CN102709039B - 三相心式星型变压器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及三相变压器领域，尤其涉及三相心式星型变压器，包括由铁轭和三个铁柱构成的铁心和设置在铁柱上的线圈，其特征是，所述三相铁柱和铁轭分布在一个平面内，由多块硅钢片依次叠积而成，相邻铁柱互差120°,三相磁路完全对称，且每相具有一个独立的闭合磁路。所述铁柱硅钢片和铁轭硅钢片采用双层叠积法，第一层拼接产生的接缝由第二层的硅钢片组件搭接。与现有技术相比，本发明的优点是：1）铁柱和铁轭构成完全对称的星形结构，三相磁路完全对称，较渐开线铁心磁路更短，每相具有一个独立的闭合磁路，可进一步提高变压器三相电压变化的一致性和效率。2）铁轭截面积相对减小，使磁路损耗进一步降低，且制造工艺简单、重量轻，省材料。
Description
技术领域
本发明涉及三相变压器领域，尤其涉及一种三相心式星型变压器。
背景技术
变压器是电力系统重要的电气设备，变压器的电压变化率和效率与铁心结构关系极大。传统的三相心式变压器的铁心结构为E型铁心，其缺点是三相磁路极不对称，且铁轭较长、磁阻大，空载和负载时三相电压不平衡；而传统的三相渐开线铁心变压器的磁路是对称的，但铁心制造的工艺复杂，磁路铁柱与铁轭端面接触处必须垫有0.2mm厚度绝缘衬垫，导致磁路气隙大、磁阻大，因此励磁电流大，因此虽有一些优点，却没有得到推广和应用；同时三相心式变压器和渐开线铁心变压器的相邻两相绕组都被布置在一个窗口里，瞬间存在相互去磁的现象，因此使得变压器三相电压变化率不一致和无法获得更高的效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种三相心式星型变压器，克服现有技术中的不足，改进铁心结构，使三相磁路完全对称，每相具有一个独立的闭合磁路，消除相邻两相绕组瞬间相互去磁的现象，减小铁柱和部份铁轭的截面积，减小磁路磁阻，提高变压器三相电压变化率的一致性，从而进一步提高变压器效率。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
三相心式星型变压器，包括由铁轭和三个铁柱构成的铁心和设置在铁柱上的线圈，所述三相铁柱和铁轭分布在一个平面内，由多块硅钢片依次叠积而成，相邻铁柱互差120°, 三相磁路完全对称，且每相具有一个独立的闭合磁路。
所述铁柱硅钢片和铁轭硅钢片采用双层叠积法，第一层拼接产生的接缝由第二层的硅钢片组件搭接，以减少铁损耗。
所述铁轭上设有上下压紧装置和铁心定位装置，使铁心结构在工艺上可实现，其中上下压紧装置包括双头螺栓一和六角夹件，两个六角夹件分设于铁轭的顶部和底部居中位置；铁心定位装置包括铁心夹件、双头螺栓二和双头螺栓三组成，三个铁心夹件分别通过双头螺栓二与六角夹件相连接，相邻铁心夹件之间通过双头螺栓三相连接，位于铁心顶部和底部的两组铁心夹件之间通过双头螺栓四相连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1）铁柱和铁轭构成完全对称的星形结构，三相磁路完全对称，较渐开线铁心磁路更短，每相具有一个独立的闭合磁路，消除了空载和负载时三相电压不平衡以及两相绕组瞬间有相互去磁的现象，可进一步提高变压器三相电压变化的一致性和效率。2）铁轭截面积相对减小，减小了铁柱和部份铁轭中的磁通密度，减小了励磁电流，使磁路损耗进一步降低，且制造工艺简单、重量轻，省材料。
附图说明
图1是本发明实施例结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1中沿A-A线剖视图；
图4是本发明铁心的1、3、5…层叠积示意图；
图5是本发明铁心的2、4、6…层叠积示意图；
图6是本发明铁心的立体形态；
图7是本发明铁心在T1时刻的线圈电流方向及磁通方向示意图；
图8是本发明铁心在T2时刻的线圈电流方向及磁通方向示意图；
图9是本发明铁心在T3时刻的线圈电流方向及磁通方向示意图；
图10是本发明铁心在T4时刻的线圈电流方向及磁通方向示意图；
图11是本发明铁心在T5时刻的线圈电流方向及磁通方向示意图；
图12是本发明铁心在T6时刻的线圈电流方向及磁通方向示意图。
图中：1-铁心 2-线圈 3-铁柱 4-铁轭 5-双头螺栓一6-六角夹件 7-夹紧件 8-双头螺栓二 9-双头螺栓三10-双头螺栓四 11-中心定位孔 12-定位孔 13-绕组支撑架14-高压绕组 15-低压绕组 16-低压绕组引线 17-高压绕组引线
