CN105469961B - 一种三相干式变压器 - Google Patents

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Abstract

本发明三相干式变压器，包括铁芯、夹持铁芯上端的上夹件和夹持铁芯下端的下夹件，环绕铁芯的变压器线圈，变压器线圈的顶部安装有上绝缘垫块、变压器线圈的底部安装有下绝缘垫块，下夹件的底部安装有底座，下夹件的侧面安装有冷却风机，上夹件的侧面安装有出线铜排；其特征在于变压器线圈包含低压绕组和环绕在低压绕组外的高压绕组，低压绕组和高压绕组的外部均包裹有浇注料层；铁芯的外部包裹有降噪散热层；降噪散热层从里到外包括四层，依次是颗粒降噪层，第一矽胶布层，硅胶缓冲层，第二矽胶布层；颗粒降噪层由粒度3000目的蛇纹石粉、粒度6000目的氮化铝、导热硅胶，按重量份数3:4:6比例组成；硅胶缓冲层为导热硅胶。

Description

一种三相干式变压器
技术领域
本发明属于电力设备技术领域，具体为一种三相干式变压器。
背景技术
变压器噪音共有三个声源，一是铁心，二是绕组，三是冷却器，即空载、负载和冷却系统引起噪音之和。铁心产生噪音原因是构成铁心硅钢片交变磁场作用下，会发生微小变化即磁致伸缩，磁致伸缩使铁心随励磁频率变化做周期性振动，铁心磁致伸缩变形和绕组、油箱及磁屏蔽内电磁力所引起。绕组产生振动原因是电流绕组中产生电磁力，漏磁场也能使结构件产生振动。电磁噪音产生原因是磁场诱发铁心叠片沿纵向振动产生噪音，该振动幅值与铁心叠片中磁通密度及铁心材质磁性能有关，而与负载电流关系不大。 电磁力(和振动幅值)与电流平方成正比，而发射声功率与振动幅值平方成正比。铁心噪音是变压器噪音的主要来源。环氧树脂是一种早就广泛应用的化工原料，它不仅是一种难燃、阻燃的材料，且具有优越的电气性能，后来逐渐为电工制造业所采用。自从1964年德国制造出首台环氧浇注式干变后，这项技术在欧洲发展得很快，并不断推出各种新的专利制造技术，这些技术也不断推向世界。由于我国的干变制造技术主要是从德国等欧洲国家引进的，所以迄今全国生产的干式变压器中，绝大多数都是环氧浇注式。
专利CN102360835 公开了一种干式变压器用环氧树脂浇注料，主要由双酚A型环氧树脂，氮化铝粉，石英砂，云母粉，胺类固化剂和活性增韧剂组成，利用氮化铝粉和不同粒径的石英砂增加导热性能，具有耐热性好，散热性好，热膨胀系数与铜材相当等优点。专利CN102515626 公开了一种干式变压器用高导热环氧树脂浇注料，采用高导热无机粉体替代常用的硅微粉作为填料，提高浇注料的导热系数。高导热无机粉体为氧化铝粉，氮化铝粉或氮化硼粉。高导热环氧树脂的导热系数达1.1～1.3W/m K，可降低变压器的温升。专利201410678408.4公开了低噪音干式变压器，在变压器底部安装减震器，使得变压器在运行过程中所产生的震动得到抵消，从而消除噪声，且延长变压器的使用寿命，降低故障率。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术中的不足，提供一种具有优异抗老化性能和具有低噪音的三相干式变压器。
本发明三相干式变压器，包括铁芯、夹持所述铁芯上端的上夹件和夹持所述铁芯下端的下夹件，环绕所述铁芯的变压器线圈，所述变压器线圈的顶部安装有上绝缘垫块、所述变压器线圈的底部安装有下绝缘垫块，所述下夹件的底部安装有底座，所述下夹件的侧面安装有冷却风机，所述上夹件的侧面安装有出线铜排；所述变压器线圈包含低压绕组和环绕在所述低压绕组外的高压绕组，所述低压绕组和高压绕组的外部均包裹有浇注料层；所述铁芯的外部包裹有降噪散热层；所述降噪散热层从里到外包括四层，依次是颗粒降噪层，第一矽胶布层，硅胶缓冲层，第二矽胶布层；所述颗粒降噪层由粒度3000目的蛇纹石粉、粒度6000目的氮化铝、导热硅胶，按重量份数3:4:6比例组成；所述硅胶缓冲层为导热硅胶。其中颗粒降噪层由粒度3000目的蛇纹石粉、粒度6000目的氮化铝、道康宁SE4420导热硅胶按比例混合均匀固化而成，厚度0.3cm；硅胶缓冲层为道康宁SE9184导热硅胶，厚度0.3cm；第一矽胶布层和第二矽胶布层均选用美国贝格斯Sil-Pad K10矽胶布。
