CN101916644A - 卧式变压器 - Google Patents

Abstract

本发明为卧式变压器，解决已有变压器散热性差，占地面积大，成本高的问题。铁心柱(1)水平放置，铁心柱用两块绝缘拉板(5)夹紧，绝缘拉板(5)与夹件(9)连接，铁轭通过两夹件(9)与铁轭螺杆(14)连接而夹紧，铁芯柱上的高、低压线圈交错放置，高、低压绕组为饼式线圈或分段层式线圈，铁芯柱下侧面的绝缘拉板(5)与绝缘支撑板(6)连接，支撑板(7)的上端与夹件(9)连接，下端与垫脚(8)连接，铁心柱和饼式线圈的截面为椭圆形，三个铁心柱的轴线在同一平面上，铁轭也在同一平面上，或者三个铁心柱的轴线呈三角形分布，铁轭不在同一平面上。

Description

卧式变压器

技术领域：

本发明与大功率的内铁式铁心结构的变压器有关。

背景技术：

已有的内铁式铁心结构的电力变压器、特种变压器的放置方式都采用直立式，即铁心柱是垂直于地面的，其铁心柱的截面是矩形或外接于圆的阶梯形。由于大功率特种变压器的线圈是饼式结构，特种变压器采用直立式使线圈饼间水平流道的介质靠对流方式不容易将热量带出，散热效果差。

铁心柱载面为外接于圆的阶梯形是传统结构，绝大多数的变压器都采用它。这种结构使线圈为圆形，绕制容易，圆形线圈强度高承受突发短路的能力强；铁心截面相同时圆形线圈线长最短比较省电磁线。缺点是圆形铁心的片规格多，剪迭工时多。这铁心结构中当窗口尺寸相同时，铁心磁路最长，因而硅钢片消耗最大。作为卧式变压器占地面积大。

矩形截面的铁心结构其线圈也为矩形。矩形线圈的缺点是绕制工艺较差。由于电磁线的弹性即使绕线芯模是矩形的但绕制成型的线圈都是椭圆形的，必须经整形后才能使用。这样电磁线的长度要额外增加一些，线圈实际尺寸与设计值差易较大相关的电磁参数如导线长度、重量、直流电阻、负载损耗和阻抗都会与设计值都有较大的差异。矩形线圈承受突发短路的能力较弱；铁心截面相同时矩形线匝长度最长电磁线消耗最多。但矩形铁心的片规格最少，剪迭工时少。这种铁心结构中当窗口尺寸相同时，铁心磁路最短，因而硅钢片消耗最少，作为卧式变压器占地面积小。

发明内容：

本发明的目的是提供一种散热性能好温升低，占地面积小，成本低，制造容易，过截能力强，使用安全的卧式变压器。

本发明是这样实现的：

本发明卧式变压器，铁心是由硅钢片叠积而成的内铁式铁心，即铁轭不包围线圈的铁心结构，铁心柱1是水平放置的，铁心柱的两端由硅钢片叠积而成的铁轭使铁心闭合，铁心柱用两块绝缘拉板5夹紧，再缠以绝缘绑扎带扎紧，绝缘拉板5与夹件9连接，铁轭通过两夹件9与铁轭螺杆14连接而夹紧，铁芯柱上的高、低压线圈交错放置，高、低压线圈为饼式线圈或分段层式线圈，铁芯柱下侧面的绝缘拉板5与绝缘支撑板6连接，支撑板7的上端与夹件9连接，下端与垫脚8连接，铁心柱和饼式线圈的截面为椭圆形，三个铁心柱的轴线在同一平面上，铁轭也在同一平面上，即平面式铁心，或者三个铁心柱的轴线呈三角形分布，铁轭不在同一平面上，即立体式铁心。

三个铁心柱的轴线呈等边三角形分布，相邻两个铁心柱的轴线间距相等，组成铁心的铁轭叠片为弧形。

卧式放置的变压器线圈为饼式结构，原来的水平气道变成了垂直气道，散热效果大大提高，这不仅是降低电磁线的消耗，降低制造成本。还可以大大降低变压器的高度。如果在高压大功率变频器中应用卧式移相变压器，可使变压器柜上部留出的空间足以安装隔离刀闸(通常的高压变频器装置其高压隔离刀闸都单独装成一面柜子)。这样就省去了一面隔离刀闸柜的占地面积。这对那些打算作变频改造但占地面积又受到限制的用户特别适用。

本发明中的变压器铁心柱的截面采用椭圆形的，其线圈也为椭圆形克服了矩形线圈绕制成型困难的缺点，保持了矩形截面铁心磁路短、硅钢片的消耗少的优点。综合优缺点介于圆形和矩形铁心之间。

