CN113871158A - 一种单柱套装的单相自耦变压器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单柱套装的单相自耦变压器,其中，包括：两个旁柱、设置在两个旁柱之间的心柱以及由内向外依次绕设在所述心柱外侧的低压线圈、公共线圈、串联线圈和调压线圈，所述旁柱不设置线圈；所述公共线圈、所述调压线圈和所述串联线圈依次串联。本发明中，将调压线圈设置在心柱的外侧，取消了激磁线圈，节约了大量的制作成本，同时，心柱两侧的旁柱上不绕设任何线圈，仅用于通磁路，两侧的旁柱对称设置，重心稳定，器身稳定。这样一来，旁柱仅用于通磁路，所以也就不受其他线圈的干扰。并且心柱对两旁柱的中心距相等，且大大缩减了整个铁心的长度，在取消了激磁线圈的同时也减少了铁心硅钢片的用量，降低了产品的空载损耗。
Description
应用领域
本发明涉及变压器设计领域，特别是一种单柱套装的单相自耦变压器。
背景技术
500kV单相自耦变主要采用单相三柱式铁心，单相三柱式铁心包括由内向外依次套装在中间心柱上低压线圈、公共线圈和串联线圈，以及设置在铁心两侧的旁柱。为了能够让变压器最正和最负分接的阻抗与额定分接阻抗偏差较小，一般在旁柱上需设置调压线圈。设置在旁柱上的调压线圈设置在旁柱在其外围增加一个激磁线圈，来增强点击两端的感应电动势，这样才能起到相应的作用。
这种方式存在诸多问题，其一为中间心柱到两边旁柱的距离不等，重心容易偏移；其二是由于旁柱上绕设了调压线圈及激磁线圈导致磁路受到干扰；最后增加了仅用于配合调压线圈而设置的激磁线圈增加了用铜量，造成了成本的增加，性价比较低。
因此，发明人考虑将调压线圈从旁柱上转移到心柱上，这样不仅旁柱上的磁通不受干扰，并且可以省去激磁线圈，但这就需要解决转移后调压线圈与低压线圈、公共线圈、串联线圈设置位置、绝缘方式及出线方式等诸多问题。
发明内容
本发明克服了现有技术中单相自耦变压器成本高、器身重心不稳定的不足，提供了一种单柱套装的单相自耦变压器，为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种单柱套装的单相自耦变压器，其中，包括：两个旁柱、设置在两个旁柱之间的心柱以及由内向外依次绕设在所述心柱外侧的低压线圈、公共线圈、串联线圈和调压线圈，所述旁柱不设置线圈；所述公共线圈、所述调压线圈和所述串联线圈依次串联。
本发明一个较佳实施例中，所述心柱的顶部固定设置有上铁轭，所述上铁轭与所述心柱电气连接；所述心柱的底部设置有下铁轭，所述心柱与所述下铁轭电气连接；所述调压线圈的顶部设置有上磁屏板，所述上磁屏板与所述上铁轭电气连接；所述线圈的底部设置有下磁屏板，所述下磁屏板与所述下铁轭电气连接。
本发明一个较佳实施例中，所述串联线圈的顶部设置有串联静电板、若干串联分瓣角环以及串联端部绝缘结构，所述串联端部绝缘结构与所述串联分瓣角环层叠。
本发明一个较佳实施例中，所述调压线圈的顶部设置有第一静电板、第一分瓣角环以及第一端部绝缘结构，所述第一分瓣角环与所述第一端部绝缘结构层叠设置；
所述调压线圈的底部设置有第二静电板、第二分瓣角环以及第二端部绝缘结构；所述端部绝缘结构与所述分瓣角环层叠设置。
本发明一个较佳实施例中，所述调压线圈的外侧设置有绝缘筒，所述绝缘筒的顶部与所述第一静电板之间设置有第一撑板，所述第一撑板包括若干并列设置的绝缘杆，以及用于固定所述绝缘杆且与所述绝缘杆垂直设置的连接杆，所述第一撑板的中心位置预设有第一连接孔，所述第一连接孔的一侧为所述第一静电板，所述第一连接孔的一侧为所述绝缘筒；
所述绝缘筒的底部与所述第二静电板之间设置有第二撑板，所述第二撑板包括若干并列设置的绝缘杆，以及用于固定所述绝缘杆且与所述绝缘杆垂直设置的连接杆，所述第二撑板的中心位置预设有第二连接孔，所述第二连接孔的一侧为所述第二静电板，所述第二连接孔的一侧为所述绝缘筒。
