1000kV变压器铁芯的结构设计

铁芯是由导磁材料制成的框形闭合结构。为了减少涡流损耗,变压器铁芯由很薄的附有绝缘层的硅钢片叠积或卷绕而成。铁芯部分是变压器的基本部件,由导磁体和夹紧装置组成,它有两个作用:

(1)构成变压器的磁路,它是一次和二次电路电能转换的媒介。

(2)通过铁芯的夹紧装置使导磁体成为一个完整的结构,构成变压器的骨架。

(一)自耦变压器铁芯

自耦变压器铁芯采用单相五柱式,即三主柱带两旁柱,见图2-11。三主柱各相绕组并联,从内向外依次套装低压绕组、公共绕组、串联绕组。

图2-11　主体变铁芯采用四框五柱式

图2-12　阶梯接缝示意图

采用六级阶梯接缝,有效改善接缝处磁通分布,较常规2级阶梯接缝结构,空载损耗可降低约8%。阶梯接缝示意图见图2-12。采用日本进口优质、高导磁、低损耗优质晶粒取向冷轧硅钢片叠成。铁芯内设置多个绝缘油道,保证铁芯的有效散热。铁芯末级叠片和拉板均开有隔磁槽,铁芯腹板加磁屏蔽,降低附加损耗以防止局部过热。(www.xing528.com)

(二)调压变和补偿变铁芯

调压变铁芯采用单相三柱式,即一主柱带两旁柱,见图2-13。低压补偿变铁芯采用口字形,即一主柱带一旁柱,见图2-14。叠片均为6级步进搭接,铁芯材料为日本产优质高导磁硅钢片。

图2-13　调压变铁芯采用单相三柱式(单位:mm)

图2-14　补偿变铁芯采用口子式

(三)铁芯组成

铁芯主要由铁芯叠片和铁芯结构件构成。铁芯结构件主要由夹件、垫脚、撑板及拉板、拉带等组成,叠片和夹件、垫脚、撑板、拉板、拉带之间均有绝缘件。垫脚和箱底之间也有绝缘件。

铁芯加紧:在叠片和拉板外绑扎稀纬带。夹件为板式结构。铁轭通过低磁钢拉带紧固铁轭。同时通过撑板、垫脚和拉板使将铁芯连接为刚性整体。

铁芯接地:铁芯及其金属结构件在绕组的电场作用下,具有不同的电位,与油箱电位又不同,它们之间的电位差虽然不大,也可能通过很小的绝缘距离而发生放电。为了消除铁芯和金属附件在绕组电场作用下产生的电位以及它们之间的电位差,避免造成游离放电,铁芯及金属结构件必须经油箱而接地,且必须是一点接地。铁芯如果两点接地,相当于铁芯两侧短路,就会产生一定的电流。这个电流导致局部过热,损耗增加,甚至接地片熔断,使铁芯产生悬浮电位,这是不允许的。所以,铁芯叠片及铁芯结构件分别由接地引线从箱盖引出接地,即为铁芯接地和夹件接地,且内部不允许存在多点接地情况。铁芯下部通过箱底的定位钉与夹件或垫脚定位,上部通过撑板上的定位件与箱盖配合定位。