CN105074845A - 油浸式变压器 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于，解决为了消除现有的实施了涂漆处理的线圈中的绝缘破坏的可能性而不实施涂漆处理来制造的线圈的短路时线圈轴向的机械强度降低的课题。本发明是一种油浸式变压器，其搭载有由非晶薄带或硅钢板形成的铁芯和高压绕组与低压绕组都为在该铁芯上卷绕扁平导线或圆导线而成的线圈，上述线圈在分接线引出部上在线圈轴向上卷绕热固性树脂浸渍纤维，进而在该线圈的最外层也卷绕该热固性树脂浸渍纤维。此外，采用使用环氧树脂的玻璃绑带作为热固性树脂浸渍纤维。

Description

油浸式变压器

技术领域

本发明涉及油浸式变压器，特别涉及线圈。

背景技术

最近，关于油浸式变压器，开发了用于浮体式海上风力发电的、具有由扁平导线或圆导线构成的圆筒线圈作为高压(一次侧)、低压(二次侧)绕组的变压器。

此外，对于用扁平导线构成变压器的高压(一次侧)、低压(二次侧)的圆筒线圈，为了提高短路时的机械强度而实施了涂漆处理。但是，在浮体式海上风力用变压器中，因波浪引起的海面的摇晃而对线圈端面施加应力，存在线圈绝缘破坏的可能性。

此外，变压器的铁芯有非晶铁芯和硅钢板的铁芯，用非晶铁芯制造变压器的情况下，组装变压器用的铁芯和线圈时存在使线圈横倒的工序，施加了涂漆处理的线圈可能会在该制造工序中，使线圈内的绝缘纸破损。进而，变压器变得大容量时，线圈与铁芯的重量变重，因其自重而使绝缘纸的表面在漆上粘合，因此存在线圈内的绝缘纸发生破裂而破坏绝缘的可能性。

此外，在具有变压器的高压(一次侧)、低压(二次侧)绕组都由扁平导线构成的圆筒线圈的油浸式变压器中，短路时作用于线圈的机械力在高压侧绕组和低压侧绕组之间产生，同时在线圈的轴向上因高压侧绕组、低压侧绕组的中心高度的偏差而在线圈轴向上作用。

现有的油浸式变压器，在线圈轴向上使高压侧绕组、低压侧绕组的中心高度对齐，对线圈实施涂漆处理并用上紧固件和下紧固件压紧，从而抑制短路时的线圈轴向的机械力。

特别是，在分接线(tapline)的起始部位，线圈的中心高度有偏差，所以在轴向上作用的短路时的机械力增大。

此外，在上紧固件和下紧固件上，为了避开分接线而设置有切口，不能抑制线圈的轴向的机械力，因此难以不使导线在漆上粘合来制造油浸式变压器用线圈。

此外，专利文献1(日本特开昭61-51811号公报)中，公开了在具有树脂模塑线圈的变压器中，消除制造工序中因线圈的自重而引起的变形，提高短路时的线圈轴向的机械强度的树脂模塑线圈。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭61-51811号公报

发明内容

发明要解决的课题

上述专利文献1是关于树脂模塑线圈的技术，用树脂使线圈固定，并未公开关于在油浸式变压器的线圈中，不实施涂漆处理来提高短路时的机械强度的技术。

本发明的目的在于解决为了消除实施了涂漆处理的线圈的绝缘破坏的可能性而不实施涂漆处理来制造线圈的线圈短路时线圈轴向的机械强度降低的课题。

用于解决课题的技术方案

为了解决上述课题，例如采用权利要求书中记载的结构。本申请包括多种解决上述课题的方法，列举其中一例，一种油浸式变压器，其搭载有由非晶薄带或硅钢板形成的铁芯和高压绕组与低压绕组都为在该铁芯上卷绕扁平导线或圆导线而成的线圈，所述油浸式变压器的特征在于，所述线圈在分接线引出部在线圈轴向上卷绕热固性树脂浸渍纤维，进而在该线圈的最外层也卷绕该热固性树脂浸渍纤维。此外，特征在于热固性树脂浸渍纤维是使用了环氧树脂的玻璃绑带。

发明效果

根据本发明，在具有高压、低压绕组都由扁平导线和圆形线构成的线圈的变压器中，能够不实施涂漆处理而确保短路时的线圈轴向的机械强度。此外，因为不需要涂漆处理，所以能够大幅提高作业效率，且因为在使用了非晶薄带的大容量变压器中不存在因线圈和铁芯的自重引起的绝缘破坏的危险性，所以能够提高可靠性，在风力用变压器等中，能够提供大幅改善了无负载损耗的高效率变压器。

