CN103050234B - 干式变压器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种干式变压器，包括：壳体；设置在壳体内的铁芯，铁芯包括四个并置的铁芯体，铁芯体由非晶合金所形成；线圈绕组，线圈绕组分别套设在由相邻的铁芯体的并置部分所形成的心柱上，每个线圈绕组包括：低压绕组，低压绕组分别套设在心柱上；高压绕组，高压绕组分别上下相邻地绕设在每个低压绕组上，且绕设在每个低压绕组上的高压绕组彼此串联连接，高压绕组包括缠绕在低压绕组上的多层高压线圈，且每层高压线圈的匝数沿着从心柱向外的方向逐渐减少；其中线圈绕组内的间隙填充有环氧树脂。本发明的干式变压器，结构紧凑，绕制方法便捷，抗雷电冲击和操作冲击的能力较强，损耗低耗，局放放电几率近似于零。

Description

干式变压器

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，具体而言涉及一种非晶合金环氧浇注干式变压器。

背景技术

变压器是发电，供电及用电企业中的重要设备，它在电网中也处于极为关键的地位，是保证电网安全，可靠的运行和人们生产及生活用电的极其重要的设备，而变压器的结构及制作的材质直接影响到供电的质量和安全。虽然变压器是成熟技术，但是根据现有变压器的需要，仍然需要对变压器进行不断改良。

普通环氧浇注变压器线圈通常使用绝绝缘介质种类多。线圈的整体抗热膨胀变化率和介质电场均匀性较差，投入运行后易出现龟裂，这不仅仅影响线圈使用寿命，还使局放放电几率显著增加，严重时影响供、用电的安全。

此外，现有的环氧浇注变压器存在纵向电容值较小，抗纵向冲击干扰的性能较差，易产生局放现象，效率较低，填充空间小而导致绝缘强度差，影响使用寿命等问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明需要提供一种非晶合金环氧浇注干式变压器，所述变压器结构紧凑，绕制方法便捷，抗雷电冲击和操作冲击的能力较强及损耗低耗，局放放电几率近似于零。

根据本发明的干式变压器，包括：壳体；设置在所述壳体内的铁芯，所述铁芯包括四个并置的铁芯体，所述铁芯体由非晶合金所形成；线圈绕组，所述线圈绕组分别套设在由相邻的所述铁芯体的并置部分所形成的心柱上，每个所述线圈绕组包括：低压绕组，所述低压绕组分别套设在所述心柱上；高压绕组，所述高压绕组分别上下相邻地绕设在每个所述低压绕组上，且绕设在每个所述低压绕组上的所述高压绕组彼此串联连接，所述高压绕组包括缠绕在所述低压绕组上的多层高压线圈，且每层所述高压线圈的匝数沿着从所述心柱向外的方向逐渐减少；其中所述线圈绕组内的间隙填充有环氧树脂。

根据本发明的干式变压器，结构紧凑，绕制方法便捷，抗雷电冲击和操作冲击的能力较强，损耗低耗，局放放电几率近似于零。

另外，根据本发明的干式变压器，还可以具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述环氧树脂通过浇注填充在所述间隙中。这样，可将线圈绕组固定成一体，从而大大增加了线圈绕组的抗短路能力。

根据本发明的一个实施例，缠绕在所述低压绕组上的所述多层高压线圈具有梯形截面。

根据本发明的一个实施例，所述梯形截面为直角梯形截面，且上下相邻的所述梯形截面形成等腰梯形截面。

采用这种设计方式，可以增加高压线圈匝间的雷击波初期点位分布几近线性，从而提高高压绕组的耐突波能力，同时也使干式变压器的结构更加紧凑，方便高压绕组的绕制。

根据本发明的一个实施例，所述相邻的每层所述高压线圈之间设置有第一绝缘层，所述第一绝缘层由有溶剂网格布材料所形成。由此可以大大提高高压线圈层间的绝缘性。

根据本发明的一个实施例，所述低压绕组和所述高压线圈之间设置有第二绝缘层，所述第二绝缘层由无溶剂网格布材料所形成。这样，配合高压线圈的梯形截面结构，可省略高压线圈端部绝缘及类似绝缘材料，进而保证整体介质的一致性，使电场更加均匀。

根据本发明的一个实施例，所述铁芯体包括：

上铁轭；

下铁轭，所述下铁轭与所述上铁轭相对设置；以及

一对旁轭，所述旁轭分别与所述上铁轭和所述下铁轭相连，以形成环形结构，其中并置的所述旁轭形成所述心柱。

由此，可以整体提高铁芯的机械强度。

根据本发明的一个实施例，所述低压绕组采用铜箔缠绕在所述心柱上，且所述铜箔之间采用绝缘树脂浸渍绝缘。

根据本发明的一个实施例，所述壳体包括：

上夹件，所述上夹件夹持所述上铁轭；

下夹件，所述下夹件夹持所述下铁轭；以及

侧框架，所述上夹件和所述下夹件分别固定至所述侧框架的上开口端和下开口端，并容纳所述铁芯和所述线圈绕组。

根据本发明的一个实施例，所述侧框架的、与所述线圈绕组相对的侧面上分别形成有开口部，所述开口部分别与各所述心柱相对。这样，可以增加空气流动，更好地对线圈绕组和心柱冷却，使线圈绕组的抗热冲击能力强，从而增加了干式变压器的寿命。

