CN104319078B - 一种110kV及以上电压等级立体卷铁心变压器及其绕制工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种110kV及以上电压等级立体卷铁心变压器及其绕制工艺，工艺步骤包括铁心绕制和绕组绕线两部分，首先将一根导磁带通过由内向外连续卷绕形成铁心框，然后将三个具有相同结构的铁心框进行拼装，通过绝缘拉板将两贴合的框边拉紧固定，卷绕完成后形成三相立体卷铁心；绕组绕制无需专用绕线模具，其自身的绝缘件和下铁轭绝缘件作为绕线模具，绕组一次卷绕成形，绕组直接卷绕在铁心柱上，无需拆卸铁轭再套装绕组，工艺成本节约，利用该工艺方法绕制的立体卷铁心，其铁心柱与铁轭自成一体形成导磁回路，不需要钢板夹紧，铁心上没有尖角，有效降低变压器的局部放电量，且覆盖隔离层能够降低噪音，使铁心与绕组之间的电场均匀分布。

Description

一种110kV及以上电压等级立体卷铁心变压器及其绕制工艺

技术领域

本发明涉及立体卷铁心变压器，尤其是一种110kV及以上电压等级油浸式立体卷铁心变压器的绕制工艺以及由该绕制工艺制成的变压器。

背景技术

目前市场上高电压等级（一般高压电压为110kV，220kV，330kV，500kV及以上）油浸式电力变压器，铁心结构为叠铁心，即由剪裁成不同形状的硅钢片叠加而成，铁心柱由不同级厚和级宽的硅钢片叠成，每一级硅钢片为矩形，为节省硅钢用材，铁轭叠成D形，铁心柱和铁轭通过钢拉板夹紧，如图1和2所示，变压器绕组首先在绕线模具上绕制而成，然后对其进行干燥，压缩工艺，干燥压缩后将铁心的上铁轭拆除，同一相的绕组由内而外依次套装在铁心柱上，绕组设计时要留有足够的套装间隙，防止套装不下去。绕组套装的同时将绕组与下铁轭的绝缘件，绕组与绕组之间的绝缘件装配好，最后装配绕组与上铁轭的绝缘件。

所存在的缺点是噪音大，空载电流大，铁心周边有尖角，在高电压电场作用下极易放电。绕组绕线需要在专用绕线模具上绕制，绕好后需要拆模具，存在工艺时间长和材料浪费的缺陷。且绕组套装要先拆上铁轭，然后每相绕组分别套装，套好绕组后重装上铁轭，工艺重复，铁心性能受损，绕组套装要留有足够的套装间隙，此间隙的存在造成变压器抗短路能力下降。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供的一种110kV及以上电压等级立体卷铁心变压器及其绕制工艺，绕制工艺步骤简单实用，无需拆开铁心进行绕组绕制，节省生产时间和材料浪费，使变压器结构更加稳固。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种110kV及以上电压等级立体卷铁心变压器的绕制工艺，包括铁心绕制和绕组绕线两部分工艺步骤，

铁心绕制工艺步骤为：首先将一根导磁带通过由内向外连续卷绕形成铁心框，卷绕时在层与层的导磁带之间增加胶粘剂，且在卷绕过程中设置第一油道随导磁带一同卷绕，然后将三个具有相同结构的铁心框进行拼装，拼装时在拼合面之间放置第二油道和绝缘拉板，通过绝缘拉板将两贴合的框边拉紧固定，卷绕完成后形成三相立体卷铁心；

绕组绕线工艺步骤为：首先准备绕组的组件包括线圈、托板、下铁轭绝缘件和内绝缘件，将托板套装在铁心的铁心柱上，然后将下铁轭绝缘件装配在托板上，在托板和下铁轭绝缘件与铁心柱之间留有转动间隙，将内绝缘件固定在下铁轭绝缘件上，绕线时绕线机通过传动装置带动托板转动，托板带动下铁轭绝缘件转动，下铁轭绝缘件带动内绝缘件转动，从而将线圈绕制到内绝缘件上，构成绕组，全部绕组绕制完成后进行整体干燥压缩。将内绝缘件和下铁轭绝缘件作为绕线模具，传动装置类型可分为齿轮传动，链传动，带传动和轴承传动等，所述内绝缘件与下铁轭绝缘件可通过粘结或螺接固定在一起，绕线机可控制一个或多个传动装置，即绕线时可多相绕组同时进行，节省绕组绕制的时间，也可根据需要单相绕组独立进行，每相铁心柱上可以绕制一层以上的线圈。