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
见图1-图3，是本发明三相心式星型变压器实施例结构示意图，包括由铁轭4和三个铁柱3构成的铁心1和设置在铁柱3上的线圈2，三相铁柱3和铁轭4分布在一个平面内，由多块硅钢片依次叠积而成，相邻铁柱互差120°，三相磁路完全对称，且每相具有一个独立的闭合磁路，三相线圈产生的合成磁通所经磁路完全一致。
铁轭4上设有上下压紧装置和铁心定位装置，使铁心结构在工艺上可实现，其中上下压紧装置包括双头螺栓一5和六角夹件6，两个六角夹件6分设于铁轭4的顶部和底部居中位置，铁轭4的几何中心设有中心定位孔11，双头螺栓一5穿过中心定位孔11两端分别与六角夹件6相连，实现铁轭4的上下压紧，铁柱3上设有定位孔12，可通过铆钉等连接件使铁柱的硅钢片压紧定位；铁心定位装置包括铁心夹件7、双头螺栓二8和双头螺栓三9组成，三个铁心夹件7分别通过双头螺栓二8与六角夹件6相连接，相邻铁心夹件7之间通过双头螺栓三9相连接，实现铁心外部尺寸的固定，位于铁心顶部和底部的两组铁心夹件7之间通过双头螺栓四10相连接。线圈2包括缠绕在绕组支撑架13上的高压绕组14和低压绕组15，高压绕组和低压绕组分别设有高压绕组引线17和低压绕组引线16。
见图4、图5，铁柱3硅钢片和铁轭4硅钢片采用双层叠积法，其中第1、3、5…层中，铁柱的1a、1b、1c分别与铁轭的1d、1e、1f、1g、1h拼接，第2、4、6…层中，铁柱的2a、2b、2c分别与铁轭的2d、2e、2f、2g、2h、2i、2j、2k、2l拼接，第一层拼接产生的接缝由第二层的硅钢片组件搭接，以减少铁损耗，并且节省硅钢片用量。
铁心组装时，先将双头螺栓一5、六角夹件6与下部铁心夹件7连接在一起组成变压器的下底座，然后将铁柱3的硅钢片按设计顺序叠积成型与线圈2组合后置于下底座的安装位置上，逐层叠积硅钢片成铁轭4，在铁轭4顶部安装六角夹件6与铁心夹件7，并通过双头螺栓一5连接在一起，最后穿入双头螺栓二8、双头螺栓三9和双头螺栓四10，将铁柱、铁轭紧固成一体，见图6，是本发明铁心的立体形态。
见图7-图12，是本发明三相心式星型变压器铁心在T1-T6时刻的磁路示意图。图中，星型铁心外侧的线圈为各线圈的同名端，符号“×”为电流正方向输入、符号“·”为电流反方向输出。
本发明三相心式星型变压器在T1时刻磁路中三相电流iu、iv为正方向、iw为反方向，线圈电流方向及铁心中的磁通Φ的方向如图7所示。
本发明三相心式星型变压器在T2时刻磁路中三相电流iv为正方向、iu、iw为反方向，线圈电流方向及铁心中的磁通Φ的方向如图8所示。
本发明三相心式星型变压器在T3时刻磁路中三相电流iv、 iw 为正方向、iu为反方向，线圈电流方向及铁心中的磁通Φ的方向如图9所示。
本发明三相心式星型变压器在T4时刻磁路中三相电流iw为正方向、iu、iv为反方向，线圈电流方向及铁心中的磁通Φ的方向如图10所示。
本发明三相心式星型变压器在T5时刻磁路中三相电流iu、iw为正方向、iv为反方向，线圈电流方向及铁心中的磁通Φ的方向如图11所示。
本发明三相心式星型变压器在T6时刻磁路中三相电流iu、为正方向、iw、iv为反方向，线圈电流方向及铁心中的磁通Φ的方向如图12所示。
从本发明三相心式星型变压器在T1-T6时刻的线圈电流方向及磁通方向分析，可明显看出，本发明的铁心磁路完全对称，铁心磁路更短，不存在同一窗口内线圈电流方向不同，而产生的去磁现象。
Claims (1)
1.三相心式星型变压器，包括由铁轭和三个铁柱构成的铁心和设置在铁柱上的线圈，其特征在于，所述三个铁柱和铁轭分布在一个平面内，由多块硅钢片依次叠积而成，相邻铁柱互差120°,三相磁路完全对称，且每相具有一个独立的闭合磁路；
所述铁柱硅钢片和铁轭硅钢片采用双层叠积法，第一层拼接产生的接缝由第二层的硅钢片组件搭接，以减少铁损耗；所述铁轭上设有上下压紧装置和铁心定位装置，使铁心结构在工艺上可实现，其中上下压紧装置包括双头螺栓一和六角夹件，两个六角夹件分设于铁轭的顶部和底部居中位置；铁心定位装置包括铁心夹件、双头螺栓二和双头螺栓三，位于铁心顶部和底部的两组铁心夹件之间通过双头螺栓四相连接，每组铁芯夹件包括三个铁芯夹件，三个铁心夹件分别通过双头螺栓二与六角夹件相连接，相邻铁心夹件之间通过双头螺栓三相连接。
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