CN106816290B - 干式变压器线圈及其绕制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种干式变压器线圈及其绕制方法。饼式线圈的内层线圈与外层线圈通过第一分隔块隔开，以形成第一气道。相邻的两饼饼式线圈的内层线圈通过第二分隔块隔开，相邻的两饼饼式线圈的外层线圈通过第三分隔块隔开，以形成第二气道。第一气道与第二气道协同作用，使得饼式线圈在工作时产生的热量能够有效迅速地散失，从而提高干式变压器线圈的运行可靠性和增加干式变压器线圈的使用寿命。与传统的干式变压器线圈相比，饼间电压大大降低。该干式变压器线圈及其绕制方法，能够有效地提高散热能力，运行安全可靠，并且能够降低饼间电压，使得整体高度降低，达到节省材料的目的。

Description

干式变压器线圈及其绕制方法

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，特别是涉及一种干式变压器线圈及其绕制方法。

背景技术

干式变压器是指铁芯和线圈不浸渍在绝缘油中的变压器。近年来，干式变压器由于具有噪声小、易安装、损耗低、运行安全的特点，被广泛应用在不同的场所中。干式变压器线圈的线圈在工作时会产生一定的热量，若热量不能及时散失，干式变压器线圈的运行可靠性会受到影响，使用寿命也会大大减少，因此必须保证线圈良好的散热。传统的干式变压器通常将线圈设计多饼结构以降低饼间电压，并且采取拉开饼间距离的方式，以满足电气强度的要求。然而电压越高，饼数就越多。饼数越多，饼间间距总和也就越大，这就造成干式变压器线圈的整体高度升高，体积增大，材料消耗增多，产品成本提高。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种干式变压器线圈及其绕制方法，能够有效地提高散热能力，运行安全可靠，并且能够降低饼间电压，使得整体高度降低，达到节省材料的目的。

一种干式变压器线圈，包括内筒及至少两饼饼式线圈，至少两饼所述饼式线圈沿所述内筒的轴向依次绕设在所述内筒外，所述饼式线圈包括内层线圈及外层线圈，所述内层线圈与所述外层线圈间隔设置形成第一气道，所述第一气道内设有用于隔开所述内层线圈与所述外层线圈的第一分隔块，相邻的两饼所述饼式线圈间隔设置形成第二气道，所述第二气道内设有用于隔开相邻的两饼所述饼式线圈的内层线圈的第二分隔块及用于隔开相邻的两饼所述饼式线圈的外层线圈的第三分隔块，且饼式线圈的绕制顺序为从第一饼饼式线圈的内层线圈依次绕至最后一饼饼式线圈的内层线圈，再从第一饼饼式线圈的外层线圈依次绕至最后一饼饼式线圈的外层线圈，所述第一饼饼式线圈的内层线圈的尾端与最后一饼饼式线圈的外层线圈的首端连接有引线。

上述干式变压器线圈，饼式线圈的内层线圈与外层线圈通过第一分隔块隔开，以形成第一气道。相邻的两饼饼式线圈的内层线圈通过第二分隔块隔开，相邻的两饼饼式线圈的外层线圈通过第三分隔块隔开，以形成第二气道。第一气道与第二气道协同作用，使得饼式线圈在工作时产生的热量能够有效迅速地散失，从而提高干式变压器线圈的运行可靠性和增加干式变压器线圈的使用寿命。假定饼式线圈共有N饼，首末端电压差为U，则饼间电压为U/2N，这种饼式线圈的绕制顺序与传统的干式变压器线圈相比，饼间电压大大降低。另外，由于干式变压器线圈的第一气道与第二气道协同作用能够基本满足散热需求，在设计干式变压器线圈时可以适当地减小第二气道的尺寸，饼间间距总和较小。该干式变压器线圈，能够有效地提高散热能力，运行安全可靠，并且能够降低饼间电压，使得整体高度降低，达到节省材料的目的。

在其中一个实施例中，各个第一气道内的第一分隔块为一体成型结构。各个第一气道内的第一分隔块一体成型，隔开各饼饼式线圈的内层线圈与外层线圈的第一分隔块的设置就可以同时完成，安装更方便，结构更紧凑。

在其中一个实施例中，所述第一分隔块为至少两个，至少两个所述第一分隔块沿所述内筒的周向均匀间隔设置，所述第二分隔块为至少两个，至少两个所述第二分隔块沿所述内筒的周向均匀间隔设置，所述第三分隔块为至少两个，至少两个所述第三分隔块沿所述内筒的周向均匀间隔设置。如此，能够提高饼式线圈的绕设均匀性，饼式线圈绕设方便，且绕制质量好。