上述工艺步骤中，在卷绕完成后的铁心框的外表面上设置一层隔离层，拼合铁心时该隔离层用固化漆固化铁心框的拼合面。

按照上述的工艺步骤制作的110kV及以上电压等级立体卷铁心变压器, 包括铁心和绕组，所述铁心由三个闭合的铁心框组成，所述铁心框由导磁带由内向外连续卷绕而成，三个铁心框的竖框边的平面一侧相互贴合拼装构成立体卷铁心结构，拼接处设有绝缘拉板用于将两贴合的竖框边拉紧固定，两竖框边连接在一起形成截面呈准圆形的铁心柱，所述铁心框的横框边为铁轭；

所述绕组包括线圈、托板、下铁轭绝缘件和内绝缘件，所述托板套装在铁心柱上，所述下铁轭绝缘件装配在托板上，所述内绝缘件固定在下铁轭绝缘件上，所述托板和下铁轭绝缘件与铁心柱之间留有转动空隙，所述线圈绕制套在内绝缘件上。利用内绝缘件和下铁轭绝缘件作为绕线模具，绕组安装后无需拆卸，与铁心形成一整体，也无需拆卸铁心的结构进行绕线，操作方便，可以设置有一层以上的绕组线圈，各线圈之间放置绝缘件，无间隙，抗短路能力强。

优选的，所述铁心框内部设置有若干个第一油道，所述第一油道等间隔排列位于其中一层导磁带中且与导磁带一并卷绕。

优选的，所述铁心框拼接处设有第二油道，所述第二油道沿轴向等间隔排列在相贴合的竖框边之间。

更优选的，所述铁心框的外表面设有一隔离层，所述隔离层粘接铁心框之间的拼合面，所述铁心框的边角位置设有用于放置绝缘拉板的缺口，拼装铁心时，绝缘拉板能够置于缺口内，避免绝缘拉板伸出铁心外。

更优选的，所述导磁带为硅钢或其它具有导磁能力的带材，其卷绕带宽逐层变化使铁心柱与铁轭周边圆弧过渡。

为了稳固变压器中铁心与绕组的结构，所述铁心的上下两侧设有用于压紧固定绕组的上夹件与下夹件。

优选的，所述绝缘拉板的轴向高度大于铁心柱的高度且小于铁心的整体高度，其上下两端部分别设置有用于连接上夹件与下夹件的孔位。

优选的，所述绕组上还设有上铁轭绝缘件装配在内绝缘件的上端，通过上铁轭绝缘件与下铁轭绝缘件夹紧线圈，使绕组的结构更牢固。

本发明的有益效果：由导磁带连续卷绕而成的铁心柱与铁轭，自成一体形成导磁回路，不需要钢板夹紧，铁心上没有尖角，有效降低变压器的局部放电量，且覆盖隔离层能够降低噪音，使铁心与绕组之间的电场均匀分布；绕组绕制无需专用绕线模具，其自身的绝缘件和下铁轭绝缘件作为绕线模具，绕组一次卷绕成形，绕组直接卷绕在铁心柱上，无需拆卸铁轭再套装绕组，工艺成本节约，同时可缩小绕组与铁心的距离，节约成本，可以设置多层绕组线圈，各层线圈之间没有间隙，抗短路能力增强。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。

图1是现有高电压等级铁心柱的结构示意图；

图2是现有高电压等级铁轭的结构示意图；

图3是本发明中铁心框的截面示意图；

图4是本发明中铁心柱的截面示意图；

图5是本发明中变压器的整体结构截面示意图；

图6是图5中A-A处的剖视结构示意图；

图7是本发明中具有三层线圈的绕组与铁心柱的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供的一种110kV及以上电压等级立体卷铁心变压器的绕制工艺，包括铁心绕制和绕组2绕线两部分工艺步骤，其中，铁心绕制工艺步骤为：首先将一根导磁带12通过由内向外连续卷绕形成铁心框1，卷绕时在层与层的导磁带12之间增加胶粘剂，且在卷绕过程中设置第一油道15随导磁带12一同卷绕，然后将三个具有相同结构的铁心框1进行拼装，拼装时在拼合面之间放置第二油道16和绝缘拉板14，通过绝缘拉板14将两贴合的框边拉紧固定，卷绕完成后形成三相立体卷铁心；

