一种基于真空开关的变压器调压引线结构的制作方法

1.本发明涉及变压器技术领域，尤其是涉及一种基于真空开关的变压器调压引线结构。


背景技术：

2.目前运行和在建的特高压直流输电工程中的换流变压器调压方式为有载调压，调压位置为网侧中性点，调压引线的绝缘水平要求为li185ac95kv。换流变压器通常为两柱结构，其调压引线常规结构为采用两组油浸式有载分接开关，每组有载分接开关配备两只电位电阻，每柱调压引线分别对应连接一组有载分接开关。参考图1和图2所示，换流变压器两柱的调压引线分别由调压线圈上部和下部引出，在两柱调压引线并行部分引线采用上下两层排布，从而保证引线间的绝缘距离和散热。两柱的调压引线分别进入一组油浸式有载分接开关完成连接。有载分接开关下方，铁芯下部侧梁单独伸出托架进行支撑的结果即为开关所配置的电位电阻。
3.换流变压器调压引线常规结构的每柱调压引线分别与一组有载分接开关对应连接，接线原理清晰、结构简洁。且调压引线间及调压引线距周围结构件的绝缘距离要求完全满足，电气性能可靠性高。但存在以下问题：
4.(1)常规换流变压器引线结构中每组有载分接开关配置两个电位电阻，其电位电阻体积较大，且需要专门托架支撑；
5.(2)常规换流变压器引线结构中长轴方向上旁轭距离油箱内壁尺寸较大，变压器油和钢材的用量较大；
6.(3)常规换流变压器引线结构中的绝缘距离和绝缘裕度不合理。


