CN108806924A - 抗短路非晶合金变压器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种抗短路非晶合金变压器，包括变压器铁心和从内至外依次绕制在变压器铁心各相心柱上的n层低压绕组和m层高压绕组，且各相高低压绕组之间均设置有主空道，所述变压器还包括用于将各相低压绕组从内至外第n1层以外的部分和对应相高压绕组从内至外的第m1层以内的部分沿轴向绑扎在一起的第一预设数量的第一绝缘拉带，以及设置在变压器器身外侧的用于对变压器器身沿幅向进行整体绑扎的第二预设数量的第二绝缘拉带，其中，n1、n、m1和m均为整数，n1<n，m1<m，n为低压绕组的总层数，m为高压绕组的总层数。相应地，提供一种变压器的制造方法。本发明利用高低压绕组受力特点，能够抵消或衰减危及绕组强度且破坏性极大的短路电动力。

Description

抗短路非晶合金变压器及其制造方法

技术领域

本发明涉及变压器制造技术领域，具体涉及一种抗短路非晶合金变压器，以及一种抗短路非晶合金变压器的制造方法。

背景技术

在抗短路油浸式变压器的传统制作方法中，为了保证器身中绕组短路时不变形，提高绕组轴向与辐向的机械强度与稳定性，需要对变压器绕组进行层间刷树脂处理，或者对绕组整体进行浸绝缘漆处理。

但是，发明人发现上述传统方法存在以下问题：

1.成本高：若采用层间刷树脂的处理方式，增加了树脂采购成本、树脂调配与刷涂的人工费；若采用整体浸绝缘漆的处理方式，除了浸漆增加工时外，真空浸漆产生的设备折旧费、庞大的电费、漆的成本也是不小的开支。

2.工效低：若采用层间刷树脂的处理方式，绕制人工的工时会增加一倍以上，绕组制造工效降低一半；若采用整体浸绝缘漆的处理方式，绕组需要二次浸漆，除了浸漆时间外，还需要干燥时间，以及浸漆前后对绕组的整理时间，使得平均每台绕组制造周期将延长约18-24小时。

3.存在质量隐患：若采用层间刷树脂或整体浸绝缘漆工艺，则树脂或绝缘漆固化后会结瘤覆盖在绕组上，一方面，将堵塞部分油道，妨碍油的循环散热，严重时会在绕组中产生局部过热点；另一方面，绝缘材料(树脂或绝缘漆)中的微水、气泡很难再排出来，导致变压器的整体绝缘性能下降。

4、污染环境与设备：若采用层间刷树脂的处理方式，由于树脂刷涂在层间绝缘上，绕制绕组时张力拉紧，会导致树脂溢出并掉落在设备与操作者身上，树脂固化后牢固且很难清理，还会污染环境、工装设备；若采用整体浸绝缘漆的处理方式，需采用绝缘漆及稀释剂等化工产品，这些化工产品对操作者身心健康也有不良的危害。

综上所述，虽然抗短路油浸式变压器的传统制作方法能够提高绕组轴向与辐向的机械强度与稳定性，但是由于没有在短路电动力的源头上治理并解决绕组短路时变形的问题，导致抗短路产品的工艺与设计制造成本居高不下，同时还存在前述四项问题，只能算是治标不治本的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种利用高低压绕组受力特点，抵消或衰减危及绕组强度且破坏性极大的短路电动力的抗短路非晶合金变压器，以及一种抗短路非晶合金变压器的制造方法。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种抗短路非晶合金变压器，包括变压器铁心和从内至外依次绕制在变压器铁心各相心柱上的n层低压绕组和m层高压绕组，且各相高低压绕组之间均设置有主空道，所述变压器还包括用于将各相低压绕组从内至外第n1层以外的部分和对应相高压绕组从内至外的第m1层以内的部分沿轴向绑扎在一起的第一预设数量的第一绝缘拉带，以及设置在变压器器身外侧的用于对变压器器身沿幅向进行整体绑扎的第二预设数量的第二绝缘拉带，其中，n1、n、m1和m均为整数，n1<n，m1<m，n为低压绕组的总层数，m为高压绕组的总层数。