本发明一个较佳实施例中，所述串联线圈的末头出线端外部设置有铜管。
本发明一个较佳实施例中，所述调压线圈包括绕设于所述串联线圈上半部分的第一调压线圈以及绕设于所述串联线圈下半部分的第二调压线圈，所述第一调压线圈与所述第二调压线圈通过铜棒并联；所述第一调压线圈的的两端设置有第一绝缘件，所述第一调压线圈与所述第二调压线圈之间设置有角环绝缘组件，所述第二调压线圈的两端设置有第二绝缘件。
本发明一个较佳实施例中，所述角环绝缘组件包括内角环、外角环、分隔筒以及撑紧筒，所述外角环包括固定于所述串联线圈内部的外平环以及从所述串联线圈向外延伸到所述调压线圈外部的外筒身；所述内角环包括位于所述外平环与所述串联线圈之间的内平环以及位于所述外筒身内部的内筒身，所述外角环由若干分瓣角环环绕构成，所述内角环由若干分瓣角环环绕构成，所述内角环由卡设在内筒身内部的撑紧筒和箍设在内筒身外壁的外角环固定成环，所述外筒身与所述内筒身之间设置有分隔筒。
本发明一个较佳实施例中，所述串联线圈包括绕设于所述公共线圈的上半部分的第一串联线圈以及绕设于所述公共线圈的下半部分的第二串联线圈，所述第一串联线圈与所述第二串联线圈并联，所述第一串联线圈的首头出线端通过所述内筒身引出，所述第一串联线圈的末头出线端设置于所述第一调压线圈的顶部；所述第二串联线圈的首头出线端通过所述内筒身引出，所述第二串联线圈的末头出线端设置于所述第二调压线圈的底部。
本发明一个较佳实施例中，所述调压线圈与所述旁柱之间设置有弧形围屏，所述围屏贴合于所述调压线圈的外侧。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
(1)本发明中，将调压线圈设置在心柱的外侧，取消了激磁线圈，节约了大量的制作成本，同时，心柱两侧的旁柱上不绕设任何线圈，两侧的旁柱对称设置，重心稳定，器身稳定。另外，旁柱仅用于通磁路，不会受其他线圈的干扰。
(2)本发明中心柱对两旁柱的中心距相等，且大大缩减了整个铁心的长度，在取消了激磁线圈的同时也减少了铁心硅钢片的用量，降低了产品的空载损耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
图1为本发明一实施例中所述的一种单柱套装的单相自耦变压器的线圈套装示意图；
图2为本发明一实施例中所述的一种单柱套装的单相自耦变压器的线圈连接原理图；
图3为本发明一实施例中所述的一种单柱套装的单相自耦变压器的磁屏蔽结构示意图；
图4为本发明一实施例中所述的一种单柱套装的单相自耦变压器的绝缘结构示意图；
图5为本发明一实施例中所述的一种单柱套装的单相自耦变压器的撑板与绝缘筒配合示意图；
图6为本发明一实施例中所述的一种单柱套装的单相自耦变压器的线圈分布示意图；
图7为本发明一实施例中所述的一种单柱套装的单相自耦变压器的撑板示意图。
附图标记如下说明：101、旁柱；102、心柱；103、低压线圈(LV)；104、公共线圈(MV)；105、串联线圈(HV)；1051、第一串联线圈；1052、第二串联线圈；106、调压线圈(TV)；1061、第一调压线圈；1062、第二调压线圈；107、铜管；108、上铁轭；109、上磁屏板；110、围屏；2011、第一静电板；2012、第一分瓣角环；2013、第一端部绝缘结构；2014、绝缘筒；202、角环绝缘组件；2021、内角环；20211、内筒身；2022、外角环；2023、分隔筒；2024、撑紧筒；2031、第二静电板；2032、第二分瓣角环；2041、串联静电板；2042、串联端部绝缘结构；2043、串联分瓣角环；205、撑板；2051、绝缘杆；2052、连接杆。
具体实施方式
为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