附图说明

图1A表示本发明的实施例1的油浸式变压器的线圈铁芯组装体的立体图。

图1B表示图1A的线圈铁芯组装体的局部切开部的放大立体图。

图1C表示线圈铁芯组装体的上紧固件的立体图。

图1D表示线圈铁芯组装体的下紧固件的立体图。

图2A表示本发明的实施例2的油浸式变压器的线圈铁芯组装体的立体图。

图2B表示图2A的线圈铁芯组装体的局部切开部的放大立体图。

图3A表示本发明的实施例3的油浸式变压器的线圈铁芯组装体的立体图。

图3B表示图3A的线圈铁芯组装体的局部切开部的放大立体图。

图4表示对于线圈在分接头周边卷绕了热固性树脂浸渍纤维的立体图及其局部放大立体图。

图5表示对每1层线圈卷绕热固性树脂浸渍纤维的立体图及其局部放大立体图。

图6表示在每1层线圈中对2圈以上卷绕热固性树脂浸渍纤维的结构的立体图。

图7表示在线圈的卷绕起点和卷绕终点，在短路时电磁机械力大的部位卷绕热固性树脂浸渍纤维的结构的立体图。

图8表示在线圈上卷绕热固性树脂浸渍纤维的方法的结构的立体图。

图9表示收纳了线圈铁芯组装体的油浸式变压器的立体图。

具体实施方式

以下，用附图说明本发明的实施方式。

(实施例1)

对于本发明的实施例1，用图1A～图1D说明。图1A表示油浸式变压器内收纳的内部的线圈铁芯组装体的立体图，图1B表示将图1A的一部分铁芯切开的切开部的立体图，图1C表示上紧固件，图1D表示下紧固件。

图中，101是线圈，102是分接线引出部，103是铁芯，104A是上紧固件，104B是下紧固件，105A和105B是热固性树脂浸渍纤维。

此外，图1A是三相五柱卷铁芯变压器用的线圈铁芯组装体，表示在线圈101的分接部102周边，在线圈轴向上卷绕了热固性树脂浸渍纤维105A，进而在线圈101的最外周在水平方向上卷绕了热固性树脂浸渍纤维105B的线圈铁芯组装体的作为变压器的内部收纳物。此外，表示了由在非晶薄带或硅钢板构成的五柱卷铁芯103上，高压(一次侧)、低压(二次侧)绕组都卷绕扁平导线或圆导线而成的线圈101，和对线圈101的轴向进行压紧的上紧固件104A和下紧固件104B构成的油浸式变压器的线圈铁芯组装体。

上紧固件104A采用如图1C所示使板材弯折为コ字形、在长度方向的边上设置有凸缘的结构，在该凸缘部上形成用于避让线圈101的分接线引出部102的部位的切口部。

此外，此处上紧固件104A的结构成コ字形，但也可以是长方体的箱形。

同样，下紧固件104B的结构如图1D所示，采用使板材弯折为コ字形、在长度方向的边上设置有凸缘的结构，在该凸缘部上在与线圈101的分接线引出部的部位对应的部分形成切开部。

线圈101的结构是，在设置了上紧固件104A的切口的部位，由在分接线引出部102的线圈轴向上卷绕的热固性树脂浸渍纤维105A构成，上述分接线引出部102在线圈轴向上不被机械压紧，对线圈101的最外层的水平方向也卷绕热固性树脂浸渍纤维105B。

此外，铁芯103中采用非晶薄带的情况下，如图1B的局部放大立体图所示，在铁芯103、线圈101之间的线圈轴向上，与硅钢板相比，因为叠层了约20μm的薄带，所以非晶铁芯易于变形，在线圈101上的铁芯103所重叠的部位，在线圈101的轴向上卷绕热固性树脂浸渍纤维105A。

接着说明热固性树脂浸渍纤维。关于热固性树脂浸渍纤维，一般使用玻璃绑带。玻璃绑带是使用了环氧树脂的绑带，其特征是热处理后的固化物的强度优良，粘合力高，且具有耐热性。此外，基材是玻璃带，具有拉伸强度也较大的特征。为了固化，一般用150℃×15小时使树脂固化。

(实施例2)

接着，用图2A和图2B说明本发明的实施例2。

图2表示使用三相三柱卷铁芯，在线圈201的分接部202周边，在线圈轴向上卷绕了热固性树脂浸渍纤维205A，进而在线圈201的最外层的水平方向上卷绕了热固性树脂浸渍纤维205B的线圈铁芯组装体的立体图。