可选地，所述变压器还包括设置在各相高压绕组外侧的多根层压撑条，以及缠绕在各相高压绕组外侧和对应的多根层压撑条外侧的用于将所述多根层压撑条绑扎牢固的无维带。

可选地，所述变压器还包括设置在各相低压绕组内侧的绝缘筒。

可选地，所述变压器还包括设置在各相高低压绕组顶端的上铁轭绝缘板、设置在各相高低压绕组底端的下铁轭绝缘板，以及设置在各相高压绕组外侧的相间绝缘板。

可选地，所述变压器还包括用于将各相高低压绕组连同对应的相间绝缘板、上铁轭绝缘板、下铁轭绝缘板和绝缘筒沿轴向进行整体绑扎的第三预设数量的第三绝缘拉带。

可选地，所述变压器还包括设置在变压器器身四周的框架式弯板，其包括上弯板、下弯板、左弯板和右弯板，所述上弯板的相对两端分别与左弯板、右弯板的顶端连接，所述下弯板的相对两端分别与左弯板、右弯板的底端连接；所述变压器还包括多组拉螺杆，每相高压绕组外侧设置有两组拉螺杆，这两组拉螺杆关于该相高压绕组内部的心柱对称设置，且相邻相高压绕组共用一组拉螺杆，各组拉螺杆的顶端均与上弯板连接、底端均与下弯板连接。

本发明还提供一种抗短路非晶合金变压器的制造方法，包括如下步骤：

在变压器铁心的各相心柱上逐层绕制低压绕组，并且在各相低压绕组绕制了n1层时，在第n1层低压绕组外侧预埋第一预设数量的第一绝缘拉带，然后继续绕制其余(n-n1)层低压绕组，其中，n1和n均为整数，n1<n，n为低压绕组的总层数；

在各相低压绕组外侧放置主空道；

在各主空道外侧逐层绕制各相高压绕组，并且在各相高压绕组绕制了m1层时，将之前预埋的第一绝缘拉带在第m1层高压绕组外侧绑扎牢固，以将所述其余(n-n1)层低压绕组和所述m1层高压绕组沿轴向绑扎在一起，然后继续绕制其余(m-m1)层高压绕组，其中，m1和m均为整数，m1<m，m为高压绕组的总层数；

在变压器器身外侧沿幅向整体绑扎第二预设数量的第二绝缘拉带。

可选地，在变压器器身外侧绑扎第二绝缘拉带之前，所述制造方法还包括如下步骤：

在各相高压绕组外侧设置多根层压撑条；

在各相高压绕组外侧和对应的多根层压撑条外侧缠绕无维带，以将所述多根层压撑条绑扎牢固。

可选地，所述在变压器铁心的各相心柱上逐层绕制低压绕组的步骤具体为：

在变压器铁心的各相心柱上套装绝缘筒；

在各绝缘筒的外侧逐层绕制低压绕组。

可选地，在变压器器身外侧绑扎第二绝缘拉带之前，所述制造方法还包括如下步骤：

在各相高低压绕组顶端设置上铁轭绝缘板；

在各相高低压绕组底端设置下铁轭绝缘板；

在各相高压绕组外侧设置相间绝缘板。

可选地，在变压器器身外侧绑扎第二绝缘拉带之前，所述制造方法还包括如下步骤：

采用第三预设数量的第三绝缘拉带将各相高低压绕组连同对应的相间绝缘板、上铁轭绝缘板、下铁轭绝缘板和绝缘筒沿轴向进行整体绑扎。

可选地，在变压器器身外侧绑扎第二绝缘拉带之后，所述制造方法还包括如下步骤：

在变压器器身四周设置框架式弯板，其包括上弯板、下弯板、左弯板和右弯板，并使上弯板的相对两端分别与左弯板、右弯板的顶端连接，以及使下弯板的相对两端分别与左弯板、右弯板的底端连接；

分别在每相高压绕组外侧设置两组拉螺杆，这两组拉螺杆关于该相高压绕组内部的心柱对称设置，并使相邻相高压绕组共用一组拉螺杆，以及使各组拉螺杆的顶端均与上弯板连接、底端均与下弯板连接。

有益效果：

本发明所述抗短路非晶合金变压器及其制造方法在短路电动力的源头上治理并有效解决绕组短路时变形的问题，与现有技术相比标本兼治，既能提高绕组轴向与辐向的机械强度与稳定性，又能有效提高变压器抗突发短路能力，同时降低抗短路非晶合金产品生产材料成本，降低劳动强度，提高工效，不存在质量隐患，无毒环保。

附图说明

图1为变压器高低压绕组的张应力和压应力的示意图；

图2为变压器高低压绕组的轴向力的示意图；

图3为本发明实施例1提供的抗短路非晶合金变压器的一种结构的俯视图；

图4为图3的A-A向截面图；

图5为本发明实施例1提供的抗短路非晶合金变压器的另一种结构的俯视图；

图6为图5的A-A向截面图；

图7为本发明实施例1提供的抗短路非晶合金变压器的又一种结构的主视图；

图8为本发明实施例2提供的抗短路非晶合金变压器的制造方法的流程图。

图中：1－高压绕组；2－低压绕组；3－主空道；4－绝缘筒；5－第一绝缘拉带；6－层压撑条；7－无维带；8－第三绝缘拉带；9A－上铁轭绝缘板；9B－下铁轭绝缘板；9C－相间绝缘板；10A－上弯板；10B－下弯板；10C－左弯板；10D－右弯板；11A－上层压板；11B－下层压板；12－拉螺杆；13－第二绝缘拉带。