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。
如图1所示，一种单柱套装的单相自耦变压器，其中，包括：两个旁柱101、设置在两个旁柱101之间的心柱102以及由内向外依次绕设在心柱102外侧的低压线圈103、公共线圈104、串联线圈105和调压线圈106，旁柱101不设置线圈；参照图2所示，公共线圈104、调压线圈106和串联线圈105依次串联。
本发明中，参图1，将调压线圈106设置在心柱102的外侧，取消了激磁线圈，节约了大量的制作成本，同时，心柱102两侧的旁柱101上不绕设任何线圈，仅用于通磁路，两侧的旁柱101对称设置，重心稳定，器身稳定。这样一来，旁柱101仅用于通磁路，所以也就不受其他线圈的干扰。并且心柱102对两旁柱101的中心距相等，且大大缩减了整个铁心的长度，在取消了激磁线圈的同时也减少了铁心硅钢片的用量，降低了产品的空载损耗。
继续参照图1所示，本发明的一个实施例中，串联线圈105的末头出线端外部设置有铜管107。这里的铜管107仅仅是用于引线屏蔽。需要进行说明的是，如果串联线圈105为多个线圈组成，则每个线圈的末头出线端的外部都设置有铜管107。
如图3所示，心柱102的顶部固定设置有上铁轭108，上铁轭108与心柱102电气连接；心柱102的底部设置有下铁轭(与上铁轭108上下镜像设置，图中未示出)，心柱102与下铁轭电气连接；调压线圈106的顶部设置有上磁屏板109，上磁屏板109与上铁轭108电气连接；线圈的底部设置有下磁屏板(与上磁屏板109上下镜像设置，图中未示出)，下磁屏板与下铁轭电气连接。这里，设置上磁屏板109与下磁屏板主要是为了屏蔽漏磁，且上磁屏板109与下磁屏板都通过铁轭与心柱102电气连接，所以可以将漏磁引入心柱102，避免了由于漏磁引起的损耗，同时加强了心柱102的磁通。其中上铁轭108与下铁轭的竖直方向截面都是T形截面，可以保证尽可能多地将线圈漏磁通过器身磁屏蔽传导至铁心，进一步降低产品因漏磁产生的杂散损耗。如图1所示，并且，调压线圈106与旁柱101之间设置有弧形围屏110，围屏110贴合于调压线圈106的外侧，增加调压线圈106对旁轭的电气强度。
一般来说，将低压线圈103、公共线圈104、串联线圈105由内向外依次套装在中间心柱102上。其中公共线圈104相当于中压线圈，公共线圈104与串联线圈105串联组成高压线圈，因此把串联线圈105设置在最外层可以使得绝缘结构相对简单和易于操作。但是本发明在串联线圈105的外侧还绕设了调压线圈106，在原有的绝缘结构不便使用的情况下，还提供了一种新的绝缘结构。
如图4所示，串联线圈105的顶部设置有串联静电板2041、若干串联分瓣角环2043以及串联端部绝缘结构2042，串联端部绝缘结构2042与串联分瓣角环2043层叠，串联线圈105的底部也设置有串联静电板2041、若干串联分瓣角环2043以及串联端部绝缘结构2042，串联端部绝缘结构2042与串联分瓣角环2043层叠，串联线圈105的顶部与底部的绝缘组件呈镜像对称设置。
继续参照图4所示，调压线圈106的顶部设置有第一静电板2011、第一分瓣角环2012以及第一端部绝缘结构2013，第一分瓣角环2012与第一端部绝缘结构2013层叠设置；调压线圈106的底部设置有第二静电板2031、第二分瓣角环2032以及第二端部绝缘结构；端部绝缘结构与分瓣角环层叠设置。这里设置静电板可以改善线圈的端部电场，增强电气强度。