在其中一个实施例中，所述内筒、第一分隔块、第二分隔块、第三分隔块均由绝缘材料制成，有利于提高干式变压器线圈的绝缘性能，运行可靠性高。

在其中一个实施例中，所述内层线圈与所述内筒间隔设置形成第三气道，所述第三气道内设有用于隔开所述内层线圈与所述内筒的第四分隔块。饼式线圈的内层线圈与内筒通过第四分隔块隔开，以形成第三气道，从而实现散热能力的进一步提高。

在其中一个实施例中，所述第四分隔块为至少两个，至少两个所述第四分隔块沿所述内筒的周向均匀间隔设置。如此，能够提高饼式线圈的绕设均匀性，饼式线圈绕设方便，且绕制质量好。

在其中一个实施例中，所述第四分隔块由绝缘材料制成，有利于提高干式变压器线圈的绝缘性能，运行可靠性高。

在其中一个实施例中，所述干式变压器线圈还包括外筒，所述外筒套设在饼式线圈外，对饼式线圈起到保护作用，从而提高干式变压器线圈的运行可靠性和增加干式变压器线圈的使用寿命。

在其中一个实施例中，所述外筒由绝缘材料制成。

本发明还提供一种干式变压器线圈绕制方法，包括以下步骤：

(1)在内筒上绕制第一饼饼式线圈的内层线圈，在第一饼饼式线圈的内层线圈的端部设置用于隔开第一饼饼式线圈的内层线圈与第二饼饼式线圈的内层线圈的第二分隔块，在内筒上绕制第二饼饼式线圈的内层线圈；

(2)如此类推直至完成最后一饼饼式线圈的内层线圈的绕制；

(3)在饼式线圈的内层线圈的侧部设置用于隔开内层线圈与外层线圈的第一分隔块；

(4)在第一分隔块上绕制第一饼饼式线圈的外层线圈，第一饼饼式线圈的内层线圈与第一饼饼式线圈的外层线圈形成第一气道，在第一饼饼式线圈的外层线圈的端部设置用于隔开第一饼饼式线圈的外层线圈与第二饼饼式线圈的外层线圈的第三分隔块，在第一分隔块上绕制第二饼饼式线圈的外层线圈，第二饼饼式线圈的内层线圈与第二饼饼式线圈的外层线圈形成第一气道，第一饼饼式线圈的内层线圈与第二饼饼式线圈的内层线圈及第一饼饼式线圈的外层线圈与第二饼饼式线圈的外层线圈形成第二气道；

(5)如此类推直至完成最后一饼饼式线圈的外层线圈的绕制；

(6)第一饼饼式线圈的内层线圈的尾端与最后一饼饼式线圈的外层线圈的首端通过引线连接。

上述干式变压器线圈绕制方法，饼式线圈的内层线圈与外层线圈通过第一分隔块隔开，以形成第一气道。相邻的两饼饼式线圈的内层线圈通过第二分隔块隔开，相邻的两饼饼式线圈的外层线圈通过第三分隔块隔开，以形成第二气道。第一气道与第二气道协同作用，使得饼式线圈在工作时产生的热量能够有效迅速地散失，从而提高干式变压器线圈的运行可靠性和增加干式变压器线圈的使用寿命。假定饼式线圈共有N饼，首末端电压差为U，则饼间电压为U/2N，这种饼式线圈的绕制顺序与传统的干式变压器线圈相比，饼间电压大大降低。另外，由于干式变压器线圈的第一气道与第二气道协同作用能够基本满足散热需求，在设计干式变压器线圈时可以适当地减小第二气道的尺寸，饼间间距总和较小。该干式变压器线圈绕制方法，能够有效地提高散热能力，运行安全，并且能够降低饼间电压，使得整体高度降低，达到节省材料的目的。

附图说明

图1为本发明实施例所述的干式变压器线圈的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的干式变压器线圈的剖视示意图；

图3为传统的干式变压器线圈的电气原理图；

图4为本发明实施例所述的干式变压器线圈的电气原理图。

附图标记说明：

100、内筒，200、饼式线圈，210、内层线圈，220、外层线圈，300、第一分隔块，400、第二分隔块，500、第三分隔块，600、第四分隔块，700、第一气道，800、第二气道，900、第三气道，1000、引线。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