技术实现要素：

7.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提出一种基于真空开关的变压器调压引线结构，该发明能够满足开关承载电流，具有合适的绝缘距离和合理的绝缘裕度，且体积结构较小，降低了生产和运输成本。
8.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
9.本发明提供一种基于真空开关的变压器调压引线结构，包括i柱、ⅱ柱、真空开关，以及分别设于i柱和ⅱ柱上的第一调压线圈和第二调压线圈，所述第一调压线圈和所述第二调压线圈的上、下端的出头分别通过连接一条调压引线与所述真空开关连接。
10.优选地，所述第一调压线圈和所述第二调压线圈的上、下端的触头分别通过冷压接的方式连接一条调压引线。
11.优选地，所述第一调压线圈的上、下端的出头分别连接第一调压引线和第二调压引线，所述第一调压引线和所述第二调压引线分别沿靠近所述真空开关的一柱侧走线并与所述真空开关连接。
12.优选地，所述第二调压线圈的上、下端的出头分别连接第三调压引线和第四调压
引线，所述第四调压引线沿远离真空开关的一柱侧向上绕至第二调压线圈的上端与第三调压引线连接，并沿i柱和ⅱ柱的顶部走线，与所述真空开关连接。
13.优选地，所述真空开关设有上层分接选择器、下层分接选择器、中间分接号接线柱和电流流出端接线柱，所述上层分接选择器连接第一调压引线和第二调压引线，所述下层分接选择器连接第三调压引线和第四调压引线。
14.优选地，所述i柱和所述ⅱ柱分别设有第一避雷器和第二避雷器，所述第一避雷器和所述第二避雷器分别引至真空开关，所述第一避雷器与第一调压引线和第二调压引线均连接于上层分接选择器，所述第二避雷器与第三调压引线和第四调压引线均连接于下层分接选择器。
15.优选地，所述上层分接选择器和所述下层分接选择器分别设有一组板式电位电阻，每组板式电位电阻的首端与所述中间分接号接线柱连接，每组板式电位电阻的末端与所述电流流出端接线柱连接。
16.优选地，所有所述调压引线均采用185mm2、电密为3.5a/mm2的引线电缆。
17.优选地，相邻所述调压引线之间设有用以绝缘和散热的绝缘夹板。
18.优选地，当所述调压引线并行时，采用内外两层分布。
19.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
20.1、本发明设计的真空开关，其上层分接选择器和下层分接选择器分别设有一组板式电位电阻，板式电位电阻直接固定于竖直导线夹上，结构较简单、更易操作。
21.2、本发明设计的一种基于真空开关的变压器调压引线结构的中长轴方向上旁轭距离油箱内壁尺寸较小，一定程度上节约了变压器油及钢材用量。
22.3、本发明设计的一种基于真空开关的变压器调压引线结构通过在调压引线并行时采用内外两层排布，进而保证相邻调压引线间的绝缘距离和散热，且相邻调压引线之间设有用以绝缘和散热的绝缘夹板，使得本发明满足开关承载电流，具有合适的绝缘距离和合理的绝缘裕度。
附图说明
23.图1为换流变压器调压引线常规结构示意图的主视图；
24.图2为换流变压器调压引线常规结构示意图的俯视图；
25.图3为本实施例一种基于真空开关的调压引线结构示意图的俯视图；
26.图4为本实施例一种基于真空开关的调压引线结构示意图的主视图；
27.图5为本实施例一种基于真空开关的调压引线结构示意图的左视图；
28.图6为本实施例一种基于真空开关的调压引线结构的真空开关的接线原理图；
29.图7为换流变压器调压引线常规结构-旁轭到箱壁距离的示意图；
30.图8为本实施例一种基于真空开关的调压引线结构-旁轭到箱壁距离的示意图；
31.图中标记为：11、i柱，12、ⅱ柱，21、第一调压线圈，22、第二调压线圈，3、真空开关，41、第一调压引线，42、第二调压引线，43、第三调压引线和44、第四调压引线。
具体实施方式
32.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案
为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
33.参考图3和图4所示，本实施例提供一种基于真空开关的变压器调压引线结构，包括i柱11、ⅱ柱12、第一调压线圈21、第二调压线圈22、真空开关3、第一调压引线41、第二调压引线42、第三调压引线43和第四调压引线44。
34.i柱11和ⅱ柱12分别设有呈螺旋式的第一调压线圈21和第二调压线圈22，第一调压线圈21的上端出头和下端出头分别连接第一调压引线41和第二调压引线42，第一调压引线41的和第二调压引线42分别走线并通过三通合把与真空开关3连接；第二调压线圈22的上端出头和下端出头分别连接第三调压引线43和第四调压引线44，第四调压引线44沿远离真空开关3的一柱侧向上绕至第二调压线圈22的上端，与第三调压引线43连接，并通过三通合把沿i柱11和ⅱ柱12的顶部走线，与真空开关3连接。当相邻调压引线并行时，采用内外两层排布，进而保证相邻调压引线间的绝缘距离和散热。所有调压引线采用185mm2的引线电缆，电密约为3.5a/mm2，相邻调压引线之间设有用以绝缘和散热的绝缘夹板。
35.中性点引出线采用铜棒和铜绞线结合的形式，刚性铜棒用于夹持保证机械性能，韧性的铜绞线便于引线装配时调节及提升开关时防止开关受力。既有足够的刚性保证受力良好，又有足够的韧性易于装配时调节。
36.所有调压引线竖直排列有利于节省空间。
