[发明专利]三相变压器平面卷铁心

说明书

技术领域

本发明涉及电力变压器技术领域，尤其是涉及一种三相变压器的平面卷铁心。

背景技术

在三相电力变压器中，铁心是电磁感应的基本部件。三相变压器铁心结构有：平面叠铁心、三相三框平面卷铁心(如图1所示，由两个合并的大框1a外包围一个外框2a)、三相四框五柱平面卷铁心(如图2所示，由两个合并的大框1b两侧再各自合并一个小框3b)以及三角形卷铁心，以上结构各有优缺点。平面叠铁心的材料消耗要比平面卷铁心多，但铁心附加空载损耗系数较低。三角形卷铁心的材料消耗是最少的，但铁心附加空载损耗系数也是最大，且制造工艺较为复杂。

三相卷铁心变压器在运行中，由于每个铁心柱的两半柱中的磁通矢量图呈60°，使两半柱中的磁通大小经常不同，有时还出现磁通方向相反的情况。在同一铁心柱的互相接触的两框之间，总会有一部分磁通从磁通密度高的框向磁通密度低的框穿越。当两框之间的磁通方向相反时，接触面中不同方向的磁通会相互抵消一部分，从而降低铁心附加空载损耗系数，减少变压器铁心空载损耗。在卷铁心结构中，由于三相三框平面卷铁心的同一铁心柱的两框之间接触面较多，因此其铁心附加空载损耗系数亦为较低，变压器铁心空载损耗相对较少。然而，相对于三相四框五柱平面卷铁心，三相三框平面卷铁心的材料消耗亦相对较多。所以在电力变压器的铁心设计中，如何降低铁心附加空载损耗系数和节省铁心的材料消耗是很难两者兼顾的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种节省铁心材料消耗的同时，具有较低的铁心附加空载损耗系数的三相变压器的平面卷铁心。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：一种三相变压器平面卷铁心，包括呈平面分布的、构成三相磁路的、由钢带卷绕成的卷铁心框，其特征在于：所述三相变压器平面卷铁心由五个卷铁心框组成，其中中间的两个大框外包围一个外框，在外框的两侧各设置一个小框。

其中所述两个大框具有同样的规格尺寸，所述外框和小框合并形成的截面和大框的截面的规格尺寸一样。

其最优的方案是，外框最外层钢带长度等于两个小框的最外层钢带长度之和。

可优选地，所述钢带为非晶合金钢带。非晶合金钢带具有高饱和磁感应强度和低损耗的特点，可有效降低非晶合金铁心变压器的空载损耗，比传统的硅钢铁芯变压器的空载损耗下降70％左右。

对于传统的三相变压器平面卷铁心，在实际设计中，三框平面卷铁心的外框的外层钢带长度会大于三相四框五柱平面卷铁心两侧的小框的内层钢带长度之和，而前者的内层钢带长度会小于后者的外层钢带长度之和。

在本发明中，它是由五个框合并而成，根据传统的命名方法，就把它叫做三相五框五柱平面卷铁心。很显然，本发明五框五柱平面卷铁心的外框相当于三框平面卷铁心的外框的内层部分，其两侧的小框则相当于四框五柱平面卷铁心的小框的内层部分。

对比三框平面卷铁心，本发明五框五柱平面卷铁心相当于增加了四框五柱平面卷铁心小框的内层部分，而减少了三框平面卷铁心的外框的外层部分，由于三框平面卷铁心的外框的外层钢带长度大于三相四框五柱平面卷铁心两侧的小框的内层钢带长度之和，所以说本发明五框五柱平面卷铁心比三框平面卷铁心要节省材料消耗。

对比四框五柱平面卷铁心，本发明五框五柱平面卷铁心相当于增加了三框平面卷铁心的外框的内层部分，而减少了四框五柱平面卷铁心的小框的外层部分，由于三框平面卷铁心的外框的内层钢带长度小于四框五柱平面卷铁心两侧的小框的外层钢带长度之和，所以说本发明五框五柱平面卷铁心也比四框五柱平面卷铁心要节省材料消耗。

同理，对于三角形立体卷铁心来说，也可将三个大框的外层部分分别于两侧各形成一个小框，也可以减少三角形立体卷铁心的材料消耗，而当两个小框的最外层钢带长度之和等于大框最外层钢带长度时，是最节省材料的。

本发明五框五柱平面卷铁心由于外框的存在，对比四框五柱平面卷铁心也具有较低的铁心附加空载损耗系数；对比三框平面卷铁心，如果单考量铁心附加空载损耗系数，本发明五框五柱平面卷铁心并不具备优势，但综合材料损耗考量，则具有较优的综合效益，因为材料损耗在整个变压器的设计中，占据了比较大的综合成本。

附图说明

图1为传统的三相三框平面卷铁心的结构示意图；

图2为传统的三相四框五柱平面卷铁心的结构示意图；

图3为本发明三相五框五柱平面卷铁心的结构示意图。

具体实施方式

如图3所示，一种三相五框五柱平面卷铁心，包括五个由非晶合金钢带卷绕成的卷铁心框，由其中的两个具有同样规格尺寸的大框1c合并在一起，再外包围一个外框2c，然后外框2c的两侧各合并一个小框3c，其中外框2c和小框3c合并形成的截面和大框1c的截面的规格尺寸一样，这样就形成了呈平面分布的、构成三相变压器磁路的三相五框五柱平面卷铁心。作为本发明的最佳实施例，其中外框2c最外层钢带2c1长度等于两个小框3c的最外层钢带3c1长度之和，这样可以最大程度节省非晶合金钢带的材料损耗。