本发明三相干式变压器，所述低压绕组和高压绕组的浇注料层，由以下重量份数的组分制成：E-51环氧树脂100～110份、三异丙苯基磷酸3～4份、650聚酰胺固化剂80～90份、N,N-二甲基苄胺6～7份、水杨酸2～3份、氧化锌2～3份、异辛酸锌2～3份、乙二醇二缩水甘油醚18～21份、异辛醇磷酸酯10～12份、平均粒径2μm金刚石微粉8～10份、平均粒径50纳米氮化硅粉3～4份、平均粒径800纳米氮化锆粉5～6份。
本发明三相干式变压器，所述低压绕组和高压绕组的浇注料层，通过以下方法制成：
A、按重量份数取异辛醇磷酸酯11份、平均粒径2μm金刚石微粉9份、平均粒径50纳米氮化硅粉3.5份、平均粒径800纳米氮化锆粉5.5份，混合搅拌均匀，然后加入乙二醇二缩水甘油醚19份，45℃下超声处理50分钟，得组分A；
B、按重量份数取E-51环氧树脂104份、三异丙苯基磷酸3.5份，搅拌混合均匀，得组分B ；
C、按重量份数取650聚酰胺固化剂86份、N,N-二甲基苄胺6.5份、水杨酸2.8份、氧化锌2.5份、异辛酸锌2.2份，搅拌混合均匀，得组分C；
D、将组分B 、组分C混合后，加入组分A搅拌均匀，浇注入绕组的浇注模中，然后将浇注模置于环氧树脂真空浇注机中，90℃下固化1h，125℃下固化4h，140℃下固化1h，冷却后拆除浇注模，即得。
本发明新型电力变压器的变压器线圈用特殊配方制成的浇注料经过真空压力浇注固化制成，新型的浇注料，采用了不同粒径和种类的粉末填料复合技术，同时采用优化的固化增强配方，达到了单一粉末难以达到的性能；因此具有突出的导热性能和优良的力学性能、抗老化性能。改善了变压器线圈的耐老化性能，大幅提高了干式变压器的使用寿命。同时本发明采用性能优良的导热硅胶和复合微粉结合制成隔音导热性能优异的降噪散热层，降噪散热层的设置大大降低了变压器铁心的噪音。
附图说明
图1是本发明三相干式变压器结构示意图。
图2是本发明降噪散热层结构示意图。
具体实施方式
下面给出的实施例拟对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，本领域技术人员根据本发明内容对本发明的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1：如图1、图2所示，三相干式变压器，包括铁芯1、夹持铁芯1上端的上夹件2和夹持铁芯1下端的下夹件3，环绕铁芯1的变压器线圈4，变压器线圈4的顶部安装有上绝缘垫块5、变压器线圈4的底部安装有下绝缘垫块6，下夹件3的底部安装有底座7，下夹件3的侧面安装有冷却风机8，上夹件2的侧面安装有出线铜排9；变压器线圈4包含低压绕组和环绕在低压绕组外的高压绕组，低压绕组和高压绕组的外部均包裹有浇注料层；铁芯1的外部包裹有降噪散热层；降噪散热层从里到外包括四层，依次是颗粒降噪层10，第一矽胶布层11，硅胶缓冲层12，第二矽胶布层13； 颗粒降噪层10由粒度3000目的蛇纹石粉、粒度6000目的氮化铝、道康宁SE4420导热硅胶，按重量份数3:4:6比例混合均匀固化而成，厚度0.3cm；硅胶缓冲层12为道康宁SE9184导热硅胶，厚度0.3cm；第一矽胶布层11和第二矽胶布层13均选用美国贝格斯Sil-Pad K10矽胶布。
低压绕组和高压绕组的浇注料层，通过以下方法制成：
A、取异辛醇磷酸酯（RP-98）11千克、平均粒径2μm金刚石微粉9千克、平均粒径50纳米氮化硅粉3.5千克、平均粒径800纳米氮化锆粉5.5千克，混合搅拌均匀，然后加入乙二醇二缩水甘油醚19千克，45℃下超声处理50分钟，得组分A；
B、取凤凰牌E-51双酚A型液体环氧树脂104千克、三异丙苯基磷酸3.5千克，搅拌混合均匀，得组分B；
