[其他]用于變壓器的線圈組件和支承裝置及采用上述部件的變壓器及其制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87100199
• 申請日: 1987-01-08
• 公開（公告）號: CN87100199A
• 公開（公告）日: 1987-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 托馬斯·埃德溫·范沙克;莫里斯·弗農(nóng)·范杜森;詹姆斯·馬丁·安德森
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H01F27/30
• 分類號: H01F27/30;H01F31/00;H01F33/00;H01F41/04
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 吳增勇,吳秉芬

本發(fā)明涉及用于變壓器的線圈支承裝置，并尤其涉及到這樣一種線圈組和支承裝置：在其內(nèi)部，構(gòu)成該變壓器的初級和次級繞組、或線圈的導(dǎo)線，同軸地繞在該變壓器的一段鐵心、或一個鐵心柱上，并被封裝成一整體結(jié)構(gòu)。

在一特種變壓器中，一對各自為復(fù)雜交叉的空心絞線，一般用銅制造，線中通以循環(huán)液體，使其冷卻;這對絞線呈圓筒形、同軸地纏繞并沿著該變壓器的一段鐵心、或一個鐵心柱，螺旋形地延伸以形成有各自徑向間隙的該變壓器的初級和次級繞組。初級和次級繞組的實際命名由這兩個繞組端子的引線所確定。對本發(fā)明來說，哪個繞組實際上為初級哪個繞組實際上為次級是不重要的。

通常將奇數(shù)根導(dǎo)線換位以構(gòu)成一個繞組，其目的在于減少在任何一根導(dǎo)線上的漏磁通。本發(fā)明適用于一個變壓器的所有繞組，不管構(gòu)成該繞組的導(dǎo)線是一條還是許多條，也不管構(gòu)成該繞組的導(dǎo)線是空心的、以使冷卻液有可能在其內(nèi)循環(huán)、還是實心的。

在這些導(dǎo)線被纏繞在這一鐵心柱上以后，這些導(dǎo)線必須得到足夠的徑向和軸向的支承，以承受并頂?shù)米∫蚰撤N故障（如二個繞組中任一繞組的端子之間發(fā)生突然短路）而產(chǎn)生使繞組中電流顯著增加的力。這樣一種故障所產(chǎn)生的力試圖使徑向里層的繞組向內(nèi)凹陷，并使徑向外層的繞組向外突起。該凹陷和/或突起力的大小，取決于該故障所產(chǎn)生的電流值，該繞組匝數(shù)，以及線圈直徑與高度之比。另外，繞組之間軸向不同心會產(chǎn)生起因于該故障的電流，從而產(chǎn)生力圖在繞組間的支承物上施加剪切作用（即大致平行于這些繞組的縱向軸線）的軸向力。該軸向、或剪切力的大小取決于繞組之間軸向不同心度，和該故障所產(chǎn)生的電流值。

此外，為使變壓器有效的工作，該支承裝置必須能夠承受熱力，這些熱力來自：變壓器運行期間導(dǎo)體中熱損耗IR致使線圈溫度超過預(yù)期的環(huán)境溫度;鐵心中的渦流損失和磁帶損失，以及來自落到繞組的軸線兩端的漏磁通。再者，該支承裝置必須約束運行期間的振動力。在某些變壓器中，變壓器的鐵心元件是由許多鐵心片疊制成的。眾所周知，在運行期間變壓器的鐵心片受到電流，例如渦流所產(chǎn)生的、存在于鐵心片之間的振動力;那些由變壓器的磁通在鐵心片中所感應(yīng)的電流產(chǎn)生的該鐵心內(nèi)部的磁致伸縮力。該支承裝置必須良好地約束、承受并頂?shù)米￠L期運行過程中所有這些力的作用，還必須容易制造，以使成本最低。

本發(fā)明所提出的這種類型的變壓器是液冷式的，舉例來說，它可用于大型電動發(fā)電機(jī)的激勵系統(tǒng)中。在一份題為《用于電動發(fā)電機(jī)的液冷式靜態(tài)激勵系統(tǒng)》的共同待批專利申請中，對這樣一個激勵系統(tǒng)及其連帶的變壓器作了說明，該專利申請有申請?zhí)枺ǖ卿浱枺―OCKET????NO.）為ITGE-3128），于1985年9月16日提出申請，并已轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓人。預(yù)料，本發(fā)明可以最有利地用于額定功率約為3000千伏安到約10，000千伏安的變壓器。然而，額定功率范圍的表示，并非用來限制本發(fā)明的應(yīng)用。在這一功率等級的發(fā)電機(jī)中，在冷卻水入口溫度約為45℃時，一般運行中變壓器可以經(jīng)受大約15℃的溫升。

因此，本發(fā)明的一個目的是：提供用于變壓器的線圈支承裝置，該裝置對構(gòu)成該變壓器的初級和次級繞組的線圈起到徑向和軸向的支承作用，足以約束和經(jīng)受住因例如某繞組的端子之間突然短路的故障所引起的力的作用。

本發(fā)明的另一個目的是：提供能夠承受熱力的線圈支承裝置，該熱力的起因是：在運行期間線圈溫度超過預(yù)期的環(huán)境溫度。

本發(fā)明還有一個目的，即提供一個線圈支承裝置，用以約束和經(jīng)受住在運行期間，作用于變壓器的鐵心片上的振動力。

根據(jù)本發(fā)明的線圈組是供變壓器用的，該變壓器有一鐵心，該鐵心至少包括有縱軸線的一鐵心柱，該線圈組包括第一繞組，該繞組呈圓形地至少環(huán)繞該鐵心柱的一部分，且彼此留有一定的間隔;包括第二繞組，該繞組呈圓形地至少環(huán)繞所述的第一繞組的一部分，且彼此留有一定的間隔;包括如同軸向延伸的絕緣棒那樣的第一支承件，該支承件被置于第一和第二繞組之間，用以制止該第一和第二繞組之間的軸向相對運動;包括第二支承件，該支承件至少被安置于所述第二繞組的圓柱外表面的一部分的周圍，用以制止第二繞組相對于第一繞組的徑向運動;包括第一、第二和第三密封件，這些密封件分別置于所述的鐵心柱和所述的第一繞組之間，所述的第一和第二繞組之間，以及圍繞第二支承件的圓柱外表面，于是便形成包括第一和第二繞組，第一和第二支承件，以及第一、第二和第三密封件的一個整體結(jié)構(gòu)。