[发明专利]立体三角形开口卷铁芯干式变压器

说明书

所属技术领域

本发明型涉及一种高性能的电力变压器。

背景技术

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卷绕式铁芯。卷绕式铁芯又称卷铁芯，它是由一条宽度不等的硅钢带卷绕而成。卷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，无接缝卷铁芯也在诸多问题，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卷铁芯的使用和推广范围。

发明内容

本发明型提供一种立体三角形开口卷铁芯干式变压器。开口卷铁芯就是在卷铁芯制造过程中，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。本发明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。本发明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。

本发明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卷铁芯以中心角120°的角度拼装成立体三角形铁芯。卷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。这三只单相开口卷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倍的近似半圆形。卷绕整个铁芯所采用的三只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，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刺。实现单相开口卷铁芯轭截面积大于柱截面积倍的方案：在开口铁芯卷绕机进行铁芯卷绕时，绕机数控系统自动跟踪，当卷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。双层叠绕动作就是卷绕在这段厚度内时，每卷绕一圈只卷绕上、下轭和一个柱面，从而漏掉一个柱面，实际上是卷绕了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卷绕。从而实现单相铁芯轭截面积为大于其芯柱截面积的倍。对应地应采用截面为圆形的高压及低压线圈绕组。立体三角形开口卷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。

本发明型的有益效果是，立体三角形开口卷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。立体三角形开口卷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实用新型进一步说明。

图1本发明型铁芯的视图。

图2本发明型铁芯的立体视图。

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。