[发明专利]绝缘变压器

说明书

公开了具有绝缘模块的干式变压器。示例绝缘模块包括介电屏蔽件和支撑块。支撑块在变压器的绕组上方支撑介电屏蔽件。介电屏蔽件具有第一大致均匀部分和第二大致均匀部分，该第一大致均匀部分被构造成与由布置在变压器的第一绕组与第二绕组之间的对应圆柱形屏障物所限定的空间适配，该第二大致均匀部分对于第一部分并且对于变压器的第一绕组来说是横向的，并且从第一部分向外延伸且超出支撑块。介电屏蔽件部分地绕绕组延伸。

本申请要求于2017年5月31日提交的EP17382321的权益和优先权。

技术领域

本公开涉及变压器，并且更具体地涉及变压器的电绝缘。

背景技术

众所周知，变压器将在一个电压水平的电力转换成在值更高或更低的另一电压水平的电力。变压器使用第一线圈和第二线圈来实现该电压转换，第一线圈和第二线圈中的各个线圈绕铁磁芯缠绕并且包括多匝电导体。第一线圈连接到电压源，并且第二线圈连接到负载。初级线圈的匝数与次级线圈的匝数之比(“匝数比”)与电源电压与负载电压之比相同。

其它类型的变压器也是众所周知的，并且被称为多绕组变压器。这种变压器使用多个绕组，该多个绕组根据变压器的所期望的功能以串联或并联的方式或者独立地连接。

为了使两个部件(例如，第一线圈和第二线圈)在电压下绝缘，有时使用绝缘屏障物。该绝缘屏障物被放置在电压下的部件之间，并且垂直于电场。因此，包含绝缘屏障物会增加它们可以支撑的电场(并因此增加电压)。如果将整个空气空间分成最小的部分，则线圈之间的给定距离的空气可能承受更大的电压。该方法通过在高压(HV)与低压(LV)绕组之间包含绝缘屏障物用于干式变压器的绝缘。绝缘屏障物将这些绕组之间的气隙分开。

另一示例是当固态绝缘组件在电压下连接或桥接两个部件时。然后通常垂直于电场向该组件添加绝缘屏障物或遮挡物(sheds)，以便改进其介电表现。可以在电绝缘体中找到这种示例。

又一示例是在干式变压器中将块支撑件用于线圈。该块支撑件将电压下的线圈与金属结构分隔开，并且可以包括这种遮挡物。

对于在一定绝缘水平(例如，12kV)以上的干式变压器，通常在HV绕组与LV绕组之间具有一个或更多个圆柱形屏障物。为了增加爬电距离(creepage distance)，在支撑块中通常具有一个或更多个水平屏蔽件(screen)。但是，即使相对较高的绝缘水平(例如，72.5kV)，这些屏障物和屏蔽件也不会形成集成元件。

对于在一定绝缘水平以上的充液变压器，通常使用与HV-LV圆柱形屏障物集成的水平屏蔽件(角环、端圈(collar))。图1示出了充液变压器100，其具有HV绕组105、LV绕组110和在它们之间的圆柱形屏障物115。角环120围绕圆柱形屏障物，同时支撑块125在HV绕组上方分离并支撑角环。因为纤维素可以根据需要经济地成型，所以使用其来制造角环或端圈。然而，纤维素对于干式变压器没有用，因为其需要浸有液体才能正常工作。同样，由于纤维素的较差的机械耐久性和较低的工作温度，所以纤维素也不适合。其它材料(例如，NomexTM或聚酯)可以用于干式变压器，但是它们昂贵和/或难以成型。机械和冷却问题也给其用于干式变压器增加了一些限制。实际上，对于充液变压器，角环或端圈沿切线方向延伸360°，覆盖绕组的整个周长。此外，因为支撑块是具有最大电压差的桥接元件(例如，HV至LV和HV至芯或夹具(clamp))，所以支撑块是潜在的弱点。尽管保留了足够的间隙以便避免在该区域中的问题，但是在涉及支撑块的绝缘的任何改进以及避免端圈或角环更复杂和昂贵的解决方案将导致更紧凑的解决方案。

发明内容

为了解决上述问题，提出了具有带有柔性L形屏蔽件的支撑块的绝缘模块。所提出的解决方案对于具有两个或更多个绕组和在其之间的圆柱形屏障物的变压器可以是有用的，并且优选地，对于更高的绝缘水平(例如，对于72.5kV或123kV)的变压器可以是有用的。所提出的解决方案是以降低的成本提供实用的绝缘解决方案的布置。