[发明专利]具有改进冷却的干式变压器

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请要求2009年6月30日提交的美国临时专利申请No.61/221,836的利益，其通过整体引用结合于此。

技术领域

本发明涉及变压器，且更具体地涉及具有改进冷却特征的干式变压器。

背景技术

众所周知，变压器将处于一个电压的电转换为处于另一电压的电，具有更高或更低的值。变压器使用初级线圈和次级线圈获得这种电压转换，其中每个线圈绕在铁磁芯上，以及包括若干匝电导体。初级线圈连接到电压源，以及次级线圈连接到负载。初级线圈的匝数与次级线圈匝数的比率(“匝数比”)和源电压与负载电压的比率相同。

变压器可以由空气或液体电介质冷却。空气冷却的变压器典型地称为干式变压器。在很多应用中，比如在商业建筑中或附近，优选使用干式变压器而不是液体冷却变压器。通常，干式变压器的线圈使用真空室、胶化炉等涂有电介质树脂或铸造在其中。将线圈封装在电介质树脂中保护线圈，但是导致了散热问题。为了从线圈周围散热，冷却管通常形成在线圈中预定的位置。这种冷却管提高了线圈的工作效率并延长了线圈的工作寿命。带有冷却管的树脂封装的示例公开在Lanoue等人的美国专利No.7,023,312中，其被转让给本发明的受让人，并通过引用结合于此。

虽然使用冷却管产生良好的结果，但是在线圈中创建冷却管增加了线圈的人工和材料成本。因此，需要提供带有减少或消除冷却管的使用的树脂封装线圈的变压器。本发明针对这种变压器。

发明内容

根据本发明，提供一种配电变压器，且该配电变压器包括安装到铁磁芯的线圈组件。所述线圈组件包括树脂封装的低压线圈、布置在低压线圈周围的树脂封装的第一高压线圈，以及布置在第一高压线圈周围的树脂封装的第二高压线圈。第一高压线圈与低压线圈被环形第一间隔隔开，以及第二高压线圈与第一高压线圈被环形第二间隔隔开。低压线圈以及第一高压线圈和第二高压线圈被同心布置。

根据本发明还提供了一种制造配电变压器的方法。所述方法包括提供铁磁芯、树脂封装的低压线圈、树脂封装的第一高压线圈以及树脂封装的第二高压线圈。将低压线圈安装到芯，以及将第一高压线圈布置在低压线圈周围以形成二者之间的环形第一间隔。将第二高压线圈布置在第一高压线圈周围以形成二者之间的环形第二间隔。

附图说明

根据下列说明、所附权利要求书和附图，将更好理解本发明的特征、方面和优点，其中：

图1是根据本发明实现的变压器的一部分的顶部前透视图；

图2是变压器的俯视图；

图3是安装在支撑块上的变压器的线圈组件的截面图，其中线圈组件具有根据本发明第一实施方式构建的第一和第二高压线圈；以及

图4是根据本发明第二实施方式构建的第一和第二高压线圈的一部分的截面图。

具体实施方式

应注意，在以下的详细说明中，相同部件具有相同标号，不论它们是否展示在本发明的不同实施方式中。还应注意，为了清楚简明地公开本发明，附图可能并非必然按规定比例，以及本发明的某些特征可以展示为某些示意形式。

现在参考图1和图2，展示了根据本发明实现的配电变压器10的一部分。变压器10是配电变压器且具有的kVA额定值范围为从约112.5kVA到约15000kVA。变压器10的高压侧具有的电压范围从约600V到约35kV，而变压器10的低压侧具有的电压范围从约120V到约15kV。

变压器10包括安装到芯18并封闭在外壳(未示出)中的至少一个线圈组件12。如果变压器10是单相变压器，则仅提供一个线圈组件12，而如果变压器10是三相变压器，则提供三个线圈组件12(每相一个)。芯18由铁磁金属(比如硅晶粒取向钢)组成，以及可能一般形状为矩形。芯18包括在一对轭24之间延伸的至少一个支柱22(仅示出其中之一)。三个均匀间隔的分开的支柱22可在轭24之间延伸，如果变压器10是单相变压器，单个线圈组件12可以安装到以及布置在支柱22的中间一个的周围。如果变压器10是三相变压器，三个线圈组件12被安装到以及分别布置在支柱22周围。最好如图2所示，每个支柱22可由具有不同宽度的多个板形成，其用于为支柱22提供十字形截面。