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，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。

变压器高低压绕组的张应力和压应力如图1所示，变压器高低压绕组的轴向力如图2所示。发明人基于物理原理，结合变压器高低压绕组的张应力、压应力和轴向力的受力特点，提出一种新型的抗短路非晶合金变压器及其制造方法，能够抵消或衰减危及绕组强度且破坏性极大的短路电动力，等效于增强了绕组机械强度与稳定性，从标本兼治的角度出发提高变压器抗突发短路能力，从而在短路电动力的源头上治理并有效解决绕组短路时变形的问题，具体方案如下述实施例1和实施例2所述。

需要说明的是，本发明中的“外侧”指的是相对远离变压器铁心对应心柱的一侧，“内侧”指的是相对靠近变压器铁心对应心柱的一侧；“顶端”和“底端”仅与图4、图6和图7中的相应部分对应，并不造成对本发明的限制，若将图4、图6和图7上下翻转，则前述术语中的“顶端”变为“底端”、“底端”变为“顶端”；术语“上”是指图4、图6和图7中的“上方”，术语“下”是指图4、图6和图7中的“下方”。由于变压器铁心的各相心柱的横截面为矩形，故而缠绕在其上的高压绕组和低压绕组的横截面均为带有圆角的环状矩形(如图1、图3和图5所示)，该环状矩形包括两条长边和两条短边。

实施例1：

如图3-7所示，本实施例提供一种抗短路非晶合金变压器，具体为一种油浸式非晶合金变压器，其包括变压器铁心(图中未示出)和从内至外依次绕制在变压器铁心各相心柱上的n层低压绕组2和m层高压绕组1，且各相高低压绕组之间均设置有主空道3。所述主空道3是高压绕组1与低压绕组2之间的散热通道，其距离具体由变压器的电压等级决定，由于散热通道中充满散热用的油，故而主空道也可称为变压器油道。

如图3、图4和图7所示，所述变压器还包括用于将各相低压绕组2从内至外第n1层以外的部分和对应相高压绕组1从内至外的第m1层以内的部分沿轴向绑扎在一起的第一预设数量的呈口字形的第一绝缘拉带5，且各第一绝缘拉带沿幅向均匀分布，这种绑扎方式可称为单相绕组分层绑扎，高低压绕组通过第一绝缘拉带抵消或衰减大部分轴向、幅向电动力，即抵消高低压绕组短路时向外、向内的力，可有效控制主空道(即变压器油道)的位移与变形，限制主空道因短路力的作用而发生的尺寸变化；所述变压器还包括设置在变压器器身外侧的用于对变压器器身沿幅向进行整体绑扎的第二预设数量的呈口字形的第二绝缘拉带13，且各第二绝缘拉带沿轴向均匀分布，这种绑扎方式可称为器身整体绑扎，通过第二绝缘拉带约束三相高低压绕组，抵消或衰减三相幅向上的整体电动力。上述“单相绕组分层绑扎”法和“器身整体绑扎”能够较好地约束高低压绕组，抵消或衰减高低压绕组幅向上的部分压应力与张应力，以及轴向力。

其中，n1、n、m1和m均为整数，且n1<n，m1<m，n为低压绕组的总层数，m为高压绕组的总层数。而且，第一预设数量、第二预设数量、n1、n、m1和m的值可由本领域技术人员根据实际情况进行设定。较优地，第一预设数量为8-12，更优选为10，且在如图3所示的俯视方向上高低压绕组的两条长边上各绑扎三根第一绝缘拉带5、两条短边上各绑扎两根第一绝缘拉带5；第二预设数量为4-6，更优选为4；n1＝1/2*n，m1＝1/2*m，即第一绝缘拉带5绑扎了一半层数的低压绕组2和一半层数的高压绕组1。第一绝缘拉带5和第二绝缘拉带13可以为高强度聚酯带。

如图3和图4所示，所述变压器还包括设置在各相高压绕组1外侧的多根层压撑条6，以及缠绕在各相高压绕组1外侧和对应的多根层压撑条5外侧的用于将所述多根层压撑条5绑扎牢固的无维带7，从而抵消高压绕组短路时向外扩张的力，限制高压绕组因短路力的作用而发生的外径尺寸变化。