结合图1-2所示，本实施例所述的干式变压器线圈，包括内筒100及至少两饼饼式线圈200，至少两饼所述饼式线圈200沿所述内筒100的轴向依次绕设在所述内筒100外，所述饼式线圈200包括内层线圈210及外层线圈220，所述内层线圈210与所述外层线圈220间隔设置形成第一气道700，所述第一气道700内设有用于隔开所述内层线圈210与所述外层线圈220的第一分隔块300，相邻的两饼所述饼式线圈200间隔设置形成第二气道800，所述第二气道800内设有用于隔开相邻的两饼所述饼式线圈200的内层线圈210的第二分隔块400及用于隔开相邻的两饼所述饼式线圈200的外层线圈220的第三分隔块500，且饼式线圈200的绕制顺序为从第一饼饼式线圈200的内层线圈210依次绕至最后一饼饼式线圈200的内层线圈210，再从第一饼饼式线圈200的外层线圈220依次绕至最后一饼饼式线圈200的外层线圈220，所述第一饼饼式线圈200的内层线圈210的尾端与最后一饼饼式线圈200的外层线圈220的首端连接有引线1000。

上述干式变压器线圈，饼式线圈200的内层线圈210与外层线圈220通过第一分隔块300隔开，以形成第一气道700。相邻的两饼饼式线圈200的内层线圈210通过第二分隔块400隔开，相邻的两饼饼式线圈200的外层线圈220通过第三分隔块500隔开，以形成第二气道800。第一气道700与第二气道800协同作用，使得饼式线圈200在工作时产生的热量能够有效迅速地散失，从而提高干式变压器线圈的运行可靠性和增加干式变压器线圈的使用寿命。假定饼式线圈200共有N饼，首末端电压差为U。结合图3所示，传统的干式变压器线圈的饼间电压为U/N。结合图4所示，本实施例所述的干式变压器线圈的饼间电压为U/2N。这种饼式线圈的绕制顺序与传统的干式变压器线圈相比，饼间电压大大降低。另外，由于干式变压器线圈的第一气道700与第二气道800协同作用能够基本满足散热需求，在设计干式变压器线圈时可以适当地减小第二气道800的尺寸，饼间间距总和较小。该干式变压器线圈，能够有效地提高散热能力，运行安全可靠，并且能够降低饼间电压，使得整体高度降低，达到节省材料的目的。

其中，各个第一气道700内的第一分隔块300为一体成型结构。各个第一气道700内的第一分隔块300一体成型，隔开各饼饼式线圈200的内层线圈210与外层线圈220的第一分隔块300的设置就可以同时完成，安装更方便，结构更紧凑。

在本实施例中，所述内层线圈210与所述内筒100间隔设置形成第三气道900，所述第三气道900内设有用于隔开所述内层线圈210与所述内筒100的第四分隔块600。饼式线圈200的内层线圈210与内筒100通过第四分隔块600隔开，以形成第三气道900，从而实现散热能力的进一步提高。

优选地，所述第一分隔块300为至少两个，至少两个所述第一分隔块300沿所述内筒100的周向均匀间隔设置，所述第二分隔块400为至少两个，至少两个所述第二分隔块400沿所述内筒100的周向均匀间隔设置，所述第三分隔块500为至少两个，至少两个所述第三分隔块500沿所述内筒100的周向均匀间隔设置。如此，能够提高饼式线圈200的绕设均匀性，饼式线圈200绕设方便，且绕制质量好。

具体地，所述第一分隔块300的两侧分别抵接在所述内层线圈210与所述外层线圈220上。所述第二分隔块400的两端分别抵接在相邻的两饼所述饼式线圈200的内层线圈210上。所述第三分隔块500的两端分别抵接在相邻的两饼所述饼式线圈200的外层线圈220上。第一分隔块300、第二分隔块400、第三分隔块500装拆更换方便，且分隔效果好。

在本实施例中，每个第一气道700内的第一分隔块300为八个，每个第二气道800内的第二分隔块400为八个，每个第二气道800内的第三分隔块500为八个，且第一分隔块300、第二分隔块400、第三分隔块500三者一一对应设置。如此，将第一气道700、第二气道800分为八等份，电场分布均匀，干式变压器线圈的稳定性提高。

