，嵌入导磁合金片，用于局部引导漏磁路径；
29、主绝缘的径向厚度通过以下公式计算：
30、hr=h+（bmax/bnom）×δh
31、其中，h为基准厚度，bmax为仿真得到的局部最大漏磁密度，bnom为额定漏磁密度，δh为厚度调节系数。
32、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
33、本申请提供的66kv海上风电大容量油浸式变压器线圈结构设计方法通过采用箔式结构、优化高低压套绕结构，去除端部横向漏磁，减小轴向短路机械力，增强变压器在短路工况下的可靠性。低压线圈采用铜箔、层间绝缘、端绝缘同绕，经固化工艺使大菱格点胶纸形成辐向机械强度≥150mpa的刚性体，增加了辐向机械强度。主绝缘径向厚度根据电磁场分布参数计算并在漏磁分布热点区域梯度增厚，纸板与撑条分层交替缠绕形成三维交叉支撑结构，还嵌入导磁合金片引导漏磁路径，使主绝缘更好适应电磁场分布，提升绝缘性能。在高压饼式线圈绕制过程中实时调整高低压线圈端部轴向间距，使安匝分布满足平衡阈值，有效控制高低压线圈端部距离，使安匝排布基本平衡，减少漏磁。本发明优化了高低压线圈套绕结构，通过采用箔式结构，去除端部横向漏磁，减小轴向短路机械力，提升变压器抗短路能力。
1.一种66kv海上风电大容量油浸式变压器线圈结构设计方法，其特征在于，方法包括：
2.根据权利要求1所述的66kv海上风电大容量油浸式变压器线圈结构设计方法，其特征在于，步骤s101中低压线圈采用铜箔、层间绝缘及端绝缘同绕工艺，层间绝缘采用大菱格点胶纸结构。
3.根据权利要求1所述的66kv海上风电大容量油浸式变压器线圈结构设计方法，其特征在于，步骤s102中，主绝缘的径向厚度与高低压线圈电磁场分布参数相匹配。
4.根据权利要求1所述的66kv海上风电大容量油浸式变压器线圈结构设计方法，其特征在于，s104中，δz=（|z_high-z_low|）/z_nom×100%；
5.根据权利要求1所述的66kv海上风电大容量油浸式变压器线圈结构设计方法，其特征在于，步骤s105中，轴向短路电磁力fa计算方式为：fa=k×(i^2×l)/(μ_0×d)，其中，k为结构系数，i为短路电流，l为线圈轴向长度，μ_0为真空磁导率，d为线圈间距。
6.根据权利要求1所述的66kv海上风电大容量油浸式变压器线圈结构设计方法，其特征在于，步骤s103中，无模具绕制工艺采用动态张力控制系统，通过实时监测高压饼式线圈的绕制张力波动，结合预设的安匝平衡算法，动态调整绕制设备的伺服电机输出参数，使高压线圈与低压线圈的轴向安匝差值δz≤2%；
7.根据权利要求1所述的66kv海上风电大容量油浸式变压器线圈结构设计方法，其特征在于，步骤s104中，通过激光位移传感器实时监测高低压线圈端部轴向间距，结合闭环反馈控制系统，调节高压饼式线圈的绕制进给速度，使δz≤5%；
8.根据权利要求1所述的66kv海上风电大容量油浸式变压器线圈结构设计方法，其特征在于，步骤s105中，
9.根据权利要求1所述的66kv海上风电大容量油浸式变压器线圈结构设计方法，其特征在于，步骤s106中，采用分段升温固化工艺，初始固化阶段温度梯度，固化阶段采用真空加压，且温度固化在180℃±5℃，时长2h，使大菱格点胶纸的树脂交联度达到95%以上，形成各向异性的高机械强度层；
10.根据权利要求1所述的66kv海上风电大容量油浸式变压器线圈结构设计方法，其特征在于，步骤s102中，通过电磁场仿真确定高低压线圈间的漏磁分布热点区域，在热点区域的主绝缘径向厚度为常规区域的1.5-2.0倍，形成梯度增厚结构；