其中，所述“对应的多根层压撑条”指的是设置在对应相高压绕组外侧的多根层压撑条。所述层压撑条6采用木质材料制成；所述无维带7为聚酯树脂浸渍玻璃纤维绑扎带。

较优地，在如图3所示的俯视方向上所述多根层压撑条6设置在高压绕组1的两条短边之外，即高压绕组1的一条短边外侧设置一部分层压撑条6，高压绕组2的另一条短边外侧设置其余部分层压撑条6。设置在高压绕组1短边外侧的层压撑条6的数量可以为12-14根，其中6-7根设置在高压绕组1的一条短边外侧，其余设置在高压绕组1的另一条短边外侧。进一步地，设置在高压绕组1两条短边外侧的层压撑条6的数量相同。

较优地，无维带7沿幅向缠绕多周。由于无维带的宽度一般会小于高压绕组的轴向高度，故而沿幅向只缠绕一周无维带无法将高压绕组外侧全部包围，需要沿幅向多缠绕几周，以将高压绕组外侧包围严实，从而将层压撑条牢固地绑扎在高压绕组外侧。进一步地，在轴向上相邻的无维带7部分重叠。更进一步地，在轴向上相邻的无维带7的重叠部分的宽度为单条无维带宽度的一半，从而使得高压绕组外侧绝大部分区域内的无维带7均为两层，以增加绑扎强度。

如图3和图4所示，所述变压器还包括设置在各相低压绕组2内侧的绝缘筒4，以支撑、抵消低压绕组短路时向内的力。

其中，所述绝缘筒4采用玻璃钢制成。

如图5和图6所示，所述变压器还包括设置在各相高低压绕组顶端的上铁轭绝缘板9A、设置在各相高低压绕组底端的下铁轭绝缘板9B，以及设置在各相高压绕组外侧的相间绝缘板9C，以保护各相高低压绕组，并起到绝缘的作用。其中，上铁轭绝缘板9A、相间绝缘板9C和下铁轭绝缘板9B可依次连接成一个整体，并形成纵截面为匚形的结构。相间绝缘板9C可设置在缠绕于对应相高压绕组外侧的无维带7外侧。

较优地，上铁轭绝缘板9A设置在各相高低压绕组两条长边的顶端，下铁轭绝缘板9B设置在各相高低压绕组两条长边的底端，相间绝缘板9C设置在各相高压绕组两条长边的外侧。换言之，对于每相而言，需设置两块上铁轭绝缘板9A、两块下铁轭绝缘板9B和两块相间绝缘板9C，且一块上铁轭绝缘板9A、一块下铁轭绝缘板9B和一块相间绝缘板9C依次连接成一个整体，另一块上铁轭绝缘板9A、另一块下铁轭绝缘板9B和另一块相间绝缘板9C依次连接成另一个整体，从而形成两个纵截面为匚形的结构，分别套在对应相高低压绕组的两条长边上，且对称布置。

其中，上铁轭绝缘板9A、相间绝缘板9C和下铁轭绝缘板9B可以为绝缘纸板。

此外，所述变压器还包括用于将各相高低压绕组连同对应的相间绝缘板9C、上铁轭绝缘板9A、下铁轭绝缘板9B和绝缘筒4分别沿轴向进行整体绑扎的呈口字形的第三预设数量的第三绝缘拉带8，且各第三绝缘拉带沿幅向均匀分布，这种绑扎方式可称为单相绕组整体绑扎，高低压绕组通过第三绝缘拉带抵消或衰减部分轴向、幅向电动力，即抵消高低压绕组短路时向外、向内的力，使高低压绕组成为一个刚性整体。由于在各相高低压绕组四周设置了上铁轭绝缘板9A、相间绝缘板9C、下铁轭绝缘板9B和绝缘筒4，使得第三绝缘拉带8并不是直接绑扎在各相高低压绕组外侧，因此能够避免绑扎时损伤各相高低压绕组。

其中，第三预设数量的值可由本领域技术人员根据实际情况进行设定。较优地，第三预设数量为16-20，更优选为16，且在如图5所示的俯视方向上高低压绕组的两条长边上各绑扎四根第三绝缘拉带8、两条短边上各绑扎四根第三绝缘拉带8。第三绝缘拉带8也可以为高强度聚酯带。

如图7所示，所述变压器还包括设置在变压器器身四周的框架式弯板，具体形状为口字形。所述框架式弯板包括上弯板10A、下弯板10B、左弯板10C和右弯板10D。所述上弯板10A的相对两端分别与左弯板10C、右弯板10D的顶端连接，所述下弯板10B的相对两端分别与左弯板10C、右弯板10D的底端连接。

