CN103426616A - 一种磁屏蔽结构以及单相变压器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种磁屏蔽结构，包括设于变压器绕组对端部且与变压器绕组对之间具有间隙的磁分路，所述磁分路由导磁材料制成，负载运行时所述变压器绕组对产生的漏磁通从所述磁分路中通过，所述漏磁通在变压器绕组对中、变压器绕组对与磁分路之间的间隙处、以及磁分路中形成漏磁回路。该磁屏蔽结构能够大大减少经过变压器中的金属结构件的漏磁通量，从而可削弱变压器运行时产生的大量热损耗，其结构简单，制作成本低。
Description
技术领域
本发明属于变压器制造技术领域，涉及一种磁屏蔽结构以及采用该磁屏蔽结构的单相变压器。
背景技术
目前，一般电网输送和工业用电都采用三相电源，所以变压器多采用三相变压器。随着电力的高速发展，电力变压器发展趋向于大容量和高阻抗。由于受到生产制造和运输难度等限制，因而大容量的电力变压器需要以单相变压器的形式进行生产制造，然后在现场将单相变压器组装成三相电力变压器进行使用。目前变压器领域中采用的单相心式变压器主要有单相两柱、单相三柱、单相四柱及单相五柱等形式。而变压器的高阻抗值也意味着变压器绕组中流过负载电流时产生的漏磁通也相对较大，如果对绕组漏磁通的流通路径不加以控制，这些漏磁通在通过变压器中的金属结构件(如变压器油箱)时会产生大量的热损耗，从而会对变压器的性能产生较大的影响。
为了控制变压器内部因负载电流而产生的漏磁损耗，目前业界采用磁屏蔽、铜屏蔽或二者结合的形式来降低漏磁通。但是现有的磁屏蔽结构复杂，且成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种磁屏蔽结构以及单相变压器，该磁屏蔽结构能够大大减少经过变压器中的金属结构件的漏磁通量，从而可削弱变压器运行时产生的大量热损耗，且结构简单，制作成本低。
解决本发明技术问题采用的技术方案是该磁屏蔽结构包括设于变压器绕组对端部且与变压器绕组对之间具有间隙的磁分路，所述磁分路由导磁材料制成，负载运行时变压器绕组对产生的漏磁通从所述磁分路中通过，所述漏磁通在变压器绕组对中、变压器绕组对与磁分路之间的间隙处、以及磁分路中形成漏磁回路。
优选的是，所述磁分路接地，以防止磁分路在变压器运行状态下悬浮放电。
优选的是，所述变压器绕组对采用一对或多对，每个变压器绕组对包括两个并列设置的绕组，所述磁分路为条状，所述条状磁分路的轴向与变压器绕组对中两绕组的排列方向平行。
优选条状磁分路由多个硅钢片叠积形成，其叠积方向沿条状磁分路的轴向，所述硅钢片的片面方向设为使得所述漏磁通能够从其中穿过。
其中，所述硅钢片采用冷轧取向硅钢片、冷轧无取向硅钢片或热轧无取向硅钢片等高导磁材料制成。
优选的是，所述磁分路采用两个，即上磁分路和下磁分路，所述上磁分路设于变压器绕组对的上端部上方，所述下磁分路设于变压器绕组对的下端部下方，上磁分路与变压器绕组对上端部的外线圈外侧至内线圈内侧之间的区域对应，下磁分路与变压器绕组对下端部的外线圈外侧至内线圈内侧之间的区域对应。
进一步优选的是，所述上磁分路和下磁分路分别安装在变压器的上夹件和下夹件上。
优选的是，所述磁分路中还包括有防护层和绝缘层，所述防护层和绝缘层依次包覆在叠积的硅钢片外部。
所述防护层采用环氧浸渍玻璃丝带，其厚度小于或等于0.5mm；所述绝缘层采用绝缘纸板材质，其厚度小于或等于1mm。
一种单相变压器，包括磁屏蔽结构，所述磁屏蔽结构采用上述的磁屏蔽结构。
本发明的有益效果为：通过在变压器绕组对端部设置磁分路，使得变压器绕组对运行时所产生的漏磁通能够从所述磁分路中通过，从而为变压器绕组对的线圈区域以外的漏磁通提供了一个低磁阻路径，由于所述漏磁通在变压器绕组对中、变压器绕组对与磁分路之间的间隙处、以及磁分路中形成漏磁回路，从而能够大大削弱这些漏磁通通过发散的路径流经其他金属结构件时产生的能量损耗，以降低变压器运行时的损耗，保证变压器的经济运行，从而能够提升变压器的运行性能。同时其结构简单，且可以与其它屏蔽方式配合来降低杂散损耗，成本较低。