优选地，所述第四分隔块600为至少两个，至少两个所述第四分隔块600沿所述内筒100的周向均匀间隔设置。如此，能够提高饼式线圈200的绕设均匀性，饼式线圈200绕设方便，且绕制质量好。在本实施例中，所述第三气道900内的第四分隔块600为八个。

具体地，所述第四分隔块600的两侧分别抵接在所述内层线圈210与所述内筒100上。第四分隔块600装拆更换方便，且分隔效果好。

进一步地，所述内筒100、第一分隔块300、第二分隔块400、第三分隔块500、第四分隔块600均由绝缘材料制成，有利于提高干式变压器线圈的绝缘性能，运行可靠性高。

本实施例所述的干式变压器线圈还包括外筒(未画出)，所述外筒套设在饼式线圈200外，对饼式线圈200起到保护作用，从而提高干式变压器线圈的运行可靠性和增加干式变压器线圈的使用寿命。所述外筒由绝缘材料制成，有利于提高干式变压器线圈的绝缘性能，运行可靠性高。

结合图1-2所示，本实施例还提供一种干式变压器线圈绕制方法，包括以下步骤：

(1)在内筒100上绕制第一饼饼式线圈200的内层线圈210，在第一饼饼式线圈200的内层线圈210的端部设置用于隔开第一饼饼式线圈200的内层线圈210与第二饼饼式线圈200的内层线圈210的第二分隔块400，在内筒100上绕制第二饼饼式线圈200的内层线圈210；

(2)在第二饼饼式线圈200的内层线圈210的端部设置用于隔开第二饼饼式线圈200的内层线圈210与第三饼饼式线圈200的内层线圈210的第二分隔块400，在内筒100上绕制第三饼饼式线圈200的内层线圈210；

(3)如此类推直至完成最后一饼饼式线圈200的内层线圈210的绕制。在本实施例中，最后一饼饼式线圈200的内层线圈210为第十二饼饼式线圈200的内层线圈210。

(4)在饼式线圈200的内层线圈210的侧部设置用于隔开内层线圈210与外层线圈220的第一分隔块300；

(5)在第一分隔块300上绕制第一饼饼式线圈200的外层线圈220，第一饼饼式线圈200的内层线圈210与第一饼饼式线圈200的外层线圈220形成第一气道700，在第一饼饼式线圈200的外层线圈220的端部设置用于隔开第一饼饼式线圈200的外层线圈220与第二饼饼式线圈200的外层线圈220的第三分隔块500，在第一分隔块300上绕制第二饼饼式线圈200的外层线圈220，第二饼饼式线圈200的内层线圈210与第二饼饼式线圈200的外层线圈220形成第一气道700，第一饼饼式线圈200的内层线圈210与第二饼饼式线圈200的内层线圈210及第一饼饼式线圈200的外层线圈220与第二饼饼式线圈200的外层线圈220形成第二气道800；

(6)在第一分隔块300上绕制第二饼饼式线圈200的外层线圈220，第二饼饼式线圈200的内层线圈210与第二饼饼式线圈200的外层线圈220形成第一气道700，在第二饼饼式线圈200的外层线圈220的端部设置用于隔开第二饼饼式线圈200的外层线圈220与第三饼饼式线圈200的外层线圈220的第三分隔块500，在第一分隔块300上绕制第三饼饼式线圈200的外层线圈220，第三饼饼式线圈200的内层线圈210与第三饼饼式线圈200的外层线圈220形成第一气道700，第二饼饼式线圈200的内层线圈210与第三饼饼式线圈200的内层线圈210及第二饼饼式线圈200的外层线圈220与第三饼饼式线圈200的外层线圈220形成第二气道800；

(7)如此类推直至完成最后一饼饼式线圈200的外层线圈220的绕制。在本实施例中，最后一饼饼式线圈200的外层线圈220为第十二饼饼式线圈200的外层线圈220。