此外，如图7所示，所述变压器还包括多组拉螺杆12，每相高压绕组1外侧设置有两组拉螺杆12，这两组拉螺杆12关于该相高压绕组1内部的心柱对称设置，且相邻相高压绕组1共用一组拉螺杆12，则一共需要2*x-(x-1)＝x+1组拉螺杆，其中x为变压器的相数，各组拉螺杆12的顶端均与上弯板10C连接、底端均与下弯板10D连接，从而将变压器器身整体轴向压紧。

较优地，每组拉螺杆包括两根拉螺杆，分别为第一拉螺杆和第二拉螺杆；各组拉螺杆中的第一拉螺杆排列成一条直线且等间距设置，各组拉螺杆中的第二拉螺杆也排列成一条直线且等间距设置。

本实施例中，所述变压器为三相变压器，且变压器铁心包括依次排列的A、B、C三相心柱，由于相邻相高压绕组共用一组拉螺杆，故而需要2*3-2＝4组拉螺杆，分别设置在AB相高压绕组之间、BC相高压绕组之间，A相高压绕组远离B相高压绕组的一侧之外和C相高压绕组远离B相高压绕组的一侧之外。各组拉螺杆将各相高低压绕组整体撑紧、压紧，抵消高低压绕组短路时向上、向下的轴向力，限制高低压绕组因短路力的作用而发生位移变化。

较优地，每组拉螺杆顶部区域内的对应相高低压绕组的顶端与上弯板10A之间设置有上层压板11A，每组拉螺杆底部区域内的对应相高低压绕组底端与下弯板10B之间设置有下层压板11B，且相邻相高低压绕组共用一块上层压板11A和一块下层压板11B，以起到绝缘的作用；每组拉螺杆的顶端穿过一块上层压板11A后与上弯板10A连接，每组拉螺杆的底端穿过一块下层压板11B后与下弯板10B连接。

进一步地，上层压板11A设置在对应相高低压绕组顶端的上铁轭绝缘板9A与上弯板10A之间，下层压板11B设置在对应相高低压绕组底端的下铁轭绝缘板9B与下弯板10B之间。

其中，上层压板11A和下层压板11B可以采用木质材料制成。

本发明中，变压器器身包括变压器铁心、各相高压绕组、各相低压绕组、绝缘筒、层压撑条、无维带、上铁轭绝缘板、下铁轭绝缘板、相间绝缘板、上层压板、下层压板等部件。

本实施例所述抗短路非晶合金变压器针对现有抗短路变压器存在的诸多不足，根据变压器纵向与横向漏磁场分布情况，先计算出静态电磁短路力的大小与分布，以及按照左手定则确定短路力的方向，再结合短路力的大小、方向及分布确定第一至第三绝缘拉带的数量和密度，然后采用标本兼治的“单相绕组分层绑扎”、“单相绕组整体绑扎”和“器身整体绑扎”法约束高低压绕组，通过绑扎的高强度绝缘拉带产生的拔河效应或对冲效应，有效抵消短路时大电流在高低压绕组上产生的大部分压应力、张应力和轴向力，从而在短路电动力的源头上治理并有效解决绕组短路时变形的问题，既能提高绕组轴向与辐向的机械强度与稳定性，又能有效提高变压器抗突发短路能力，而且不需浸漆、不需刷树脂，故而无毒环保、不存在质量隐患，还可降低材料成本、降低劳动强度、提高工效。

实施例2：

如图8所示，本实施例提供一种抗短路非晶合金变压器的制造方法，具体为油浸式非晶合金变压器的制造方法，其包括如下步骤S101至S104。

S101.在变压器铁心的各相心柱上逐层绕制低压绕组，并且在各相低压绕组绕制了n1层时，在第n1层低压绕组外侧预埋第一预设数量的第一绝缘拉带，然后继续绕制其余(n-n1)层低压绕组。其中，n1和n均为整数，n1<n，n为低压绕组的总层数。

本步骤中，在变压器铁心的各相心柱上逐层绕制低压绕组的步骤具体为：

在变压器铁心的各相心柱上套装绝缘筒；

在各绝缘筒的外侧逐层绕制低压绕组。

通过在低压绕组内侧设置绝缘筒，可以支撑、抵消低压绕组短路时向内的力。所述绝缘筒可采用玻璃钢制成。

S102.在各相低压绕组外侧放置主空道。

S103.在各主空道外侧逐层绕制各相高压绕组，并且在各相高压绕组绕制了m1层时，将之前预埋的第一绝缘拉带在第m1层高压绕组外侧绑扎牢固，以将所述其余(n-n1)层低压绕组和所述m1层高压绕组沿轴向绑扎在一起，然后继续绕制其余(m-m1)层高压绕组。其中，m1和m均为整数，m1<m，m为高压绕组的总层数。