铁心柱排列为三角形的立体结构铁心与平面结构铁心比较。

铁心柱排列在一个平面上的平面结构铁心由于其迭片工艺简单，是最常用的铁心结构型式，但其三相磁路不相等A、C相磁路大于B相，故A、C相空载电流也大于B相。

铁心柱排列呈三角形的立体结构铁心由于其迭片工艺复杂，在对铁轭迭片时必须要用铁心翻转台，因而很少采用。但其三相磁路相等，三相空载电流相等，这是它独特的优点。尤其是采用这种铁心设计的卧式变压器因其独特的外形与风电的机舱外形相配，所以仍要采用这种结构。近年来，由于卷铁心技术的发展，出现了三相立体卷铁心。购置这种铁心和专用绕线机，生产风电专用的变压器就简单多了。

综上所述，本发明中的卧式变压器具有散热性能好、温升低、过载能力强、成本低等优点

另一个突出的优点是变压器合闸时励磁涌流很低，因而操作过电压也较低，这对变频器或与变压器直接相连整流元件的安全运行非常重要。

本发明应用于移相变压器可使变频装置占地面积小，这一优点对用户来说尤为重要，可大大减少用户的建筑投资。

附图说明：

图1为本发明的结构图之一。

图2为图1的B-B剖视图。

图3为图1的A-A剖视图。

图4为本发明的内铁式铁心结构图。

图5为图4的A-A剖视图。

图6为本发明的结构图之二。

图7为图6的左视图。

具体实施方式：

实施例1：

三个铁心柱1的轴线在同一水平面上。铁心柱1、低压绕组3、高压绕组4的截面为椭圆形，铁心的上、下侧面与绝缘拉板5连接，绝缘拉板5的两端分别与上、下夹件9连接，下夹件9与立柱式支撑板7连接

为了将直立的变压器安全地平放，特别安装三只带立柱式支撑板7的垫脚8。垫脚8由钢板或槽钢焊接而成。立柱式支撑板7焊接在垫脚8两端，支撑板上端部钻有孔便于与变压器夹件9上的孔用螺栓连接。

为了保证铁心柱1放平后不弯曲变形，铁心柱1采用绝缘拉板5连接结构。绝缘拉板5的材料采用环氧布板。传统的铁心柱拉板用低导磁率的不锈钢材料制造。在实际应用中，此种拉板材料仍然导磁，而且导电，故不锈钢拉板常常有过热现象。本发明中采用环氧布板作拉板材料，其截面积比用不锈钢材料大1.5倍以上，材料的强度和刚度都能满足使用要求。而且，因其不导电，还可兼作线圈的绝缘支撑件。

为了进一步保证铁心柱1放平后不弯曲变形，还要在垫脚上安装2～3只绝缘支撑板顶住铁心柱1，并用绝缘垫块托住线圈，这样即可确保变压器运输过程中安全可靠。

由于本发明中的许多结构与在传统的变压器上都有应用，工艺措施很容易实现，但为了保证变压器的质量，仍要采取一些特殊的工艺措施

1.线圈线饼绕制后经真空浸漆半烘干再作成型处理

2.成型后的线饼按技术要求在绝缘筒上组合成线圈再真空浸漆一次

3.铁心按常规剪迭，安装临时垫脚后直立，然后按传统的方法进行变压器的总装配

4.按照变压器的技术要求作完全部出厂试验

5.将试验合格的变压器整体真空浸漆一次

6.将变压器放平

实施例2：

三个铁心柱的轴线呈等边三角形分布。组成铁心的铁轭叠片为弧形，三铁轭构成三边为向内凹曲线的三角形。夹件9由三段直杆组成，中间直杆与两端直杆夹角大于90°。铁心柱位于两夹件9的两端直杆之间，铁轭螺杆14连接两夹件的两端直杆。其于结构与实施例1相同。

Claims (2)

1.卧式变压器，其特征在于铁心是由硅钢片叠积而成的内铁式铁心，即铁轭不包围线圈的铁心结构，铁心柱(1)水平放置，铁心柱的两端由硅钢片叠积而成的铁轭使铁心闭合，铁心柱用两块绝缘拉板(5)夹紧，再缠以绝缘绑扎带扎紧，绝缘拉板(5)与夹件(9)连接，铁轭通过两夹件(9)与铁轭螺杆(14)连接而夹紧，铁芯柱上的高、低压线圈交错放置，高、低压线圈为饼式线圈或分段层式线圈，铁芯柱下侧面的绝缘拉板(5)与绝缘支撑板(6)连接，支撑板(7)的上端与夹件(9)连接，下端与垫脚(8)连接，铁心柱和饼式线圈的截面为椭圆形，三个铁心柱的轴线在同一平面上，铁轭也在同一平面上，即平面式铁心，或者三个铁心柱的轴线呈三角形分布，铁轭不在同一平面上，即立体式铁心。

2.根据权利要求1所述的卧式变压器，其特征在于三个铁心柱的轴线呈等边三角形分布，相邻两个铁心柱的轴线间距相等，组成铁心的铁轭叠片为弧形。

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