附图说明
图1是本发明单相两柱磁分路装设位置示意图；
图2是本发明单相两柱磁分路漏磁通路径示意图；
图3是本发明单相四柱磁分路装设位置示意图；
图4是本发明单相四柱磁分路漏磁通路径示意图。
图中：1-铁心；2-心柱绕组；3-上夹件；4-上磁分路；5-心柱绕组；6-下磁分路；7-下夹件；8-固定板；9-夹持件；10-接地线。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
一种磁屏蔽结构，包括设于变压器绕组对端部且与变压器绕组对之间具有间隙的磁分路，所述磁分路由导磁材料制成，负载运行时变压器绕组对产生的漏磁通从所述磁分路中通过，所述漏磁通在变压器绕组对中、变压器绕组对与磁分路之间的间隙处、以及磁分路中形成漏磁回路。
一种单相变压器，包括磁屏蔽结构，所述磁屏蔽结构采用上述的磁屏蔽结构。
实施例1：
本实施例中，该磁屏蔽结构用于单相变压器中。如图1、2所示，该单相变压器为单相两柱的油浸式变压器。该变压器包括并列设置的两个心柱，所述两个心柱上各套有工作绕组，即心柱绕组2和心柱绕组5。所述心柱绕组2和心柱绕组5构成一对变压器绕组对。在变压器运行期间，这两个心柱绕组中流通的磁通方向相反，该两个心柱绕组在变压器的负载运行状态下产生的漏磁通方向也是相反的。
所述单相变压器中包括有磁屏蔽结构，本实施例中，该磁屏蔽结构包括设于变压器绕组对端部且与变压器绕组对之间具有间隙的磁分路，所述磁分路由导磁材料制成，负载运行时所述变压器绕组对产生的漏磁通从所述磁分路中通过，所述漏磁通在变压器绕组对中、变压器绕组对与磁分路之间的间隙处、以及磁分路中形成漏磁回路。
本实施例中，磁分路采用两个，即上磁分路4和下磁分路6，上磁分路4设于所述变压器绕组对的上端部上方，所述下磁分路6设于所述变压器绕组对的下端部下方。
本实施例中，所述上磁分路4和下磁分路6均为条状，其中，上磁分路4和下磁分路6的轴向与心柱绕组2和心柱绕组5的排列方向平行。
上磁分路4和下磁分路6均由多个片面形状为矩形的硅钢片叠积形成，其叠积方向沿条状磁分路的轴向，所述硅钢片的片面方向设为使得所述漏磁通能够从其中穿过，即在进行磁分路的叠片时，单片硅钢片的片面方向与变压器绕组对(即心柱绕组2和心柱绕组5)的高度方向保持平行，同时，上磁分路4与变压器绕组对上端部的外线圈外侧至内线圈内侧之间的区域对应，下磁分路6与变压器绕组对下端部的外线圈外侧至内线圈内侧之间的区域对应，以使得变压器运行状态下，绕组之间的漏磁通能顺利进入上磁分路4和下磁分路6，从而减少经过其它金属结构件的漏磁通量。
具体地，本实施例中，所述磁分路由多片采用高导磁材料制成的硅钢片叠加并粘结而成，且相邻两单片硅钢片间粘连有一层双H胶层。其中，硅钢片可采用冷轧取向硅钢片、冷轧无取向硅钢片或热轧无取向硅钢片。
优选的是，所述上磁分路4和下磁分路6中还包括有防护层和绝缘层，所述防护层和绝缘层依次包覆在叠积的硅钢片外。所述防护层用于防止磁分路在变压器运行状态下因磨损而发生意外。
本实施例中，防护层可采用环氧浸渍玻璃丝带，其厚度不大于0.5mm；绝缘层采用绝缘纸板制成，其厚度不大于1mm。
本实施例中，上磁分路4和下磁分路6分别安装在变压器的上夹件3和下夹件7上，所述上夹件3和下夹件7焊接在变压器内用于夹紧铁心1。上磁分路4采用两个，其分别设置在上夹件3的两侧；下磁分路6采用两个，其分别设置在下夹件3的两侧。上夹件3和下夹件7上均设有固定板8和夹持件9，通过固定板8和夹持件9可对磁分路(上磁分路4和下磁分路6)分别进行定位和紧固。本实施例中，所述上夹件3、下夹件7和固定板8采用钢板制成，所述夹持件9采用绝缘纸板或木板制成。
