[发明专利]一种模块化组合的电力变压器

说明书

技术领域

本发明涉及一种新式可模块化制造、安装的卷铁芯、箔绕组电力变压器，可用较少种类的模块就能组建多样化的变压器整机，属于电力配电静止感应设备技术领域。

背景技术

为了满足电压、容量、绝缘、功能、空载、温升、性能、寿命等等各种制造要求，现在的变压器厂就像十足的作坊，产品周期长，变压器像手工打造的艺术品，变压器制造并未进入工业时代。业内很羡慕电缆的工业化，可通过流水线产出产品，于是人们呼唤用较少种类的模块就能组建多样化的整机，并且这些模块可由不同的厂家制造，有服务人员负责安装到位，这样变压器厂家就不再像仓储和物流公司。然而，当前，包括器身、铁芯、绕组等核心器件的变压器本体的生产组装必须在变压器厂完成，变压器本体必须整机运送到使用现场，例如现有的如CN200979837 Y和CN201656288 U实用新型专利所公开的组合式电力变压器，仅指将变压器的器身、开关设备、熔断器、分接开关及相应的辅助设备进行组合，组合的范围仅是器身以外的辅助设备，不能对变压器本体内的器件进行组合。

变压器本体在使用现场不允许拆装组合主要带来四大问题。一是变压器的生产效率极低，变压器的生产长期停留在作坊式的单机生产方式，变压器的器件生产不能形成社会化分工，从而使器件生产成本高、耗能大、浪费多、周期长，原材料、半成品、成品的仓储调配、仓储成本大。二是运输成本昂贵，带材先要从钢铁厂运输到开料厂，再运输到变压器厂，最后再运输到用户，不仅来回运输成本高，而且大型变压器的整机运输十分困难，其设计容量和体积受到途经的运输隧道尺寸的限制，由此限制了大功率变压器的发展。三是变压器绕组内部损坏不易查找出问题出在哪些层，而且拉回变压器修理更换的成本昂贵，以致用户常采用购买新变压器的方式完成替换。四是在出厂前和安装现场吊芯测试、整机联调测试工序往往重复进行，如果变压器在运输或安装施工中出现问题，则需退回工厂更换整机后再重新联调测试。

由此可见，要能实现可在现场进行模块化组合或更换的变压器新设计，需解决以下三大关键性技术难题。首先是变压器内部器件的结构需重新优化设计成可分别运输的且便于在现场组装、调试、更换的结构，并且无需借用庞大的专用工装设备。其次是必须解决模块化组装必然会增加的绕组绝缘和支撑所致的新要求。三是须解决适用于现场组装的模块之间的便捷连接问题，如现有绕组中存在处于绕组内层的接头，显然像这样的内层的绕组接头不便于在现场组装连接。

发明内容

为克服上述现有电力变压器成熟制造模式的各种缺陷，本发明提供一种全新的模块化组合的电力变压器。本发明的一个目的是提供一种由新式双弧形且带有交错开/闭轭结构的卷铁芯元件合成的立体卷铁芯结构，克服了现有立体卷铁芯的制造不能适应于社会化生产和重复运输的缺陷，为实现现场与绕组组装奠定了基础，而且铁芯支撑更加稳固。

本发明的另一个目的是提供一种高压绕组新结构，采用多个箔绕组模块串联连接组合组成高压绕组和每个高压绕组模块由一对串联连接的箔绕组单元构成的结构，不仅解决了绕组的可模块化生产及能在现场完成与铁芯之间的组合安装、更换的问题，而且解决了现有的绕组器件承载电压不能过高的缺陷。

本发明的又一个目的在于提供一种高压绕组模块接头连接的新结构，采用由两个卷绕方向相反的箔绕组单元合成一个箔绕组模块的新设计，避免了现有箔绕组内层接头在现场连接的不便，使箔绕组模块更加适合于现场查损和方便组合连接安装。

为了实现上述目的，本发明采用了如下具体技术方案：

一种模块化组合的电力变压器，其安装在机座10上的铁芯1为三相三柱立体结构，每个相同的铁柱具有平行的对称中心线，三个铁柱呈正三角形布置，三相绕组同芯套装在三个铁柱上。变压器铁芯1由三个双弧型卷铁芯元件11组合而成，每个双弧型卷铁芯元件11由首尾交替相互衔接的两个直线部111和两个圆弧部112围成，其上包括用于套装对应相绕组的开/闭轭结构，并且三个卷铁芯元件11的六个直线部111分别两两结合，形成所述的三相三柱立体结构的三个铁柱12。所述的三相绕组中的每一相包括低压绕组2和高压箔绕组3，低压绕组2是一整体式的，通过内撑条组件121套装在对应相的铁柱12上。所述的整体式低压绕组2为圆筒形箔绕组或圆筒结构线绕组。每一相的高压箔绕组3由一组串联连接的高压箔绕组模块31叠置构成，并且各高压箔绕组模块31通过外撑条组件231套装在对应相的低压绕组2上。

所述的每个双弧型卷铁芯元件11由多个U形片料制成，所述的开/闭轭结构位于每个U形片料的开口处，且设置在该双弧型卷铁芯元件11的两个圆弧部中的其中一个圆弧部112上。