绕组2绕线工艺步骤为：首先准备绕组2的组件包括线圈24、托板21、下铁轭绝缘件22和内绝缘件23，将托板21套装在铁心的铁心柱10上，然后将下铁轭绝缘件22装配在托板21上，托板21和下铁轭绝缘件22与铁心柱10之间留有转动间隙，将内绝缘件23固定在下铁轭绝缘件22上，所述内绝缘件23与下铁轭绝缘件22可通过粘结或螺接固定在一起，将内绝缘件23和下铁轭绝缘件22作为绕线模具，绕线时绕线机3通过传动装置4带动托板21转动，托板21带动下铁轭绝缘件22转动，下铁轭绝缘件22带动内绝缘件23转动，从而将导线绕制到内绝缘件23上，构成绕组2，传动装置4类型可分为齿轮传动，链传动，带传动和轴承传动等，绕线机3可控制一个或多个传动装置4，即绕线时可多相绕组2同时进行，节省绕组2绕制的时间，也可根据需要单相绕组2独立进行，每相铁心柱10上可以绕制一层以上的线圈24。

绕制多层线圈24时，在绕组2的第一层线圈24绕制完成后，第一层线圈24上套上第二层内绝缘件23，放置完成后启动绕线机3绕制第二层线圈24，此时第二层内绝缘件23与下铁轭绝缘为第二层线圈24的绕线模具，以此类推地进行多层线圈24绕制，此种绕制方法使线圈24与线圈24之间卷绕紧密，无间隙，抗短路能力增强，全部绕组2绕制完成后进行整体干燥压缩工艺，干燥压缩后装配绕组2与上铁轭之间的上铁轭绝缘件25。

上述工艺步骤中，在卷绕完成后的铁心框1的外表面上设置一层隔离层13，厚度为1-2mm，拼合铁心时该隔离层13用固化漆固化铁心框1的拼合面。

参照图3至图6，按照上述的工艺步骤制作的110kV及以上电压等级立体卷铁心变压器, 包括铁心和绕组2，所述铁心由三个闭合的铁心框1组成，所述铁心框1由导磁带12由内向外连续卷绕而成，所述铁心框1内部设置有若干个第一油道15，所述第一油道15等间隔排列位于其中一层导磁带12中且与导磁带12一并卷绕，三个铁心框1的竖框边的平面一侧相互贴合拼装构成立体卷铁心结构，拼接处设有绝缘拉板14用于将两贴合的竖框边拉紧固定，两竖框边连接在一起形成截面呈准圆形的铁心柱10，且拼接处设有第二油道16，所述第二油道16沿轴向等间隔排列在相贴合的竖框边之间，所述铁心框1的横框边为铁轭11。

所述绕组2包括线圈24、托板21、下铁轭绝缘件22和内绝缘件23，所述托板21套装在铁心柱10上，所述下铁轭绝缘件22装配在托板21上，所述内绝缘件23固定在下铁轭绝缘件22上，所述托板21和下铁轭绝缘件22与铁心柱10之间留有转动空隙，所述线圈24绕制套在内绝缘件23上，绕组2上还设有上铁轭绝缘件25装配在内绝缘件23的上端，通过上铁轭绝缘件25与下铁轭绝缘件22夹紧线圈24，使绕组2的结构更牢固。绕组2绕制无需专用绕线模具，利用内绝缘件23和下铁轭绝缘件22作为绕线模具，绕组2安装后无需拆卸，与铁心形成一整体，也无需拆卸铁心的结构进行绕线，操作方便，可以设置有一层以上的绕组2线圈24，各层线圈24之间放置绝缘件，无间隙，抗短路能力强，参见图7所示。

优选的，所述铁心框1的外表面设有一隔离层13，所述隔离层13粘接铁心框1之间的拼合面，所述铁心框1的边角位置设有用于放置绝缘拉板14的缺口，拼装铁心时，绝缘拉板14能够置于缺口内，避免绝缘拉板14伸出铁心外。所述导磁带12硅钢或其它具有导磁能力的带材，其卷绕带宽逐层变化使铁心柱10与铁轭11周边圆弧过渡。