参图4-6所示，调压线圈106的外侧设置有绝缘筒2014，绝缘筒2014的顶部与第一静电板2011之间设置有第一撑板205，第一撑板205包括若干并列设置的绝缘杆2051，以及用于固定绝缘杆2051且与绝缘杆2051垂直设置的连接杆2052，第一撑板205的中心位置预设有第一连接孔，第一连接孔的一侧为第一静电板2011，第一连接孔的一侧为绝缘筒2014；绝缘筒2014的底部与第二静电板2031之间设置有第二撑板205，第二撑板205包括若干并列设置的绝缘杆2051，以及用于固定绝缘杆2051且与绝缘杆2051垂直设置的连接杆2052，第二撑板205的中心位置预设有第二连接孔，第二连接孔的一侧为第二静电板2031，第二连接孔的一侧为绝缘筒2014。这里的绝缘筒2014、第一撑板205以及第一分瓣角环2012除了本身有的绝缘作用以外，还可以支撑调压线圈106，保证装置的稳定性。由于绝缘筒2014要支撑调压线圈106，同时还要留出串联出线位置，所以必须要有一定的强度，在本发明中，绝缘筒2014采用三层5mm厚特硬纸筒与相应的的第一撑板205铆接制成。
如图7所示，为了串联线圈105出线方便，本发明的调压线圈106包括绕设于串联线圈105上半部分的第一调压线圈1061以及绕设于串联线圈105下半部分的第二调压线圈1062，第一调压线圈1061与第二调压线圈1062通过铜棒并联；第一调压线圈1061的顶部设置有上文所述的绝缘组件，第一调压线圈1061与第二调压线圈1062之间设置有角环绝缘组件202，第二调压线圈1062的底部设置有上文所述的绝缘组件，需要说明的一件是，第一调压线圈1061的绝缘组件与第二调压线圈1062的绝缘组件呈镜像对称设置。
具体来说，角环绝缘组件202包括内角环2021、外角环2022、分隔筒2023以及撑紧筒2024，外角环2022包括固定于串联线圈105内部的外平环以及从串联线圈105向外延伸到调压线圈106外部的外筒身；内角环2021包括位于外平环与串联线圈105之间的内平环以及位于外筒身内部的内筒身20211，外角环2022由若干分瓣角环环绕构成，内角环2021由若干分瓣角环环绕构成，内角环2021由卡设在内筒身20211内部的撑紧筒2024和箍设在内筒身20211外壁的外角环2022固定成环，外筒身与内筒身20211之间设置有分隔筒2023，外筒身外部通过皱纹纸进行绝缘箍紧。
继续参照图7所示，串联线圈105包括绕设于公共线圈104的上半部分的第一串联线圈1051以及绕设于公共线圈104的下半部分的第二串联线圈1052，第一串联线圈1051与第二串联线圈1052并联，第一串联线圈1051的首头出线端通过内筒身20211引出，第一串联线圈1051的末头出线端设置于第一调压线圈1061的顶部；首头出线端从第一调压线圈1061的顶部引出，可以在改善首头出线端的引线电场的同时，增加出头到低电位的爬电距离。第二串联线圈1052的首头出线端通过内筒身20211引出，第二串联线圈1052的末头出线端设置于第二调压线圈1062的底部。也就是说，第一串联线圈1051的首头出线端和第二串联线圈1052的首头出线端都是从内角环2021的内部引出，并且第一调压线圈1061与第二调压线圈1062之间就是通过角环绝缘组件202来实现绝缘的。
参照图7所示，第二调压线圈1062底部的第二绝缘件与第一绝缘组件对称设置，这里的设置结构与第一调压线圈1061相关的结构设置对称，其对应的元件的作用也相同。
本发明主要是在保证变压器性能参数的基础上尽可能多地降低变压器成本。与现有技术相比不但节约了铜、硅钢片、变压器油和绝缘件的用量，还适当地降低了变压器的损耗。
由于调压线圈106匝数较少，自身重量较轻，为方便套装需将上下两部分调压线圈106统一绕制在绝缘筒2014上，必须采用立绕机进行绕制。同时，在调压线圈106绕制时由于绝缘件较多需注意线圈绕制高度超差的问题，必要时需要将绝缘件提前入炉干燥。
以上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 (10)