本步骤中，各第一绝缘拉带呈口字形，且沿幅向均匀分布，这种绑扎方式可称为单相绕组分层绑扎，高低压绕组通过第一绝缘拉带抵消或衰减大部分轴向、幅向电动力，即抵消高低压绕组短路时向外、向内的力，可有效控制主空道(即变压器油道)的位移与变形，限制主空道因短路力的作用而发生的尺寸变化。

S104.在变压器器身外侧沿幅向整体绑扎第二预设数量的第二绝缘拉带。

本步骤中，各第二绝缘拉带呈口字形，且沿轴向均匀分布，这种绑扎方式可称为器身整体绑扎，通过第二绝缘拉带约束三相高低压绕组，抵消或衰减三相幅向上的整体电动力。

本实施例中，n1、n、m1和m均为整数，且n1<n，m1<m，n为低压绕组的总层数，m为高压绕组的总层数。而且，第一预设数量、第二预设数量、n1、n、m1和m的值可由本领域技术人员根据实际情况进行设定。较优地，第一预设数量为8-12，更优选为10，且在俯视方向上高低压绕组的两条长边上各绑扎三根第一绝缘拉带、两条短边上各绑扎两根第一绝缘拉带；第二预设数量为4-6，更优选为4；n1＝1/2*n，m1＝1/2*m，即第一绝缘拉带绑扎了一半层数的低压绕组和一半层数的高压绕组。第一绝缘拉带和第二绝缘拉带可以为高强度聚酯带。

在步骤S103和S104之间还包括如下步骤：

在各相高压绕组外侧设置多根层压撑条；

在各相高压绕组外侧和对应的多根层压撑条外侧缠绕无维带，以将所述多根层压撑条绑扎牢固。

其中，所述“对应的多根层压撑条”指的是设置在对应相高压绕组外侧的多根层压撑条。所述层压撑条采用木质材料制成；所述无维带为聚酯树脂浸渍玻璃纤维绑扎带。

通过在各相高压绕组外侧设置层压撑条和缠绕无维带，可以抵消高压绕组短路时向外扩张的力，限制高压绕组因短路力的作用而发生的外径尺寸变化。

较优地，在各相高压绕组外侧设置多根层压撑条的步骤具体为：在俯视方向上将所述多根层压撑条设置在高压绕组的两条短边之外。即高压绕组的一条短边外侧设置一部分层压撑条，高压绕组的另一条短边外侧设置其余部分层压撑条。设置在高压绕组短边外侧的层压撑条的数量可以为12-14根，其中6-7根设置在高压绕组的一条短边外侧，其余设置在高压绕组的另一条短边外侧。进一步地，设置在高压绕组两条短边外侧的层压撑条的数量相同。

较优地，所述缠绕无维带的步骤具体为：沿轴向缠绕多周无维带。由于无维带的宽度一般会小于高压绕组的轴向高度，故而沿幅向只缠绕一周无维带无法将高压绕组外侧全部包围，需要沿幅向多缠绕几周，以将高压绕组外侧包围严实，从而将层压撑条牢固地绑扎在高压绕组外侧。进一步地，在缠绕无维带时，使轴向上相邻的无维带部分重叠。更进一步地，使轴向上相邻的无维带重叠部分的宽度为单条无维带宽度的一半，从而使得高压绕组外侧绝大部分区域内的无维带均为两层，以增加绑扎强度。

在步骤S103和S104之间还包括如下步骤：

在各相高低压绕组顶端设置上铁轭绝缘板；

在各相高低压绕组底端设置下铁轭绝缘板；

在各相高压绕组外侧设置相间绝缘板。

其中，可将上铁轭绝缘板、相间绝缘板和下铁轭绝缘板依次连接成一个整体，并形成纵截面为匚形的结构。还可将相间绝缘板设置在缠绕于对应相高压绕组外侧的无维带外侧。上铁轭绝缘板、相间绝缘板和下铁轭绝缘板可以为绝缘纸板。

较优地，将上铁轭绝缘板设置在各相高低压绕组两条长边的顶端，将下铁轭绝缘板设置在各相高低压绕组两条长边的底端，以及将相间绝缘板设置在各相高压绕组两条长边的外侧。换言之，对于每相而言，需设置两块上铁轭绝缘板、两块下铁轭绝缘板和两块相间绝缘板，并使一块上铁轭绝缘板、一块下铁轭绝缘板和一块相间绝缘板依次连接成一个整体，以及使另一块上铁轭绝缘板、另一块下铁轭绝缘板和另一块相间绝缘板依次连接成另一个整体，从而形成两个纵截面为匚形的结构，分别套在对应相高低压绕组的两条长边上，且对称布置。