其中，所述磁分路与变压器的夹件一点连接后接地。具体地，本实施例中，在所述上磁分路和下磁分路中，其最外层的硅钢片与接地线10焊接，所述接地线10通过螺栓与夹件等电位连接后接地。其中，夹件采用金属材料制成。变压器运行时，由于所述夹件(包括上夹件和下夹件)接地，即所述磁分路在变压器运行状态下也接地，故所述磁分路不会由于电位不固定而出现悬浮电位放电现象。
本发明磁屏蔽结构的原理为：将具有高导磁性的硅钢片叠积形成的条状磁分路设置于与变压器绕组对的两端部的一定区域相对应，从而使该条状磁分路为两个心柱绕组的线圈区域以外的一部分漏磁通提供了一个低磁阻路径，即磁分路为该变压器两个心柱上的心柱绕组在流过负载电流时产生的漏磁通提供一种低磁阻的路径，所述漏磁通在心柱绕组2、心柱绕组2与上磁分路4之间的间隙处、上磁分路4、心柱绕组5、心柱绕组5与下磁分路6之间的间隙处、以及下磁分路6之间形成一个漏磁回路，削弱了漏磁通在经由发散的路径而流经金属结构件如变压器油箱和其它金属结构件时产生的大量热损耗，由于漏磁通在流过磁分路时仅产生很小的热损耗，从而可提升变压器的运行性能。
实施例2：
如图3、4所示，本实施例与实施例1的区别在于：该单相变压器采用单相四柱的油浸式变压器。所述单相四柱变压器的中间两个心柱上套有工作绕组，即心柱绕组2和心柱绕组5构成变压器绕组对。变压器运行期间，这两个心柱绕组里流通的磁通方向相反，两个心柱绕组上在变压器的负载运行状态下产生的漏磁通方向也是相反的。
本实施例中的其他结构以及使用都与实施例1相同，这里不再赘述。
总之，本发明磁屏蔽结构特别适用于单相变压器尤其适用于单相两柱、单相四柱等具有偶数个心柱绕组的单相变压器。变压器运行期间，所述偶数个心柱绕组中，每两个心柱绕组里流通的主磁通方向相反。在变压器的负载运行状态下，每两个心柱绕组里产生的漏磁通方向也是相反的。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种磁屏蔽结构，其特征在于，包括设于变压器绕组对端部且与变压器绕组对之间具有间隙的磁分路，所述磁分路由导磁材料制成，负载运行时所述变压器绕组对产生的漏磁通从所述磁分路中通过，所述漏磁通在变压器绕组对中、变压器绕组对与磁分路之间的间隙处、以及磁分路中形成漏磁回路。
2.根据权利要求1所述的磁屏蔽结构，其特征在于，所述磁分路接地，以防止磁分路在变压器运行状态下悬浮放电。
3.根据权利要求2所述的磁屏蔽结构，其特征在于，所述磁分路采用两个，即上磁分路和下磁分路，所述上磁分路设于变压器绕组对的上端部上方，所述下磁分路设于变压器绕组对的下端部下方，上磁分路与变压器绕组对上端部的外线圈外侧至内线圈内侧之间的区域对应，下磁分路与变压器绕组对下端部的外线圈外侧至内线圈内侧之间的区域对应。
4.根据权利要求3所述的磁屏蔽结构，其特征在于，所述上磁分路和下磁分路分别安装在变压器的上夹件和下夹件上。
5.根据权利要求1-4之一所述的磁屏蔽结构，其特征在于，所述变压器绕组对采用一对或多对，每个变压器绕组对包括两个并列设置的绕组，所述磁分路为条状，所述条状磁分路的轴向与变压器绕组对中两绕组的排列方向平行。
6.根据权利要求5所述的磁屏蔽结构，其特征在于，条状磁分路由多个硅钢片叠积形成，其叠积方向沿条状磁分路的轴向，所述硅钢片的片面方向设为使得所述漏磁通能够从其中穿过。
7.根据权利要求6所述的磁屏蔽结构，其特征在于，所述硅钢片采用冷轧取向硅钢片、冷轧无取向硅钢片或热轧无取向硅钢片。
8.根据权利要求6所述的磁屏蔽结构，其特征在于，所述磁分路中还包括有防护层和绝缘层，所述防护层和绝缘层依次包覆在叠积的硅钢片外部。
9.根据权利要求8所述的磁屏蔽结构，其特征在于，所述防护层采用环氧浸渍玻璃丝带，其厚度小于或等于0.5mm；所述绝缘层采用绝缘纸板，其厚度小于或等于1mm。
10.一种单相变压器，包括磁屏蔽结构，其特征在于，所述磁屏蔽结构采用权利要求1-9之一所述的磁屏蔽结构。
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