1.一种单柱套装的单相自耦变压器，其特征在于，包括：两个旁柱、设置在两个旁柱之间的心柱以及由内向外依次绕设在所述心柱外侧的低压线圈、公共线圈、串联线圈和调压线圈，所述旁柱不设置线圈；所述公共线圈、所述调压线圈和所述串联线圈依次串联。
2.根据权利要求1所述的一种单柱套装的单相自耦变压器，其特征在于：所述心柱的顶部固定设置有上铁轭，所述上铁轭与所述心柱电气连接；所述心柱的底部设置有下铁轭，所述心柱与所述下铁轭电气连接；所述调压线圈的顶部设置有上磁屏板，所述上磁屏板与所述上铁轭电气连接；所述线圈的底部设置有下磁屏板，所述下磁屏板与所述下铁轭电气连接。
3.根据权利要求1所述的一种单柱套装的单相自耦变压器，其特征在于：所述串联线圈的顶部设置有串联静电板、若干串联分瓣角环以及串联端部绝缘结构，所述串联端部绝缘结构与所述串联分瓣角环层叠。
4.根据权利要求1所述的一种单柱套装的单相自耦变压器，其特征在于：所述调压线圈的顶部设置有第一静电板、第一分瓣角环以及第一端部绝缘结构，所述第一分瓣角环与所述第一端部绝缘结构层叠设置；
所述调压线圈的底部设置有第二静电板、第二分瓣角环以及第二端部绝缘结构；所述端部绝缘结构与所述分瓣角环层叠设置。
5.根据权利要求4所述的一种单柱套装的单相自耦变压器，其特征在于：所述调压线圈的外侧设置有绝缘筒，所述绝缘筒的顶部与所述第一静电板之间设置有第一撑板，所述第一撑板包括若干并列设置的绝缘杆，以及用于固定所述绝缘杆且与所述绝缘杆垂直设置的连接杆，所述第一撑板的中心位置预设有第一连接孔，所述第一连接孔的一侧为所述第一静电板，所述第一连接孔的一侧为所述绝缘筒；
所述绝缘筒的底部与所述第二静电板之间设置有第二撑板，所述第二撑板包括若干并列设置的绝缘杆，以及用于固定所述绝缘杆且与所述绝缘杆垂直设置的连接杆，所述第二撑板的中心位置预设有第二连接孔，所述第二连接孔的一侧为所述第二静电板，所述第二连接孔的一侧为所述绝缘筒。
6.根据权利要求1所述的一种单柱套装的单相自耦变压器，其特征在于：所述串联线圈的末头出线端外部设置有铜管。
7.根据权利要求1所述的一种单柱套装的单相自耦变压器，其特征在于：所述调压线圈包括绕设于所述串联线圈上半部分的第一调压线圈以及绕设于所述串联线圈下半部分的第二调压线圈，所述第一调压线圈与所述第二调压线圈通过铜棒并联；所述第一调压线圈的的两端设置有第一绝缘件，所述第一调压线圈与所述第二调压线圈之间设置有角环绝缘组件，所述第二调压线圈的两端设置有第二绝缘件。
8.根据权利要求7所述的一种单柱套装的单相自耦变压器，其特征在于：所述角环绝缘组件包括内角环、外角环、分隔筒以及撑紧筒，所述外角环包括固定于所述串联线圈内部的外平环以及从所述串联线圈向外延伸到所述调压线圈外部的外筒身；所述内角环包括位于所述外平环与所述串联线圈之间的内平环以及位于所述外筒身内部的内筒身，所述外角环由若干分瓣角环环绕构成，所述内角环由若干分瓣角环环绕构成，所述内角环由卡设在内筒身内部的撑紧筒和箍设在内筒身外壁的外角环固定成环，所述外筒身与所述内筒身之间设置有分隔筒。
9.根据权利要求8所述的一种单柱套装的单相自耦变压器，其特征在于：所述串联线圈包括绕设于所述公共线圈的上半部分的第一串联线圈以及绕设于所述公共线圈的下半部分的第二串联线圈，所述第一串联线圈与所述第二串联线圈并联，所述第一串联线圈的首头出线端通过所述内筒身引出，所述第一串联线圈的末头出线端设置于所述第一调压线圈的顶部；所述第二串联线圈的首头出线端通过所述内筒身引出，所述第二串联线圈的末头出线端设置于所述第二调压线圈的底部。
10.根据权利要求1所述的一种单柱套装的单相自耦变压器，其特征在于：所述调压线圈与所述旁柱之间设置有弧形围屏，所述围屏贴合于所述调压线圈的外侧。
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