[发明专利]一种换流变压器箱顶磁屏蔽结构

说明书

本发明涉及一种换流变压器箱顶磁屏蔽结构，包括：三组磁屏蔽条，三组磁屏蔽条沿箱盖顶部中心线对称安装在箱盖的内壁上，每组磁屏蔽条均由33片厚度为0.3mm的硅钢片叠积而成，每组磁屏蔽条的长度与网侧绕组的直径对应。所述每组磁屏蔽条的宽度为200mm，长度为1200mm至1800mm。本发明根据有限元软件的仿真计算结果获得换流变压器直流偏磁状态下油箱的过热部位，并提供一种可行的箱顶磁屏蔽结构及安装位置方案，以降低变压器油箱的直流偏磁温升。

技术领域

本发明属于换流变压器技术领域，尤其是确定了直流偏磁下换流变压器油箱的过热部位，并提供了一种换流变压器箱顶磁屏蔽结构。

背景技术

自我国葛上线±500kV高压直流输电建成以来，就发现了直流接地极地电流会导致接地极附近的变压器发生直流偏磁的现象。随着特高压直流输电的发展，在2015年投运±800kV溪浙直流系统，测到过换流变压器中性点的直流电流高达210A。变压器直流偏磁时，铁芯进入饱和状态，磁导率大幅降低，油箱、拉板、夹件等金属构件中的漏磁通急剧增加，尤其是绕组两端端部位置的漏磁分布密集，造成变压器结构件局部过热，严重时会损毁变压器。

单相四柱式铁芯结构的特高压换流变压器，油箱屏蔽板通常安装于前后内壁上，变压器铁芯的拉板和上下夹件，也都有开槽或铺设屏蔽等措施降低涡流损耗，唯独换流变压器箱顶不带屏蔽，只是由钢板焊接而成。虽然在正常工况时换流变压器箱顶无过热现象，但直流偏磁导致漏磁通大幅增加时，无防护措施的箱顶很容易出现涡流损耗分布过于密集的情况，并出现局部过热。本发明根据发现的油箱的过热部位，提出了一种换流变压器箱顶磁屏蔽结构。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于针对目前换流变压器箱顶无屏蔽的问题，提供一种换流变压器箱顶磁屏蔽结构。本发明根据有限元软件的仿真计算结果获得换流变压器直流偏磁状态下油箱的过热部位，并提供一种可行的箱顶磁屏蔽结构及安装位置方案，以降低变压器油箱的直流偏磁温升。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

1)换流变压器直流偏磁过热部位确定

根据电磁场与温度场耦合模型和有限元软件仿真得换流变压器直流偏磁下的温度分布，根据发热规律找出过热部位。有限元软件包括Ansoft Maxwell电磁场仿真软件，以及Steady State Thermal温度场仿真软件。所述的直流偏磁状态在额定工况下于网侧绕组中加入10A直流电流仿真实现。

2)箱顶磁屏蔽结构的材料及安装位置确定

直流偏磁时由于铁芯磁导率大幅下降，换流变压器内部漏磁通远大于正常工作的漏磁通，采用铜和铝材料电屏蔽降低涡流损耗的效果不理想，且电屏蔽本身也会产生一定热量，本发明采用能吸收漏磁通的高导磁硅钢片作为磁屏蔽结构的材料，采用电磁场软件仿真计算，确定磁屏蔽结构及安装位置。

3)箱顶磁屏蔽结构及其安装位置

磁屏蔽结构由三组磁屏蔽条8组成，每组磁屏蔽条8均由0.3mm硅钢片叠积而成，厚为10mm左右(33片)，每组磁屏蔽条8的宽度为200mm，长度为1200mm至1800mm。三组磁屏蔽条8沿箱盖9顶部中心线对称安装在箱盖9的内壁上，每组磁屏蔽条8的长度与网侧绕组5直径对应。

一种换流变压器箱顶磁屏蔽结构，包括：三组磁屏蔽条8，三组磁屏蔽条8沿箱盖9顶部中心线对称安装在箱盖9的内壁上，每组磁屏蔽条8均由33片厚度为0.3mm的硅钢片叠积而成，每组磁屏蔽条8的长度与网侧绕组5的直径对应。

在上述方案的基础上，所述每组磁屏蔽条8的宽度为200mm，长度为1200mm至1800mm。

附图说明

本发明有如下附图：

图1 10A偏磁电流箱顶无磁屏蔽结构时换流变压器油箱温度分布。