立体三角形开口卷铁芯干式变压器制造技术

本发明专利技术型涉及一种高性能易生产及易维修的立体三角形开口卷铁芯干式变压器。它的铁芯用三个独立且形状相同的单相开口卷铁芯以１２０°的角度拼装组合而成的立体三角形结构，每只单相铁芯轭的截面积大于每只单相铁芯芯柱截面积的（（２／＊）－１）倍，同时整体立体三角形开口卷铁芯的芯柱截面的形状为圆形或多边形（外接圆形）。在生产过程中，由于铁芯的开口性，使得线圈可单独绕制，在生产及维修时可在开口缝隙处将铁芯打开进行安装或更换线圈。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术型涉及一种高性能的电力变压器。
技术介绍
干式变压器的主要部分为铁芯和线圈，国内的干式变压器的铁芯普遍 采用叠片式铁芯，它是由各种规格的单片硅钢带叠装而成，叠片式变压器 由于在铁芯叠装时每层的交界处会有多处斜接缝，从而交界处的磁通密度 变化过大，会导致产生了一系列技术难题，造成技术性能指标下降以及所 用硅钢片较多。而还有一定数量的干式变压器的铁芯结构为巻绕式铁芯。 巻绕式铁芯又称巻铁芯，它是由一条宽度不等的硅钢带巻绕而成。巻铁芯 有两种结构形式 一种是平面呈横日形结构，这种结构三个铁芯柱都在一 个平面上，三相磁路相互闭合，但三相磁路空载电流的不平衡；另一种是 立体三角形结构，铁芯结构由三个结构和大小相同且柱截面和轭截面均为 半圆形的单相铁芯按照等边三角形结构拼装而成。拼装完的铁芯柱是由两 个单相铁芯的芯柱拼对成的一个圆柱形铁芯柱体，截面为近似圆形。这种 结构铁芯三相磁回路完全相等，三相磁路空载电流平衡。但该技术本身存 在轭的磁通密度与柱磁通密度不一致的问题。立体三角形铁芯的理想结构是每只单相铁芯的铁轭的截面积应大于铁芯柱截面积的(4一1)倍(约16%)，目前能达到这一工艺安装的要求都难以实现。此外，无接缝巻 铁芯也在诸多问题，如专用制造设备、生产能力受限、工序复杂繁琐、维 修不便、不能生产大容量电力变压器等。综上诸多问题都很大程度上影响 了立体三角形巻铁芯的使用和推广范围。
技术实现思路
本专利技术型提供一种立体三角形开口巻铁芯干式变压器。开口巻铁芯就 是在巻铁芯制造过程中，由曲线硅钢片条料在断开后进行连续逐层绕制而 成，从而每层中都有一个断口，每层断口位置按有规律的线性排列，断口 位置设在上轭或下轭。本专利技术型叙述的变压器铁芯的三个芯柱的截面形状 可以为圆形或多边形(外接圆形)，对应的线圈套的截面形状为圆形。由于 铁芯的开口特性，使得整个铁芯生产制造及维修过程中不需要专用的绕线 设备。本专利技术型的相关的变压器的种类及容量三相F级环氧树脂干式变压 器，容量可在30KVA 3150KVA; H级NOMEX浸渍式非包封绝缘干式变压器， 容量可在30KVA 3150KVA。本专利技术型解决其技术问题所采用的技术方案是该变压器的铁芯是用 三个经过退火定型后的独立的单相开口巻铁芯以中心角120°的角度拼装 成立体三角形铁芯。巻绕每只单相铁芯均采用厚度在0. 18mm到0. 35mm之 间的冷轧硅钢片条料。这三只单相开口巻铁芯的芯柱截面为半圆形或多边 形(外接半圆形)，每只单相铁芯轭的截面积为大于芯柱截面积(;一l)倍的近似半圆形。巻绕整个铁芯所采用的三只单相铁芯全部、'3是硅钢带在切断后连续绕制而成，而不是将绕制好的铁芯逐层割断，连续 绕制的优点便是使铁芯更为紧密及铁芯断口整齐无毛剌。实现单相开口巻铁芯轭截面积大于柱截面积(;^一1)倍的方案在开口铁芯巻绕机进行铁芯巻绕时，绕机数控系统自动跟踪，当巻绕到事先设定好的一定厚度 内对上、下轭段进行有规律的双层叠绕动作。双层叠绕动作就是巻绕在段厚度内时，每巻绕一圈只巻绕上、下轭和一个柱面，从而漏掉一个柱面，实际上是巻绕了 3/4圈，所以上、下轭各增加一层(总计两层)时边柱只 增加一层，在完成这段厚度的双层叠绕动作后便恢复正常的巻绕。从而实现单相铁芯轭截面积为大于其芯柱截面积的—1)倍。对应地应釆用截面为圆形的高压及低压线圈绕组。立体三角形开口巻铁芯干式变压器 的外观图是上、下底面为等边三角形的柱体。本专利技术型的有益效果是，立体三角形开口巻铁芯干式变压器具有磁路 短、三相磁路完全对称，抗突发短路的能力强、节省材料、体积小、工艺 性能好等特点，该干式变压器完全符合中国电网的要求。在铁芯的生产制 造过程中不需要专用的绕线设备，线圈可单独绕制，在安装或更换线圈时 可将开口处层层打开直接更换，提高了生产效率。而且线圈一旦出现故障， 可将变压器铁芯开口处打开进行维修，使得维修极其方便。立体三角形开 口巻铁芯的三相磁路各相自成回路平衡，三次谐波分量在单独框内形成闭 合回路，较大程度地减少了空载电流的谐波分量，三相磁路完全对称相等。 由于满足了理想状态下立体三角形铁芯的每只单相铁芯铁轭的截面积大于其柱截面积(;一l)倍的条件，使得铁轭的磁通密度与其柱的磁通密度一致。