[其他]用于变压器的线圈组件和支承装置及采用上述部件的变压器及其制造方法

说明书

本发明涉及用于变压器的线圈支承装置，并尤其涉及到这样一种线圈组和支承装置：在其内部，构成该变压器的初级和次级绕组、或线圈的导线，同轴地绕在该变压器的一段铁心、或一个铁心柱上，并被封装成一整体结构。

在一特种变压器中，一对各自为复杂交叉的空心绞线，一般用铜制造，线中通以循环液体，使其冷却;这对绞线呈圆筒形、同轴地缠绕并沿着该变压器的一段铁心、或一个铁心柱，螺旋形地延伸以形成有各自径向间隙的该变压器的初级和次级绕组。初级和次级绕组的实际命名由这两个绕组端子的引线所确定。对本发明来说，哪个绕组实际上为初级哪个绕组实际上为次级是不重要的。

通常将奇数根导线换位以构成一个绕组，其目的在于减少在任何一根导线上的漏磁通。本发明适用于一个变压器的所有绕组，不管构成该绕组的导线是一条还是许多条，也不管构成该绕组的导线是空心的、以使冷却液有可能在其内循环、还是实心的。

在这些导线被缠绕在这一铁心柱上以后，这些导线必须得到足够的径向和轴向的支承，以承受并顶得住因某种故障（如二个绕组中任一绕组的端子之间发生突然短路）而产生使绕组中电流显著增加的力。这样一种故障所产生的力试图使径向里层的绕组向内凹陷，并使径向外层的绕组向外突起。该凹陷和/或突起力的大小，取决于该故障所产生的电流值，该绕组匝数，以及线圈直径与高度之比。另外，绕组之间轴向不同心会产生起因于该故障的电流，从而产生力图在绕组间的支承物上施加剪切作用（即大致平行于这些绕组的纵向轴线）的轴向力。该轴向、或剪切力的大小取决于绕组之间轴向不同心度，和该故障所产生的电流值。

此外，为使变压器有效的工作，该支承装置必须能够承受热力，这些热力来自：变压器运行期间导体中热损耗IR致使线圈温度超过预期的环境温度;铁心中的涡流损失和磁带损失，以及来自落到绕组的轴线两端的漏磁通。再者，该支承装置必须约束运行期间的振动力。在某些变压器中，变压器的铁心元件是由许多铁心片叠制成的。众所周知，在运行期间变压器的铁心片受到电流，例如涡流所产生的、存在于铁心片之间的振动力;那些由变压器的磁通在铁心片中所感应的电流产生的该铁心内部的磁致伸缩力。该支承装置必须良好地约束、承受并顶得住长期运行过程中所有这些力的作用，还必须容易制造，以使成本最低。

本发明所提出的这种类型的变压器是液冷式的，举例来说，它可用于大型电动发电机的激励系统中。在一份题为《用于电动发电机的液冷式静态激励系统》的共同待批专利申请中，对这样一个激励系统及其连带的变压器作了说明，该专利申请有申请号（登录号（DOCKET    NO.）为ITGE-3128），于1985年9月16日提出申请，并已转让给本申请的受让人。预料，本发明可以最有利地用于额定功率约为3000千伏安到约10，000千伏安的变压器。然而，额定功率范围的表示，并非用来限制本发明的应用。在这一功率等级的发电机中，在冷却水入口温度约为45℃时，一般运行中变压器可以经受大约15℃的温升。

因此，本发明的一个目的是：提供用于变压器的线圈支承装置，该装置对构成该变压器的初级和次级绕组的线圈起到径向和轴向的支承作用，足以约束和经受住因例如某绕组的端子之间突然短路的故障所引起的力的作用。

本发明的另一个目的是：提供能够承受热力的线圈支承装置，该热力的起因是：在运行期间线圈温度超过预期的环境温度。

本发明还有一个目的，即提供一个线圈支承装置，用以约束和经受住在运行期间，作用于变压器的铁心片上的振动力。

根据本发明的线圈组是供变压器用的，该变压器有一铁心，该铁心至少包括有纵轴线的一铁心柱，该线圈组包括第一绕组，该绕组呈圆形地至少环绕该铁心柱的一部分，且彼此留有一定的间隔;包括第二绕组，该绕组呈圆形地至少环绕所述的第一绕组的一部分，且彼此留有一定的间隔;包括如同轴向延伸的绝缘棒那样的第一支承件，该支承件被置于第一和第二绕组之间，用以制止该第一和第二绕组之间的轴向相对运动;包括第二支承件，该支承件至少被安置于所述第二绕组的圆柱外表面的一部分的周围，用以制止第二绕组相对于第一绕组的径向运动;包括第一、第二和第三密封件，这些密封件分别置于所述的铁心柱和所述的第一绕组之间，所述的第一和第二绕组之间，以及围绕第二支承件的圆柱外表面，于是便形成包括第一和第二绕组，第一和第二支承件，以及第一、第二和第三密封件的一个整体结构。