根据本发明的一个实施例，填充所述间隙的所述环氧树脂部分内形成有沿着所述壳体的纵向方向延伸的散热气道。由此，进一步增加干式变压器的抗热冲击能力。

根据本发明的一个实施例，所述线圈绕组的外面分别缠绕有玻璃丝。由此，进一步提高线圈绕组的整体强度。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的干式变压器的示意图；

图2是铁芯和绕组线圈的示意图；

图3是高压绕组的示意图。

附图标记说明：

干式变压器100；

壳体1，上夹件11，下夹件12，侧框架13，开口部131；

铁芯2，铁芯体21，上铁轭211，下铁轭212，旁轭213，心柱22；

线圈绕组3，低压绕组31，高压绕组32，高压线圈322；

第一绝缘层41，第二绝缘层42。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图3描述根据本发明实施例的干式变压器100。

根据本发明一个实施例的干式变压器100包括壳体1、铁芯2和线圈绕组3。

如图1所示，铁芯2设置在壳体1内。如图1和图2所示，铁芯2包括四个并置的铁芯体21，铁芯体21由非晶合金所形成，也就是说，铁芯体21为非晶合金铁芯体21。采用非晶合金制成的铁芯体21具有优良的导磁性能，易被去磁和被磁化，较传统的硅钢材料的铁芯损耗大大降低，节能效果优良。

线圈绕组3分别套设在由相邻的铁芯体21的并置部分所形成的心柱22上，也就是说，并置的四个铁芯体21的任意相邻的两个的并置部分形成为心柱22，如图2的示例中，四个铁芯体21并置形成有三个心柱22，线圈绕组3分别套设在每个心柱22上。

每个线圈绕组3均包括低压绕组31和高压绕组32，其中低压绕组31分别套设在心柱22上，高压绕组32分别上下相邻地绕设在每个低压绕组31上，且绕设在每个低压绕组31上的高压绕组32彼此串联连接，高压绕组32包括缠绕在低压绕组31上的多层高压线圈322，且每层高压线圈322的匝数沿着心柱22向外的方向逐渐减小。

换言之，每个心柱22上均套设有低压绕组31。在每个低压绕组31的外面均绕设有两个高压绕组32，该两个高压绕组32上下相邻且串联设置，每个高压绕组32均具有多层高压线圈322，且每层高压线圈322的匝数在相应心柱22的径向方向上从内向外逐渐减小。

其中线圈绕组3内的间隙填充有环氧树脂。优选地，环氧树脂通过浇铸填充在该间隙中。这样，可将线圈绕组3固定成一体，从而大大增加了线圈绕组3的机械强度和抗短路能力。

根据本发明实施例的干式变压器100，结构紧凑，绕制方法便捷，抗雷电冲击和操作冲击的能力较强，损耗低耗，局放放电几率近似于零。

在本发明的一个实施例中，如图3所示，绕设在低压绕组31上的多层高压线圈322具有梯形截面，该梯形截面可为直角梯形截面，且上下相邻的梯形截面形成等腰梯形截面，即每个低压绕组31外面的两个上下相邻的高压绕组32均具有直角梯形截面，且该两个直角梯形截面的直角侧边相邻，以便该两个直角梯形截面构成一等腰梯形截面。

采用这种设计方式，可以增加高压线圈322匝间的雷击波初期点位分布几近线性，从而提高高压绕组32的耐突波能力，同时也使干式变压器100的结构更加紧凑，方便高压绕组32的绕制。

相邻的每层高压线圈322之间设置有第一绝缘层41，该第一绝缘层41由有溶剂网格布材料所形成，也就是说，在任意相邻的两层高压线圈322之间均设有由有溶剂网格布材料制成的第一绝缘层41，由此可以大大提高高压线圈322层间的绝缘性。

如图3所示，低压绕组31和高压绕组32之间设置有第二绝缘层42，该第二绝缘层42由无溶剂网格布材料所形成。这样，配合高压线圈322的梯形截面结构，可省略高压线圈322端部绝缘及类似绝缘材料，进而保证整体介质的一致性，使电场更加均匀。

如图1和图2所示，铁芯体21包括上铁轭211、下铁轭212和一对旁轭213，其中上铁轭211和下铁轭212相对设置，例如上铁轭211和下铁轭212在竖向上一一对应，每个旁轭213分别与上铁轭211和下铁轭212相连，也就是说，其中一个旁轭213的两端分别与上铁轭211和下铁轭212的一端相连，剩余的一个旁轭213的两端分别与上铁轭211和下铁轭212的另一端相连，从而形成环形结构，其中并置的旁轭213形成上述的心柱22，即任意相邻的两个旁轭213构成一个心柱22。由此，可以整体提高铁芯2的机械强度。