为了稳固变压器中铁心与绕组2的结构，所述铁心的上下两侧设有用于压紧固定绕组2的上夹件与下夹件。优选的，所述绝缘拉板14的轴向高度大于铁心柱10的高度且小于铁心的整体高度，其上下两端部分别设置有用于连接上夹件与下夹件的孔位。

本发明中的铁心柱10与铁轭11由导磁带12连续卷绕而成，自成一体形成导磁回路，不需要钢板夹紧，铁心上没有尖角，有效降低变压器的局部放电量，且覆盖隔离层13能够降低噪音，使铁心与绕组2之间的电场均匀分布。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施例中所提到的形状结构，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种110kV及以上电压等级立体卷铁心变压器的绕制工艺，其特征在于：包括铁心绕制和绕组绕线两部分工艺步骤，

铁心绕制工艺步骤为：首先将一根导磁带通过由内向外连续卷绕形成铁心框，卷绕时在层与层的导磁带之间增加胶粘剂，且在卷绕过程中设置第一油道随导磁带一同卷绕；

然后将三个具有相同结构的铁心框进行拼装，拼装时在拼合面之间放置第二油道和绝缘拉板，通过绝缘拉板将两贴合的框边拉紧固定，卷绕完成后形成三相立体卷铁心；

绕组绕线工艺步骤为：首先准备绕组的组件包括线圈、托板、下铁轭绝缘件和内绝缘件，将托板套装在铁心的铁心柱上，然后将下铁轭绝缘件装配在托板上，在托板和下铁轭绝缘件与铁心柱之间留有转动间隙，将内绝缘件固定在下铁轭绝缘件上；

绕线时绕线机通过传动装置带动托板转动，托板带动下铁轭绝缘件转动，下铁轭绝缘件带动内绝缘件转动，从而将线圈绕制到内绝缘件上，构成绕组，全部绕组绕制完成后进行整体干燥压缩。

2.根据权利要求1所述的一种110kV及以上电压等级立体卷铁心变压器的绕制工艺，其特征在于：在卷绕完成后的铁心框的外表面上设置一层隔离层，拼合铁心时该隔离层用固化漆固化铁心框的拼合面。

3.根据上述权利要求1所述绕制工艺所制成的变压器, 包括铁心和绕组，所述铁心由三个闭合的铁心框组成，其特征在于：所述铁心框由导磁带由内向外连续卷绕而成，三个铁心框的竖框边的平面一侧相互贴合拼装构成立体卷铁心结构，拼接处设有绝缘拉板用于将两贴合的竖框边拉紧固定，两竖框边连接在一起形成截面呈准圆形的铁心柱，所述铁心框的横框边为铁轭；

所述绕组包括线圈、托板、下铁轭绝缘件和内绝缘件，所述托板套装在铁心柱上，所述下铁轭绝缘件装配在托板上，所述内绝缘件固定在下铁轭绝缘件上，所述托板和下铁轭绝缘件与铁心柱之间留有转动空隙，所述线圈绕制套在内绝缘件上。

4.根据权利要求3所述的变压器,其特征在于：所述铁心框内部设置有若干个第一油道，所述第一油道等间隔排列位于其中一层导磁带中且与导磁带一并卷绕。

5.根据权利要求4所述的变压器,其特征在于：所述铁心框拼接处设有第二油道，所述第二油道沿轴向等间隔排列在相贴合的竖框边之间。

6.根据权利要求3、4或5所述的变压器,其特征在于：所述铁心框的外表面设有一隔离层，所述隔离层粘接铁心框之间的拼合面，所述铁心框的边角位置设有用于放置绝缘拉板的缺口。

7.根据权利要求6所述的变压器,其特征在于：所述导磁带为硅钢，其卷绕带宽逐层变化使铁心柱与铁轭周边圆弧过渡。

8.根据权利要求3所述的变压器,其特征在于：所述铁心的上下两侧设有用于压紧固定绕组的上夹件与下夹件。

9.根据权利要求8所述的变压器,其特征在于：所述绝缘拉板的轴向高度大于铁心柱的高度且小于铁心的整体高度，其上下两端部分别设置有用于连接上夹件与下夹件的孔位。

10.根据权利要求3所述的变压器,其特征在于：所述绕组上还设有上铁轭绝缘件装配在内绝缘件的上端。