C、取凤凰牌650聚酰胺固化剂86千克、N,N-二甲基苄胺6.5千克、水杨酸2.8千克、氧化锌2.5千克、异辛酸锌2.2千克，搅拌混合均匀，得组分C；
D、将组分B 、组分C混合后，加入组分A搅拌均匀，浇注入绕组的浇注模中，然后将浇注模置于环氧树脂真空浇注机中，90℃下固化1h，125℃下固化4h，140℃下固化1h，冷却后拆除浇注模，即得。
实施例2：结构如同实施例1，不同在于低压绕组和高压绕组的浇注料层，通过以下方法制成：
A、取异辛醇磷酸酯（RP-98）10千克、平均粒径2μm金刚石微粉8千克、平均粒径50纳米氮化硅粉3千克、平均粒径800纳米氮化锆粉5千克，混合搅拌均匀，然后加入乙二醇二缩水甘油醚18千克，45℃下超声处理50分钟，得组分A；
B、取凤凰牌E-51双酚A型液体环氧树脂100千克、三异丙苯基磷酸3千克，搅拌混合均匀，得组分B；
C、取凤凰牌650聚酰胺固化剂80千克、N,N-二甲基苄胺6千克、水杨酸2千克、氧化锌2千克、异辛酸锌2千克，搅拌混合均匀，得组分C；
D、将组分B 、组分C混合后，加入组分A搅拌均匀，浇注入绕组的浇注模中，然后将浇注模置于环氧树脂真空浇注机中，90℃下固化1h，125℃下固化4h，140℃下固化1h，冷却后拆除浇注模，即得。
实施例3：结构如同实施例1，不同在于低压绕组和高压绕组的浇注料层，通过以下方法制成：
A、取异辛醇磷酸酯（RP-98）12千克、平均粒径2μm金刚石微粉10千克、平均粒径50纳米氮化硅粉4千克、平均粒径800纳米氮化锆粉6千克，混合搅拌均匀，然后加入乙二醇二缩水甘油醚21千克，45℃下超声处理50分钟，得组分A；
B、取凤凰牌E-51双酚A型液体环氧树脂110千克、三异丙苯基磷酸4千克，搅拌混合均匀，得组分B；
C、取凤凰牌650聚酰胺固化剂90千克、N,N-二甲基苄胺7千克、水杨酸3千克、氧化锌3千克、异辛酸锌3千克，搅拌混合均匀，得组分C；
D、将组分B 、组分C混合后，加入组分A搅拌均匀，浇注入绕组的浇注模中，然后将浇注模置于环氧树脂真空浇注机中，90℃下固化1h，125℃下固化4h，140℃下固化1h，冷却后拆除浇注模，即得。
变压器线圈浇注料层相关实验：实验分为五组，分别实验组1，本发明实施例1；实验组2，本发明实施例1中平均粒径50纳米氮化硅粉、平均粒径800纳米氮化锆粉，均替换为同等重量的平均粒径2μm金刚石微粉；实验组3，本发明实施例1中平均粒径50纳米氮化硅粉、平均粒径2μm金刚石微粉，均替换为同等重量的平均粒径800纳米氮化锆粉；实验组4，本发明实施例1中平均粒径2μm金刚石微粉、平均粒径800纳米氮化锆粉，均替换为同等重量的平均粒径50纳米氮化硅粉；对照组，去除本发明实施例1中平均粒径2μm金刚石微粉、平均粒径50纳米氮化硅粉、平均粒径800纳米氮化锆粉。
测试工具：热导率：采用美国IN—TERNAT10NAC THERMAC INSTRUMENT公司生产C一600一S型热导率测试仪测试，试样尺寸为149 mm×149 mm×5 mm；热稳定性：用美国Perkin—Elmer公司生产Phyris TGA 6型热失重分析仪测试；200℃空气250h失重率，测定初始热分解温度。冲击强度：采用X机械工业电工材料产品质量监督检测中心生产JJ-5型简支梁式冲击试验机按照GB／T 16420-1996测试。不同组测试数据结果见表1，通过表一可见本发明实验组1的导热率，明显高于其他组，同时具有良好的热老化和力学性能。
噪声测试：按照国家标准GB7328-87，测试方法：变压器在规定条件运行时，在距变压器1m处用2203型精密声级计测量其声级水平。以华变输配电设备有限公司SCB11-500KVA干式变压器为对照组，实验组1采用本发明实施例1，由SCB11-500KVA干式变压器改造制成，实验组2为SCB11-500KVA干式变压器，铁心包裹0.6cm厚的道康宁SE9184导热硅胶，最外层包裹美国贝格斯Sil-Pad K10矽胶布。通过表2可见采用本发明的实验组1，噪音有了明显降低。