图2A中，201表示线圈，202表示分接线引出部，203表示铁芯，203A表示外铁芯，203B表示内铁芯，204A是上紧固件，204B是下紧固件，205A是在线圈轴向上卷绕的热固性树脂浸渍纤维，205B是在线圈的最外层卷绕的热固性树脂浸渍纤维。

此外，图2中，表示了由在非晶薄带或硅钢板构成的三柱卷铁芯203上，高压(一次侧)、低压(二次侧)绕组都卷绕扁平导线或圆导线而成的线圈201，和对线圈201的轴向压紧的上紧固件204A和下紧固件204B构成的油浸式变压器的线圈铁芯组装体。

线圈201在设置了上紧固件204A的切口的部位卷绕热固性树脂浸渍纤维205A，该热固性树脂浸渍纤维205A卷绕于在线圈轴向上不被机械压紧的分接线引出部202的线圈轴向上，进而，在线圈201的最外层的水平方向上也卷绕热固性树脂浸渍纤维205B。

此外，铁芯203中采用非晶薄带的情况下，如图2B所示，在铁芯203、线圈201之间在线圈201的轴向上，叠层有比硅钢板薄的非晶薄带，因此非晶铁芯易于变形，对线圈201上的与铁芯203重叠的部位，也在线圈201的轴向上卷绕热固性树脂浸渍纤维205A。

(实施例3)

接着，用图3A和图3B说明本发明的实施例3。

图3A表示使用三相三柱叠铁芯，在线圈301的分接部302周边，在线圈轴向上卷绕了热固性树脂浸渍纤维305A，进而在线圈301的最外层的水平方向上卷绕了热固性树脂浸渍纤维305B的线圈铁芯组装体的立体图。

图3中，301是线圈，302是分接线引出部，303是叠铁芯，304A是上紧固件，304B是下紧固件，305A是分接部302周边的热固性树脂浸渍纤维，305B是线圈最外层的水平方向的热固性树脂浸渍纤维。

图3中示出了由在硅钢板构成的三柱叠铁芯303上，高压(一次侧)和低压(二次侧)都卷绕扁平导线或圆导线而成的线圈301，和对线圈轴向压紧的上紧固件304A和下紧固件304B构成的油浸式变压器的线圈铁芯组装体。

此外，线圈301在设置了上紧固件304A的切口的部位，卷绕热固性树脂浸渍纤维305A，该在热固性树脂浸渍纤维305A卷绕于在线圈轴向上不被机械压紧的分接线引出部302的线圈轴向上，进而，在线圈301的最外层的水平方向上也卷绕了热固性树脂浸渍纤维305B。

(实施例4)

接着，用图4说明在线圈上在分接部周边卷绕热固性树脂浸渍纤维的情况。

图4中，图4(a)表示在线圈401的分接部402的周边在线圈轴向上卷绕热固性树脂浸渍纤维405A的立体图，图4(b)表示热固性树脂浸渍纤维405A的带，图4(c)表示线圈401的分接部401的局部放大立体图，图4(d)表示图4(c)的局部放大立体图。

图4(a)中，401是线圈，402A是一次侧分接端子，402B是二次侧分接端子，405A是热固性树脂浸渍纤维，在线圈401的一次侧分接部附近和二次侧分接部附近在线圈轴向上批量卷绕热固性树脂浸渍纤维405A。

图4(b)中，402C是配置分接端子的部位，405B在线圈端面一侧使热固性树脂浸渍纤维的带405A卷曲地配置在冷却导管406的边缘上，在线圈内侧使带展开地粘贴。

图4(c)中，在线圈轴向上卷绕于线圈401的分接部402的热固性树脂浸渍纤维405A的带，在线圈401的侧面以展开的形状粘贴卷绕带的粘合部，在线圈401上部的端面使热固性树脂浸渍纤维405A的带成卷曲的形状405B，在线圈401的内侧以展开的形状在内侧面上粘贴卷绕。

在线圈401的端面，使热固性树脂浸渍纤维405A的带成卷曲的形状405B的理由是为了不堵塞线圈内配置的冷却导管406。

线圈内的冷却导管具有从线圈的一个端面通向另一个端面的空间，是变压器内的绝缘油通过的油路，是用于冷却线圈产生的热的孔。

从而，该冷却导管以不堵塞的方式形成。此外，在线圈端面使热固性树脂浸渍纤维405A的带展开地粘贴安装时，存在凹凸而不是完全平坦，因此存在空气被封入带内的可能性。

在热固性树脂浸渍纤维405A的带内封入了空气的状态下安装铁芯并将线圈铁芯组装体收纳在油浸式变压器内，填充绝缘油并使变压器工作的情况下，可能因线圈附近的空气而发生绝缘破坏。