在前述步骤之后，步骤S104之前还包括如下步骤：

采用第三预设数量的第三绝缘拉带将各相高低压绕组连同对应的相间绝缘板、上铁轭绝缘板、下铁轭绝缘板和绝缘筒沿轴向进行整体绑扎。

本步骤中，各第三绝缘拉带呈口字形，且沿幅向均匀分布，这种绑扎方式可称为单相绕组整体绑扎，高低压绕组通过第三绝缘拉带抵消或衰减部分轴向、幅向电动力，即抵消高低压绕组短路时向外、向内的力，使高低压绕组成为一个刚性整体。由于在各相高低压绕组四周设置了上铁轭绝缘板、相间绝缘板、下铁轭绝缘板和绝缘筒，使得第三绝缘拉带并不是直接绑扎在各相高低压绕组外侧，因此能够避免绑扎时损伤各相高低压绕组。

第三预设数量的值可由本领域技术人员根据实际情况进行设定。较优地，第三预设数量为16-20，更优选为16，且在俯视方向上高低压绕组的两条长边上各绑扎四根第三绝缘拉带、两条短边上各绑扎四根第三绝缘拉带。第三绝缘拉带也可以为高强度聚酯带。

在步骤S104之后，还包括如下步骤：

在变压器器身四周设置框架式弯板，其包括上弯板、下弯板、左弯板和右弯板，并使上弯板的相对两端分别与左弯板、右弯板的顶端连接，以及使下弯板的相对两端分别与左弯板、右弯板的底端连接；

分别在每相高压绕组外侧设置两组拉螺杆，并使相邻相高压绕组共用一组拉螺杆，这两组拉螺杆关于该相高压绕组内部的心柱对称设置，则一共需要2*x-(x-1)＝x+1组拉螺杆，其中x为变压器的相数，以及使各组拉螺杆的顶端均与上弯板连接、底端均与下弯板连接，从而将变压器器身整体轴向压紧。

本步骤中，框架式弯板呈口字形。

较优地，使每组拉螺杆包括两根拉螺杆，分别为第一拉螺杆和第二拉螺杆；使各组拉螺杆中的第一拉螺杆排列成一条直线且等间距设置，以及使各组拉螺杆中的第二拉螺杆也排列成一条直线且等间距设置。

各组拉螺杆将各相高低压绕组整体撑紧、压紧，抵消高低压绕组短路时向上、向下的轴向力，限制高低压绕组因短路力的作用而发生位移变化。

较优地，在每组拉螺杆顶部区域内对应相高低压绕组的顶端与上弯板之间设置上层压板，以及在每组拉螺杆底部区域内对应相高低压绕组底端与下弯板之间设置下层压板，并使相邻相高低压绕组共用一块上层压板和一块下层压板，以起到绝缘的作用；使每组拉螺杆的顶端穿过一块上层压板后与上弯板连接，以及使每组拉螺杆的底端穿过一块下层压板后与下弯板连接。

进一步地，将上层压板设置在对应相高低压绕组顶端的上铁轭绝缘板与上弯板之间，以及将下层压板设置在对应相高低压绕组底端的下铁轭绝缘板与下弯板之间。

其中，上层压板和下层压板可以采用木质材料制成。

需要说明的是，上述步骤的顺序只是为了说明本实施例而提出的一个具体实例，本发明对上述步骤的顺序不做限定，本领域技术人员在实际应用中可按需对其进行调整。

利用本实施例所述制造方法制成的变压器依次采用标本兼治的“单相绕组分层绑扎”、“单相绕组整体绑扎”和“器身整体绑扎”法约束高低压绕组，通过绑扎的高强度绝缘拉带产生的拔河效应或对冲效应，有效抵消短路时大电流在高低压绕组上产生的大部分压应力、张应力和轴向力，从而在短路电动力的源头上治理并有效解决绕组短路时变形的问题，既能提高绕组轴向与辐向的机械强度与稳定性，又能有效提高变压器抗突发短路能力，而且不需浸漆、不需刷树脂，故而无毒环保、不存在质量隐患，还可降低材料成本、降低劳动强度、提高工效。

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 (12)

1.一种抗短路非晶合金变压器，包括变压器铁心和从内至外依次绕制在变压器铁心各相心柱上的n层低压绕组和m层高压绕组，且各相高低压绕组之间均设置有主空道，其特征在于，所述变压器还包括用于将各相低压绕组从内至外第n1层以外的部分和对应相高压绕组从内至外的第m1层以内的部分沿轴向绑扎在一起的第一预设数量的第一绝缘拉带，以及设置在变压器器身外侧的用于对变压器器身沿幅向进行整体绑扎的第二预设数量的第二绝缘拉带，其中，n1、n、m1和m均为整数，n1<n，m1<m，n为低压绕组的总层数，m为高压绕组的总层数。