如图1所示，壳体1包括上夹件11、下夹件12和侧框架13，其中上夹件11用于夹持上铁轭211，上铁轭211可通过多个螺栓紧固在上夹件11的下面以增加固定强度，下夹件12用于夹持下铁轭212，下铁轭212可通过多个螺栓固定在下夹件12的上面以增加固定强度，侧框架13中空且上下敞开以形成上开口和下开口，上夹件11和下夹件12分别固定至侧框架13的上开口端和下开口端，并容纳铁芯2和线圈绕组3。

如图1所示，侧框架13的、与线圈绕组3相对的侧面上分别形成有开口部131，该开口部131分别与各心柱22相对，例如在图1的示例中，侧框架13的一侧上形成有三个开口部131，每个开口部131沿竖向延伸，在侧框架13的相对侧上形成有另外三个开口部131，且每个开口部131也沿竖向延伸且与相对一侧的三个开口部131分别一一对应。这样，可以增加空气流动，更好地对线圈绕组3和心柱22冷却，使线圈绕组3的抗热冲击能力强，从而增加了干式变压器100的寿命，同时还能增加爬电距离。

为了进一步增加干式变压器100的抗热冲击能力，填充在所述间隙的环氧树脂部分内形成有沿着壳体1的纵向方向延伸的散热气道。

在本发明的一些优选实施例中，低压绕组31采用铜箔缠绕在心柱22上，且铜箔之间采用绝缘树脂浸渍绝缘。这样，可以提高低压绕组31的机械强度以及抗短路能力。为了进一步提高线圈绕组3的整体强度，线圈绕组3的外面分别缠绕有玻璃丝。

整体而言，根据本发明一个优选实施例的干式变压器100，可具有如下优点：1）线圈绕组3机械强度高，抗短路能力强；2）线圈绕组3抗热冲击能力强，产品寿命大大提高；3）线圈绕组3防潮、防尘、防盐雾能力强；4）高压绕组32的高压线圈322采用多段与层绕的设计方式，可以提高高压绕组32的耐突波能力，且电场分布更加均匀；铁芯2机械强度高，运输时受震动影响小；5）具有抗高次谐波的能力，可采用Dynll、Yyn0接线方式。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种干式变压器，其特征在于，包括：

壳体；

设置在所述壳体内的铁芯，所述铁芯包括四个并置的铁芯体，所述铁芯体由非晶合金所形成；

线圈绕组，所述线圈绕组分别套设在由相邻的所述铁芯体的并置部分所形成的心柱上，每个所述线圈绕组包括：

低压绕组，所述低压绕组分别套设在所述心柱上；

高压绕组，所述高压绕组分别上下相邻地绕设在每个所述低压绕组上，且绕设在每个所述低压绕组上的所述高压绕组彼此串联连接，所述高压绕组包括缠绕在所述低压绕组上的多层高压线圈，且每层所述高压线圈的匝数沿着从所述心柱向外的方向逐渐减少；其中

所述线圈绕组内的间隙填充有环氧树脂；

所述环氧树脂通过浇注填充在所述间隙中；

缠绕在所述低压绕组上的所述多层高压线圈具有梯形截面；

所述梯形截面为直角梯形截面，且上下相邻的所述梯形截面形成等腰梯形截面。

2.根据权利要求1所述的干式变压器，其特征在于，所述相邻的每层所述高压线圈之间设置有第一绝缘层，所述第一绝缘层由有溶剂网格布材料所形成。

3.根据权利要求2所述的干式变压器，其特征在于，所述低压绕组和所述高压线圈之间设置有第二绝缘层，所述第二绝缘层由无溶剂网格布材料所形成。

4.根据权利要求1所述的干式变压器，其特征在于，所述铁芯体包括：

上铁轭；

下铁轭，所述下铁轭与所述上铁轭相对设置；以及

一对旁轭，所述旁轭分别与所述上铁轭和所述下铁轭相连，以形成环形结构，其中

并置的所述旁轭形成所述心柱。

5.根据权利要求1所述的干式变压器，其特征在于，所述低压绕组采用铜箔缠绕在所述心柱上，且所述铜箔之间采用绝缘树脂浸渍绝缘。

6.根据权利要求4所述的干式变压器，其特征在于，所述壳体包括：

上夹件，所述上夹件夹持所述上铁轭；

下夹件，所述下夹件夹持所述下铁轭；以及

侧框架，所述上夹件和所述下夹件分别固定至所述侧框架的上开口端和下开口端，并容纳所述铁芯和所述线圈绕组。

7.根据权利要求6所述的干式变压器，其特征在于，所述侧框架的、与所述线圈绕组相对的侧面上分别形成有开口部，所述开口部分别与各所述心柱相对。

8.根据权利要求1所述的干式变压器，其特征在于，填充所述间隙的所述环氧树脂部分内形成有沿着所述壳体的纵向方向延伸的散热气道。

9.根据权利要求1所述的干式变压器，其特征在于，所述线圈绕组的外面分别缠绕有玻璃丝。