从而，需要在线圈端面采用不会封入空气的结构。

(实施例5)

接着，用图5说明对线圈的每一层卷绕热固性树脂浸渍纤维的带的结构。

图5中，图5(a)表示在线圈的第一层卷绕了热固性树脂浸渍纤维505A的带的立体图，图5(b)和(c)表示在线圈501的分接部卷绕了带505A的局部放大立体图。

图5(a)中，501是线圈，502B是分接端子，505A是热固性树脂浸渍纤维，在线圈501的第一层在线圈轴向上批量卷绕了热固性树脂浸渍纤维505A的带。此外，卷绕热固性树脂浸渍纤维505A的线圈的部位，是设置分接部的部位。

图5(b)中，在线圈501的设置分接部的部位，在线圈的轴向上带505A卷绕于每1层。此外，在线圈501的侧面一侧使带以展开的形状粘贴，在端面部也以展开的形状粘贴，进而，在线圈内侧的侧面部也以展开的形状粘贴设置并卷绕。

图5(c)中，506是冷却导管，对每1层线圈使热固性树脂浸渍纤维的带505A通过等间隔地排列的冷却导管506弯折地粘贴配置。

(实施例6)

接着，用图6说明在每1层线圈中对2圈以上的一部分卷绕热固性树脂浸渍纤维的结构。

图6表示在1层线圈中对分接部部分的2圈以上、图中是对5圈用热固性树脂浸渍纤维605A的带卷绕而成的线圈601的立体图。

图6中，601是线圈，602B是分接端子，605A是热固性树脂浸渍纤维，是在1层线圈对分接部的5圈610卷绕了带605A的结构。此外，在线圈的外侧面使热固性树脂浸渍纤维的带展开地粘贴卷绕，在线圈的端面也粘贴带，在内侧的侧面也展开地粘贴卷绕。

然后，在图6中示出的1层线圈的外周卷绕第二层线圈，与第一层同样地在第二层的线圈上，在分接部对5圈粘贴卷绕热固性树脂浸渍纤维的带605A。反复这一动作来制造线圈整体。

图6中，线圈601的分接部周边存在分接线引出部，所以不能用上紧固件和下紧固件压紧，因此采用对分接部附近的数圈线圈用热固性树脂浸渍纤维的带605A卷绕的结构。

(实施例7)

接着，用图7说明在线圈的卷绕起点和卷绕终点，在短路时电磁机械力大的部位卷绕热固性树脂浸渍纤维的带的结构。

图7中，图7左侧的图表示线圈的卷绕起点的立体图，图7右侧的图表示线圈的卷绕终点的立体图，701是线圈，702A是一次侧分接端子，702B是二次侧分接端子，705A是热固性树脂浸渍纤维，在配置了分接部的部位部分卷绕热固性树脂浸渍纤维705A的带。

在图7左侧的图中，分接端子702B表示一次侧分接端子，702A表示一次侧分接端子，在二次侧分接端子对于卷绕起点的分接头周边的线圈，对数圈用热固性树脂浸渍纤维的带705A进行每层卷绕。

图中，对于线圈对5圈进行卷绕。

此外，图7右侧的图中，在二次侧的分接端子，对卷绕终点的分接部周边的线圈对数圈(图中是5圈)按每层卷绕了热固性树脂浸渍纤维的带705A。

(实施例8)

接着，用图8说明在线圈上卷绕热固性树脂浸渍纤维的方法。图8是表示在线圈上卷绕热固性树脂浸渍纤维的带的步骤的线圈的一部分的放大立体图。

图8中，图8(a)表示配置了冷却导管的立体图，图8(b)表示在冷却导管之间设置了带的立体图，图8(c)表示在使带立起的状态下在水平方向上卷绕了扁平导线或圆导线的线圈的状态的立体图，图8(d)表示在卷绕的线圈面上卷绕绝缘纸、并在其上配置了冷却导管的立体图，图8(e)表示使立起状态的热固性树脂浸渍纤维的带弯折的结构的立体图。