(8)第一饼饼式线圈200的内层线圈210的尾端与第十二饼饼式线圈200的外层线圈220的首端通过引线1000连接。

上述干式变压器线圈绕制方法，饼式线圈200的内层线圈210与外层线圈220通过第一分隔块300隔开，以形成第一气道700。相邻的两饼饼式线圈200的内层线圈210通过第二分隔块400隔开，相邻的两饼饼式线圈200的外层线圈220通过第三分隔块500隔开，以形成第二气道800。第一气道700与第二气道800协同作用，使得饼式线圈200在工作时产生的热量能够有效迅速地散失，从而提高干式变压器线圈的运行可靠性和增加干式变压器线圈的使用寿命。且饼式线圈200共有12饼，首末端电压差为U，则饼间电压为U/24，与传统的干式变压器线圈相比，饼间电压大大降低。另外，由于干式变压器线圈的第一气道700与第二气道800协同作用能够基本满足散热需求，在设计干式变压器线圈时可以适当地减小第二气道800的尺寸，饼间间距总和较小。该干式变压器线圈绕制方法，能够有效地提高散热能力，运行安全可靠，并且能够降低饼间电压，使得整体高度降低，达到节省材料的目的。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种干式变压器线圈，其特征在于，包括内筒及至少两饼饼式线圈，至少两饼所述饼式线圈沿所述内筒的轴向依次绕设在所述内筒外，所述饼式线圈包括内层线圈及外层线圈，所述内层线圈与所述外层线圈间隔设置形成第一气道，所述第一气道内设有用于隔开所述内层线圈与所述外层线圈的第一分隔块，相邻的两饼所述饼式线圈间隔设置形成第二气道，所述第二气道内设有用于隔开相邻的两饼所述饼式线圈的内层线圈的第二分隔块及用于隔开相邻的两饼所述饼式线圈的外层线圈的第三分隔块，且饼式线圈的绕制顺序为从第一饼饼式线圈的内层线圈依次绕至最后一饼饼式线圈的内层线圈，再从第一饼饼式线圈的外层线圈依次绕至最后一饼饼式线圈的外层线圈，所述第一饼饼式线圈的内层线圈的尾端与最后一饼饼式线圈的外层线圈的首端连接有引线，各个第一气道内的第一分隔块为一体成型结构。

2.根据权利要求1所述的干式变压器线圈，其特征在于，所述第一分隔块为至少两个，至少两个所述第一分隔块沿所述内筒的周向均匀间隔设置，所述第二分隔块为至少两个，至少两个所述第二分隔块沿所述内筒的周向均匀间隔设置，所述第三分隔块为至少两个，至少两个所述第三分隔块沿所述内筒的周向均匀间隔设置。

3.根据权利要求1所述的干式变压器线圈，其特征在于，所述内筒、第一分隔块、第二分隔块、第三分隔块均由绝缘材料制成。

4.根据权利要求1所述的干式变压器线圈，其特征在于，所述内层线圈与所述内筒间隔设置形成第三气道，所述第三气道内设有用于隔开所述内层线圈与所述内筒的第四分隔块。

5.根据权利要求4所述的干式变压器线圈，其特征在于，所述第四分隔块为至少两个，至少两个所述第四分隔块沿所述内筒的周向均匀间隔设置。

6.根据权利要求4所述的干式变压器线圈，其特征在于，所述第四分隔块由绝缘材料制成。

7.根据权利要求1-6任一项所述的干式变压器线圈，其特征在于，还包括外筒，所述外筒套设在饼式线圈外。

8.根据权利要求7所述的干式变压器线圈，其特征在于，所述外筒由绝缘材料制成。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的干式变压器线圈绕制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在内筒上绕制第一饼饼式线圈的内层线圈，在第一饼饼式线圈的内层线圈的端部设置用于隔开第一饼饼式线圈的内层线圈与第二饼饼式线圈的内层线圈的第二分隔块，在内筒上绕制第二饼饼式线圈的内层线圈；

(2)如此类推直至完成最后一饼饼式线圈的内层线圈的绕制；

(3)在饼式线圈的内层线圈的侧部设置用于隔开内层线圈与外层线圈的第一分隔块；

(4)在第一分隔块上绕制第一饼饼式线圈的外层线圈，第一饼饼式线圈的内层线圈与第一饼饼式线圈的外层线圈形成第一气道，在第一饼饼式线圈的外层线圈的端部设置用于隔开第一饼饼式线圈的外层线圈与第二饼饼式线圈的外层线圈的第三分隔块，在第一分隔块上绕制第二饼饼式线圈的外层线圈，第二饼饼式线圈的内层线圈与第二饼饼式线圈的外层线圈形成第一气道，第一饼饼式线圈的内层线圈与第二饼饼式线圈的内层线圈及第一饼饼式线圈的外层线圈与第二饼饼式线圈的外层线圈形成第二气道；

(5)如此类推直至完成最后一饼饼式线圈的外层线圈的绕制；

(6)第一饼饼式线圈的内层线圈的尾端与最后一饼饼式线圈的外层线圈的首端通过引线连接。