截面填充系数最高，三相三柱立体平稳，充分保证三相磁路平衡。 三次谐波分量在单独框内形成闭合回路，较大程度地减少了空载电流的谐 波分量，减少了损耗。 附图说明下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。图l本专利技术型铁芯的视图。图2本专利技术型铁芯的立体视图。 图3断口位置在上轭的单个铁芯的视图。 图4断口位置在下轭的单个铁芯的视图。 图5本专利技术型每只单相铁芯的芯柱截面为半圆形的视图。 图6本专利技术型立体三角形铁芯的芯柱截面为圆形的视图。 图7本专利技术型每只单相铁芯的芯柱截面为多边形(外接半圆形)的视 图。图8本专利技术型立体三角形铁芯的芯柱截面为多边形(外接圆形)的视阁。图9本专利技术型的外观图。图10每层单片铁芯不同断口位置的视图。图1中对应不同容量的铁芯的尺寸范围H的范围是868mm到 2000mm;Hl的范围是650mm至!] 1800mm;Hw的范围是500mm到1500mm; Ll的范围是175mm到450mm; L的范围是460mm到950mm; Mo的范围 是300mm到750mm;圆的截面直径范围是lOOmm到400mm;轭宽范围 是130mm到350mm。图9中对应不同容量的变压器的尺寸范围h的范围是900mm到 2700mm; hl的范围是850mm到2500mm; d的范围是500mm到1500mm; dl的范围是550mm到1700mm; e的范围是490mm到1400mm; el的范 围是300mm到750mm。 具体实施方案参见图2，该变压器铁芯采用了三只同形状的单相开口巻铁芯(4) (6)按中心角120°的角度拼装组合成立体三角形铁芯，线圈套在三个柱 (1) (3)中，组装完毕的铁芯三个芯柱的截面均为圆形。巻绕整个铁 芯所采用的三个单相铁芯全部是硅钢带在切断后连续绕制而成，而不是将 绕制好的铁芯逐层割断。参见图3、图10，每只单相开口巻铁芯是由曲线 开料机开出的硅钢片条料，在数控开口铁芯巻绕机的绕制下制成，铁芯开 口缝隙是有规则的均匀分布，断口位置在上轭(7)时，每层的形状为(20)， 断口位置(21);参见图4、图IO，断口位置在下轭(9)时，每层的形状 为(18)，断口位置(19)。参见图7，若每只开口巻铁芯的截面形状为多 边形(外接半圆形)，参见图8，组装完毕的铁芯三个芯柱的截面均为多边 形(外接圆形)。对应的线圈套的截面形状为圆形。在绕制每个单相铁芯时, 在巻绕到一定厚度时上、下轭交替进行双层叠绕动作，使其铁芯轭的截面积大于柱截面积的(^一1)倍，双层叠绕的叠片形状为(22)、 (23)，它们交替巻绕且上、下轭位置始终重叠。参见图9，将拼装完毕的立体三 角形开口铁芯在开口缝隙处层层打开成一U型，将绕制好的低压线圈(14) 套装入三个铁芯柱中，然后将每组低压线圈外部套入绝缘层(13)，再在绝 缘层外部将绕制好的高压线圈(15)套装入其中，最后将铁芯层层闭合复 原绑扎固定安装上夹件(11)和下夹件(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能的立体三角形开口卷铁芯干式变压器，其特征是：该变压器铁芯采用了三只同形状的单相开口卷铁芯（４）～（６）按中心角１２０°的角度拼装组合而成。

【技术特征摘要】
1.一种高性能的立体三角形开口卷铁芯干式变压器，其特征是该变压器铁芯采用了三只同形状的单相开口卷铁芯(4)～(6)按中心角120°的角度拼装组合而成。2. 根据权利要求1所述的立体三角形开口巻铁芯干式变压器，其特征是 每只单相开口巻铁芯的断口位置在下轭(9)、在上轭(7)，每只单相开口巻铁芯轭的截面积大于其芯柱截面积的(^一1)倍。3. 根据权利要求1所述的立体三角形开口巻铁芯干式变压器，其特征是每只单相铁芯的芯柱截面为半圆形，拼装完毕的立体三角形铁芯的三个 柱的截面为圆形，对应不同容量变压器的铁芯芯柱截面圆的直径范围是4.根据权利要求1所述的立体三角形开口巻铁芯干式变压器，其特征是 每只单相铁芯的芯柱截面为多边形(外接半圆形)，拼装完毕的立体三角 形铁芯的三个柱的截面为多边形(外接圆形)，对应不同容量变压器的铁芯芯柱截面外接圆的直径范围是lOOmm到400mm。5. 根据权利要求1所述的立体三角形开口巻铁芯干式变压器，其恃征是 对应不同容量变压器的铁芯的尺寸范围，H的范围是868mm到2000mm; Hl的范围是650mm到1800mm; Hw的范围是500mm到1500mm; Ll 的范围是17...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐侠，
申请(专利权)人：齐侠，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]