大型电力变压器绕组压紧结构改进

韩彬 田小静 赵银汉 孙瑞田

（保定天威保变电气股份有限公司，河北 保定 071056）

随着电力技术的发展，变压器容量越来越大，电压等级越来越高，电力变压器在电力系统中的作用愈显突出。因此变压器的可靠运行关乎着电力系统安全的全局，而变压器的可靠运行受诸多因素的影响，其中抗短路能力是其中重要一项。根据以往的经验，由于变压器结构不合理，导致的抗短路能力不足的案例比比皆是。因此，必须从设计结构上更加注重改进变压器的抗短路能力，才能从根本上解决问题。本文就是在总结以前经验的基础上，从结构上进行改进，更好的保证变压器的产品质量，提高变压器的抗短路能力。

1 绕组压紧结构的改进

提高变压器的抗短路能力，有许多措施，本文着重介绍绕组压紧结构改进。

1.1 弹簧压钉绕组压紧结构

目前仍有许多变压器厂家绕组压紧采用弹簧压钉装置结构，这种结构采用弹簧对绕组压板持续施压，保证绕组及压板不松动，提高其抗短路能力。如图1所示。

其操作流程是：①先将碗状绝缘垫块放在绕组压板上；②在绝缘垫块上安放弹簧压钉装置；③将压紧螺杆旋入上夹件螺纹套中，并缓慢下旋，直至压住弹簧压钉装置；④用搬手拧紧螺杆，直到将蝶形弹簧压实，即压到限位无间隙；⑤将上螺母拧紧以锁紧螺杆，防止其松动。弹簧压钉结构如图2所示。

图1 弹簧压钉装置器身压紧示意图

图2 弹簧压钉结构

弹簧压钉绕组压紧，紧固压钉要高低压侧对称，按照一定顺序紧固，以防止绕组压偏，如图3所示。压钉紧固至少要进行两个循环，以便各压钉受力基本一致。对于普通压钉可用人感受拧紧力矩的大小。对于弹簧压钉可通过观察销孔的暴露程度，一般说来销孔的暴露应在2/3以上。

图3

1.2 压装垫块绕组压紧结构

弹簧压钉装置压紧绕组结构在容量小、电压等级低的电力变压器上得到了大面积的推广使用，随着电力系统大发展，电力变压器技术的进步，其应用在大容量、高电压电力变压器上的不足越来越明显。

1）大容量、高电压电力变压器其绕组幅向漏磁较大，轴向短路力大。在弹簧压钉数量不增加的情况下，弹簧压钉装置压力已不能满足要求。

2）由于弹簧压钉装置由金属部件组成，其在高场强中的布置成为一大难题，如布置位置不妥，会引起局部放电，严重的话，会导致绝缘击穿，引起严重后果。

3）弹簧压钉装置容易使绕组出现某个点受力不均匀。

为了克服弹簧压钉装置压紧结构的不足，一种新绕组压紧结构应运而生，就是压装垫块绕组压紧结构。压装垫块结构，就是在绕组压板与铁心夹件之间塞入压装垫块，以保证绕组的轴向压紧力。

压装垫块结构，一般高、低压侧绝缘压均不应少于两件，连同相间位置上铁轭下方的压装垫块，一般在压板圆周上应不少于6件，如图4所示。

图4 压装垫块压紧结构示意图

图5 压装垫块

压装垫块为高密度、高电气强度的绝缘材料，其组成有上下两块压装垫块、中间调节片、胶木螺杆、胶木螺母、相间位置压装垫块，如图5所示。

压装垫块压紧结构操作流程是：①准备好器身压紧用的设备-三相同时压紧装置；②放置三相同时压紧装置的液压缸在压板和铁心夹件之间；③放置压板与上夹件、铁心之间的压装垫块；④压紧设备施加克服短路力需要的压力；⑤放置相间位置铁心与压板之间垫块的调节片；⑥放置高低压侧上下压装垫块之间的中间调节片；⑦撤除压紧装置施加的压力；⑧检查压装垫块的松紧程度；⑨安装固定压装垫块的胶木螺杆、胶木螺母，并紧固到位。压装操作示意如图5所示。

图6

器身绕组压装时，为保证压板不变形，液压缸布置方式，尽量沿圆周方向均匀布置，高低侧对称，以保证线圈受力均匀。同时在液压缸下部加垫较大面积的工艺垫板，防止压板局部受力过大。

压装垫块绕组压紧结构，特点是：

1）压装垫块受力面积大，绕组受力均匀。

2）压装垫块为绝缘材料，电气强度高，在高场强中布置方便，绝缘距离等参数要求易保证。

3）操作方便，压装过程可以借助压紧设备，省时、省力。

4）由于操作方便，绕组压紧时间缩短，减少了绕组受潮时间，利于保证变压器的产品质量。

2 结论

总之，随着电力系统的发展，变压器技术的进步，电压等级和变压器容量不断提高和加大，压装垫块绕组压紧结构在大容量、高电压电力变压器，包括换流变压器中应用越来越广泛，其结构优化、操作方便，弹簧压钉绕组压紧结构被压装垫块绕组压紧结构替代，已成为一种必然。

[1]谢毓城.电力变压器手册[M].北京:机械工业出版社,2003.

[2]赵静月.变压器制造工艺[M].北京:中国电力出版社,2009.