2.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述变压器还包括设置在各相高压绕组外侧的多根层压撑条，以及缠绕在各相高压绕组外侧和对应的多根层压撑条外侧的用于将所述多根层压撑条绑扎牢固的无维带。

3.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述变压器还包括设置在各相低压绕组内侧的绝缘筒。

4.根据权利要求3所述的变压器，其特征在于，所述变压器还包括设置在各相高低压绕组顶端的上铁轭绝缘板、设置在各相高低压绕组底端的下铁轭绝缘板，以及设置在各相高压绕组外侧的相间绝缘板。

5.根据权利要求4所述的变压器，其特征在于，所述变压器还包括用于将各相高低压绕组连同对应的相间绝缘板、上铁轭绝缘板、下铁轭绝缘板和绝缘筒沿轴向进行整体绑扎的第三预设数量的第三绝缘拉带。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的变压器，其特征在于，所述变压器还包括设置在变压器器身四周的框架式弯板，其包括上弯板、下弯板、左弯板和右弯板，所述上弯板的相对两端分别与左弯板、右弯板的顶端连接，所述下弯板的相对两端分别与左弯板、右弯板的底端连接；所述变压器还包括多组拉螺杆，每相高压绕组外侧设置有两组拉螺杆，这两组拉螺杆关于该相高压绕组内部的心柱对称设置，且相邻相高压绕组共用一组拉螺杆，各组拉螺杆的顶端均与上弯板连接、底端均与下弯板连接。

7.一种抗短路非晶合金变压器的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

在变压器铁心的各相心柱上逐层绕制低压绕组，并且在各相低压绕组绕制了n1层时，在第n1层低压绕组外侧预埋第一预设数量的第一绝缘拉带，然后继续绕制其余(n-n1)层低压绕组，其中，n1和n均为整数，n1<n，n为低压绕组的总层数；

在各相低压绕组外侧放置主空道；

在各主空道外侧逐层绕制各相高压绕组，并且在各相高压绕组绕制了m1层时，将之前预埋的第一绝缘拉带在第m1层高压绕组外侧绑扎牢固，以将所述其余(n-n1)层低压绕组和所述m1层高压绕组沿轴向绑扎在一起，然后继续绕制其余(m-m1)层高压绕组，其中，m1和m均为整数，m1<m，m为高压绕组的总层数；

在变压器器身外侧沿幅向整体绑扎第二预设数量的第二绝缘拉带。

8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，在变压器器身外侧绑扎第二绝缘拉带之前，所述制造方法还包括如下步骤：

在各相高压绕组外侧设置多根层压撑条；

在各相高压绕组外侧和对应的多根层压撑条外侧缠绕无维带，以将所述多根层压撑条绑扎牢固。

9.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述在变压器铁心的各相心柱上逐层绕制低压绕组的步骤具体为：

在变压器铁心的各相心柱上套装绝缘筒；

在各绝缘筒的外侧逐层绕制低压绕组。

10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，在变压器器身外侧绑扎第二绝缘拉带之前，所述制造方法还包括如下步骤：

在各相高低压绕组顶端设置上铁轭绝缘板；

在各相高低压绕组底端设置下铁轭绝缘板；

在各相高压绕组外侧设置相间绝缘板。

11.根据权利要求10所述的制造方法，其特征在于，在变压器器身外侧绑扎第二绝缘拉带之前，所述制造方法还包括如下步骤：

采用第三预设数量的第三绝缘拉带将各相高低压绕组连同对应的相间绝缘板、上铁轭绝缘板、下铁轭绝缘板和绝缘筒沿轴向进行整体绑扎。

12.根据权利要求7-11中任一项所述的制造方法，其特征在于，在变压器器身外侧绑扎第二绝缘拉带之后，所述制造方法还包括如下步骤：

在变压器器身四周设置框架式弯板，其包括上弯板、下弯板、左弯板和右弯板，并使上弯板的相对两端分别与左弯板、右弯板的顶端连接，以及使下弯板的相对两端分别与左弯板、右弯板的底端连接；

分别在每相高压绕组外侧设置两组拉螺杆，这两组拉螺杆关于该相高压绕组内部的心柱对称设置，并使相邻相高压绕组共用一组拉螺杆，以及使各组拉螺杆的顶端均与上弯板连接、底端均与下弯板连接。