37.参考图6所示，真空开关3采用德国mr公司的vrgⅱ型，真空开关3设有上层分接选择器和下层分接选择器，上层分接选择器连接第一调压引线41和第二调压引线42，下层分接选择器连接第三调压引线43和第四调压引线44，所有调压引线分别进入真空开关3的一层完成连接。i柱11和ⅱ柱12分别设有第一避雷器和第二避雷器，第一避雷器和第二避雷器分别通过50mm2的引线电缆引至真空开关3，第一避雷器与第一调压引线41和第二调压引线42一同连接于上层分接选择器，第二避雷器与第三调压引线43和第四调压引线44一同连接于下层分接选择器。参考图5所示，上层分接选择器和下层分接选择器分别设有一组板式电位电阻，板式电位电阻直接固定于竖直导线夹上，每组板式电位电阻的首端与真空开关3的中间分接号接线柱连接，每组电位电阻的末端与真空开关3的电流流出端接线柱连接，完成电位电阻功能。
38.由于真空开关在切换过程中电弧在密封真空泡中熄灭，区别于油浸式开关以绝缘油作为灭弧介质，其与油浸式开关相比明显的优点有以下几点：
39.①
触头寿命长。与在绝缘油中相比，由于真空具备更好的绝缘性能，真空断流器只需很小的触头间隙，因此电弧长度短、灭弧时间短、触头磨损少，触头寿命大大延长。
40.②
无油碳化。由于真空切换过程中在全密闭的真空断流器中灭弧，而无需开关内的绝缘油直接灭弧，分接开关油室内的油不会碳化，增加了灭弧的可靠性。
41.③
维护间隔长。由于真空开关的以上两个优点，其免维护操作次数较油浸式开关大幅提高，达到30万次，大大减少了变压器停电时间及其保养、维护费用，降低了维护过程中的安全隐患，延长了维护周期，甚至可以在变压器的全周期寿命内实现真空开关的免维护。
42.本实施例提供的一种基于真空开关的变压器调压引线结构的装配布线过程如下所示：
43.按照设计的调压引线结构对调压引线进行引线装配，首先根据设计结构将调压引线导线夹全部装配到器身上，其中绝大部分导线夹采用标准化设计，选用20mm厚层压纸板件并每隔100mm打直径22mm通孔，导线夹紧固采用m20层压木材质绝缘螺杆和绝缘螺母。再将所有调压引线电缆按设计结构装配到导线夹处进行夹持，并完成与调压线圈出头的连接，其中连接均采用冷压接。然后将真空开关3装配至设计位置，并完成调压引线电缆与真空开关3的连接。具体布线过程如下：
44.(1)引线准备
45.开工前对前道工序的验收，重点检查各分接线的标识是否齐全。
46.布线前由图纸设计人员、工艺负责人、质量专工及总装车间技术员、班长及骨干根据图纸及工艺相关要求讨论制定走线方式，后续产品严格按照统一方式走线。
47.(2)用水平尺测量开关托板的水平度，并用激光尺测量开关托板到夹件底面的高度，是否满足图纸的要求。
48.(3)按图纸要求将真空开关3吊装在开关托板上，根据开关托板尺寸制作专用工装垫块，按真空开关3提升高度15mm临时垫起，与图纸尺寸相一致。根据真空开关3的中心到i柱11的器身中心线的尺寸定位，并用螺栓将真空开关3固定好，防止开关倾倒。
49.(4)把导线夹固定在夹件相应的肢板上,将绝缘螺杆、螺母装上加以固定，无需拧紧，对照图纸检查，确认全部无误。
50.(5)调压引线的长度按照图纸要求长度截取，截取时开启吸尘器，下部同时用接料盒承接。
51.(6)调压引线的引线长度测量，应保持一定的圆弧度，使调压引线有足够的伸缩裕度，避免真空开关3受力而损坏。每根引线在转弯时均需有一定圆弧过渡，不可折为直角，弯曲半径必须大于或等于30mm。
52.(7)布置真空开关3侧的引线，保证每根调压引线与真空开关3的绝缘柱有一定圆弧过渡，不可折为直角弯；布置i柱11和ⅱ柱12器身侧的引线，连接部位在避雷器下部。
53.(8)调压引线的折弯处，要扒掉绝缘，重新包扎，单层半叠，确保无缝隙，包扎紧实而圆滑。
54.(9)避雷器装配过程中不允许用手直接接触，安装和检验时必须带手套。避雷器需安装在调压引线极间，与分接引线的最小绝缘距离为150mm。避雷器标号与调压引线标号一一对应，连接方式采用冷压接。
55.(10)真空开关3的过渡电阻引线连接在开关接线端子位置。
56.(11)调压引线同相分接差大于8个分接则绝缘距离大于25mm；异相分接线之间绝缘距离大于40mm。
57.(12)调压引线连接后用特高压专用笔在调压引线表面做分接号标识。每根调压引线不少于两处标识。
58.(13)中性点引线由铜棒和铜绞线进行冷压接组成，配制位置按照引线中心到i柱11的中心线的尺寸定位。
59.(14)器身进罐前开关托架上的15mm支撑垫块不准去除。
60.(15)端子压接部位采用半导体皱纹纸(46#炭黑纸)半叠包两层，半导体纸的起头、末端离绝缘层至少有10mm的间距。
61.本实施例提供的一种基于真空开关的变压器调压引线结构的绝缘距离如表1所示：
62.引线及对应电极名称最小绝缘距离(mm)分接线-箱壁、油箱铝屏蔽、旁柱屏蔽70分接线-尖角(r≥5mm)55异柱分接线：同号/异号0/25同柱分接线：号差≤8/＞80/25分接线-同柱开关触头：号差≤8/＞820/35分接线-异柱开关触头35分接线-避雷器150网侧尾头-其它分接线60避雷器-箱壁150开关触头-箱壁、旁柱屏蔽100
63.参考图7和图8所示，常规换流变压器引线结构中长轴方向上旁轭距离油箱内壁尺寸为1790mm，本实施例提供的一种基于真空开关的变压器调压引线结构的中长轴方向上旁轭距离油箱内壁尺寸为1260mm，同等条件下换流变压器长度方向尺寸减小520mm，一定程度上节约了变压器油及钢材用量。
64.常规换流变压器引线结构中每组有载分接开关配置两个电位电阻，其电位电阻体积较大，需要专门托架进行支撑；本实施例提供的一种基于真空开关的变压器调压引线结构中的开关电位电阻为板式结构，体积较小，只需在竖直导线夹上固定即可，结构较简单、更易操作。
65.常规换流变压器引线结构中测量上需专门安装用于支撑两组有载分接开关的托架，开关托架重量较大，现场装配较困难；本实施例提供的一种基于真空开关的变压器调压引线结构中开关托架直接焊接在铁芯上部侧梁上，且结构较简单、易于操作。
66.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。