CN101276679A - 一种立体三角形铁芯油浸式变压器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种立体三角形铁芯油浸式变压器。它包括铁芯、高压套管(11)、低压套管(14)、地线(16)、油位计(15)、排气装置(12)、分接开关(17)，散热片(13)。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(见上式)倍，同时拼装完毕的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。
Description
所属技术领域
本发明型涉及一种立体三角形铁芯油浸式变压器，整体形状是一截面为等边三角形的柱体。
背景技术
油浸式变压器主要由铁芯、线圈和油箱组成，目前国内传统的油浸式变压器的铁芯普遍采用叠片式铁芯。叠片式铁芯就是由各种规格的单片硅钢带叠装而成，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。还有一定数量的油浸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一个圆形。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％)，目前都难以实现达到这一工艺安装的要求。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、不能生产大容量油浸式变压器等。
发明内容
本发明型提供一种立体三角形铁芯油浸式变压器，它的铁芯采用的是立体三角形开口卷铁芯。开口卷铁芯就是在卷铁芯的制造过程中，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，芯柱与芯柱之间的连接部分便是铁轭，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。本发明型相关变压器的种类及容量：三相油浸式变压器的容量可在30KVA～3150KVA。
本发明型解决其技术问题所采用的技术方案是：该油浸式变压器的铁芯是用三个经过退火定型后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开口铁芯。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每只单相铁芯芯柱截面积
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由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：在开口铁芯卷绕时，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柱截面积
倍。将开口铁芯处逐层分别打开后呈U型，把绕制好的变压器所需的初、次级线圈进行套入芯柱之中，再将开口铁芯层层闭合放入油箱中并密封，即为油浸式变压器。
本发明型的有益效果是，这种油浸式变压器具有抗突发短路的能力强、节省材料、体积小、工艺性能好等特点，该油浸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发明型进一步说明。
图1本发明型的铁芯视图。
图2本发明型的铁芯立体视图。
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本发明型中每只单相铁芯的芯柱截面为半圆形的视图。
图6本发明型中立体三角形铁芯的芯柱截面为圆形的视图。
图7本发明型中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本发明型中立体三角形铁芯的芯柱截面为多边形(外接圆形)的视图。
图9本发明型的外观图。
图10每层单片铁芯不同位置的视图。
图1中对应不同容量的铁芯的尺寸范围：H的范围是400mm到2000mm；H1的范围是350mm到1800mm；Hw的范围是300mm到1500mm；L1的范围是150mm到800mm；L的范围是350mm到1000mm；Mo的范围是300mm到900mm；轭宽范围是80mm到400mm。
图6中截面圆的直径范围是100mm到400mm。
图8中截面外接圆的直径范围是100mm到400mm。
图9中对应不同容量变压器的尺寸范围：h的范围是500mm到2700mm；h1的范围是50mm到1000mm；b的范围是400mm到1500mm；b1的范围是450mm到1800mm。
具体实施方案
参见图2，该变压器的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°的角度拼装组合成立体三角形开口铁芯，线圈套在三个柱(1)～(3)中，拼装完毕的铁芯三个芯柱的截面为圆形或多边形(外接圆形)。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。参见图3、图10，每只单相开口卷铁芯的缝隙处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10，断口位置在下轭(9)时，每层的形状为(18)，断口位置(19)。参见图5，若每只开口卷铁芯的截面形状为半圆形，参见图6，拼装完毕的铁芯三个芯柱的截面均为圆形；参见图7，若每只开口卷铁芯的截面形状为多边形(外接半圆形)，参见图8，拼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。在绕制每只单相铁芯时，在卷绕到一定厚度时上、下轭交替进行双层叠绕动作，使每只单相铁芯轭的截面积大于其柱截面积的
倍，双层叠绕的硅钢片形状为(22)、(23)，它们交替卷绕且上、下轭位置始终重叠。将拼装完毕的立体三角形开口卷铁芯在开口缝隙处层层打开成一U型，将绕制好的线圈套入三个铁芯柱中再把铁芯层层闭合，安装完夹件后将铁芯放入油箱中加上封盖，从顶部引出三个高压套管(11)和三个低压套管(14)及地线(16)，油位计(15)、排气装置(12)、分接开关(17)，三组散热片(13)分布在三个侧面上。
Claims (8)
1. 一种立体三角形铁芯油浸式变压器，其特征是：该变压器的铁芯采用了三只形状相同的单相开口卷铁芯(4)～(6)按中心角120°的角度拼装组合而成。
2. 根据权利要求1所述的一种立体三角形铁芯油浸式变压器，其特征是：每只单相开口卷铁芯的断口位置在上轭(7)、在下轭(9)，每只单相开口卷铁芯轭的截面积大于其芯柱截面积的倍。
3. 根据权利要求1所述的一种立体三角形铁芯油浸式变压器，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，截面圆的直径范围是100mm到400mm。
4. 根据权利要求1所述的一种立体三角形铁芯油浸式变压器，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)，截面外接圆的直径范围是100mm到400mm。
5. 根据权利要求1所述的一种立体三角形铁芯油浸式变压器，其特征是：对应不同容量变压器的铁芯尺寸范围，H的范围是400mm到2000mm；H1的范围是350mm到1800mm；Hw的范围是300mm到1500mm；L1的范围是150mm到800mm；L的范围是350mm到1000mm；Mo的范围是300mm到900mm；轭宽范围是80mm到400mm。
6. 根据权利要求1所述的一种立体三角形铁芯油浸式变压器，其特征是：变压器的外观形状是截面为等边三角形的柱体，三组散热片(13)分布在三个侧面上，对应不同容量的变压器的尺寸范围，h的范围是500mm到2700mm；h1的范围是50mm到1000mm；b的范围是400mm到1500mm；b1的范围是450mm到1800mm。
7. 根据权利要求1所述的一种立体三角形铁芯油浸式变压器，其特征是：变压器外部顶端的高压套管(14)成三角形排列，下面一排为油位计(15)、排气装置(12)、分接开关(17)，最后一排为三个低压套管(11)和一个地线套管(16)。
8. 根据权利要求1所述的一种立体三角形铁芯油浸式变压器，其特征是：相关变压器的种类为三相油浸式变压器，容量在30KVA～3150KVA。
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|---|---|---|---|---|
| CN102945734A (zh) * | 2012-09-05 | 2013-02-27 | 广东岭先技术投资企业（有限合伙） | 一种模块化组合的电力变压器 |
| CN104981882A (zh) * | 2013-02-18 | 2015-10-14 | Abb技术有限公司 | 用于制造堆叠式三角形芯体变压器的方法 |
| CN105957698A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-09-21 | 齐侠 | 一种折叠式双接缝立体开口铁心 |
| US9620280B2 (en) | 2014-01-06 | 2017-04-11 | William Alek | Energy management system |
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2007
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