Claims (2)

1.一种三相干式变压器，包括铁芯、夹持所述铁芯上端的上夹件和夹持所述铁芯下端的下夹件，环绕所述铁芯的变压器线圈，所述变压器线圈的顶部安装有上绝缘垫块、所述变压器线圈的底部安装有下绝缘垫块，所述下夹件的底部安装有底座，所述下夹件的侧面安装有冷却风机，所述上夹件的侧面安装有出线铜排；
其特征在于所述变压器线圈包含低压绕组和环绕在所述低压绕组外的高压绕组，所述低压绕组和高压绕组的外部均包裹有浇注料层；所述铁芯的外部包裹有降噪散热层；
所述降噪散热层从里到外包括四层，依次是颗粒降噪层，第一矽胶布层，硅胶缓冲层，第二矽胶布层；所述颗粒降噪层由粒度3000目的蛇纹石粉、粒度6000目的氮化铝、导热硅胶，按重量份数3:4:6比例组成；所述硅胶缓冲层为导热硅胶；
所述低压绕组和高压绕组的浇注料层，由以下重量份数的组分制成：E-51环氧树脂100～110份、三异丙苯基磷酸3～4份、650聚酰胺固化剂80～90份、N,N-二甲基苄胺6～7份、水杨酸2～3份、氧化锌2～3份、异辛酸锌2～3份、乙二醇二缩水甘油醚18～21份、异辛醇磷酸酯10～12份、平均粒径2μm金刚石微粉8～10份、平均粒径50纳米氮化硅粉3～4份、平均粒径800纳米氮化锆粉5～6份。
2.根据权利要求1所述的三相干式变压器，其特征在于所述低压绕组和高压绕组的浇注料层，通过以下方法制成：
A、按重量份数取异辛醇磷酸酯11份、平均粒径2μm金刚石微粉9份、平均粒径50纳米氮化硅粉3.5份、平均粒径800纳米氮化锆粉5.5份，混合搅拌均匀，然后加入乙二醇二缩水甘油醚19份，45℃下超声处理50分钟，得组分A；
B、按重量份数取E-51环氧树脂104份、三异丙苯基磷酸3.5份，搅拌混合均匀，得组分B；
C、按重量份数取650聚酰胺固化剂86份、N,N-二甲基苄胺6.5份、水杨酸2.8份、氧化锌2.5份、异辛酸锌2.2份，搅拌混合均匀，得组分C；
D、将组分B 、组分C混合后，加入组分A搅拌均匀，浇注入绕组的浇注模中，然后将浇注模置于环氧树脂真空浇注机中，90℃下固化1h，125℃下固化4h；140℃下固化1h，冷却后拆除浇注模，即得。
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Address after: 201506 Shanghai, Jinshan District Ting Wei Road, building 4185, No. 2

Applicant after: China Zhongbian Group Shanghai Transformer Co., Ltd.

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Applicant before: Wang Dan

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