图8(a)～(e)中，810是绝缘材料，820是方材，830是由方材820形成的空间，805A是热固性树脂浸渍纤维的带。

图8(a)中，在线圈的内侧用绝缘材料810形成作为底的圆筒形，在该圆筒形的底的外周等间隔地配置耐油性的木材等方材820。

然后，由该相邻的方材820形成空间，使绝缘油通过该空间830，形成进行线圈的冷却的冷却导管830。

接着，如图8(b)所示，在方材820的空间中在绝缘材料810上粘贴热固性树脂浸渍纤维的带805A。因为带805A要折返地粘贴，所以使一侧的带成为搁置的状态。

接着，在图8(c)中，在水平方向上卷绕线圈801，形成第一层。线圈使用扁平导线或圆导线，然后如图8(d)所示，在线圈801上卷绕片状的绝缘材料811，进而在其上等间隔地配置方材820。

此外，由等间隔地设置的方材820形成空间830，形成冷却导管830。

然后，如图8(e)所示，粘贴在由方材820形成的空间830中折返地粘贴的一侧的热固性树脂浸渍纤维的带805A。

这样，成为以用热固性树脂浸渍纤维的带805A夹着线圈801的形状粘贴的结构。

反复上述图8(a)至图8(e)的制造工序组装线圈整体。

接着说明收纳了本发明的线圈铁芯组装体的油浸式变压器。

图9表示收纳了线圈铁芯组装体的油浸式变压器，图9中，900是油浸式变压器本体的箱体，910是设置在箱体周边的冷却用肋片，920是在波形肋片的上下焊接固定的焊接线，使波形肋片910具有强度，防止变形。930是高压侧端子(一次侧端子)，是连接从发电站输送来的高电压的电源的端子，与分接线引出部102、202、302连接，940是低压侧端子(二次侧端子)，在变压器中一般是为了对负载侧输送降压后的电压而连接的端子，与分接线引出部402B、502B、602B连接。

此外，本发明不限定于上述实施例，包括各种变形例。例如，上述实施例是为了易于理解地说明本发明而详细说明的，并不限定于必须具备说明的所有结构。此外，能够将某个实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构，此外，也能够在某个实施例的结构上添加其他实施例的结构。此外，对于各实施例的结构的一部分，能够追加、删除、置换其他结构。

例如，能够对相邻的线圈用热固性树脂浸渍纤维卷绕固定，能够部分地追加、删除热固性树脂浸渍纤维的卷绕圈数。

附图标记说明

101、201、301、401、501、601、701、801……线圈

102、202、302……分接线引出部

103、203、303……铁芯

104A、204A、304A……上紧固件

104B、204B、304B……下紧固件

105A、205A、305A、405A、505A、605A、705A、805A……热固性树脂浸渍纤维

105B、205B、305B……在线圈外周卷绕的热固性树脂浸渍纤维

405B……卷曲的形状的热固性树脂浸渍纤维

406……冷却导管

402C……分接端子

810……绝缘材料

820……方材

830……由方材820形成的空间

900……油浸式变压器本体的箱体

910……设置在箱体周边的冷却用肋片

920……在波形肋片的上下焊接固定的焊接线

930……高压侧端子(一次侧端子)

940……低压侧端子(二次侧端子)。

Claims (7)

1.一种油浸式变压器，其搭载有由非晶薄带或硅钢板形成的铁芯和高压绕组与低压绕组都为在该铁芯上卷绕扁平导线或圆导线而成的线圈，所述油浸式变压器的特征在于：

所述线圈在分接线引出部在线圈轴向上卷绕热固性树脂浸渍纤维，进而在该线圈的最外层也卷绕该热固性树脂浸渍纤维。

2.如权利要求1所述的油浸式变压器，其特征在于：

所述热固性树脂浸渍纤维是使用了环氧树脂的玻璃绑带。

3.如权利要求1所述的油浸式变压器，其特征在于：

所述热固性树脂浸渍纤维在线圈轴向上卷绕于线圈与铁芯之间的线圈上的与该铁芯重叠的部位。

4.如权利要求1或3所述的油浸式变压器，其特征在于：

所述热固性树脂浸渍纤维在线圈轴向上批量卷绕于线圈。

5.如权利要求1或3所述的油浸式变压器，其特征在于：

所述热固性树脂浸渍纤维在轴向上卷绕于每1层线圈。

6.如权利要求1、2或4所述的油浸式变压器，其特征在于：

所述热固性树脂浸渍纤维在线圈轴向上仅卷绕于线圈端面附近的2圈以上的一部分。

7.如权利要求1、2所述的油浸式变压器，其特征在于：

所述热固性树脂浸渍纤维在线圈轴向上卷绕于高压绕组、低压绕组各自的卷绕起点和卷绕终点的短路电磁机械力大的部位。