CN201478078U - 非晶合金配电变压器及其内芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种非晶合金配电变压器及其内芯，该非晶合金配电变压器内芯包括：铁心(1)，其为三相五柱式非晶合金铁心；线圈(2)，为一矩形线圈，套在铁心(1)柱上；框架(3)，所述非晶铁心(1)和线圈(2)被限制在所述框架(3)内，并且，所述线圈(2)与铁心(1)之间留有空隙，在该空隙内设有多个撑板(4)，还包括分别位于所述框架(3)和所述线圈(2)的上、下表面之间的第一压板(51)、第二压板(52)，第一压板(51)和第二压板(52)的整体均呈条状，分别压在所述三个线圈(2)的上、下表面上。本实用新型的非晶合金配电变压器及其内芯强度高、制造方便、装配容易，使线圈与上下夹件之间支撑稳固、受力均匀。

Description

非晶合金配电变压器及其内芯

技术领域

本实用新型涉及一种变压器，具体涉及一种非晶合金配电变压器及其内芯。

背景技术

非晶合金变压器是高科技、环保节能产品，其节能和环保作用已被国际所公认。目前，小容量的非晶合金变压器在制造、使用等技术上日趋成熟，其高效能〔它比普通硅钢片铁心变压器，空载损耗下降75％左右〕、美观环保的卓越特性赢得了广大用户的一致推崇和广泛好评，被誉为“当前世界电气潮流的高科技绿色产品”。

通常，非晶合金变压器与普通变压器的结构组成类似，包括铁心、线圈和相应的引线端子等，如果是油浸式变压器，还包括箱体、散热器等部件。与普通变压器的不同之处在于，铁心为非晶合金，由于铁心材质的变化，相应的一些性能参数，如线圈匝数、结构等就会相应的发生变化。

另外，由于容量不同，非晶合金变压器的具体结构的也不尽相同。例如，在专利CN2459743Y中公开了一种三相油浸式非晶合金配电变压器器芯结构。在该结构中，在方线圈3的上、下端面各垫有垫块5。垫块5是一块块独立的长方形状，分别放在方线圈3露出铁心的侧边上，形成多点支撑。然而这种多点支撑不够稳固，而且支撑力量不够均匀。特别是对于大容量、体积庞大的变压器而言，上述缺点变得更加明显。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种非晶合金配电变压器及其内芯，使其强度高、制造方便、装配容易。

本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

本实用新型提供一种非晶合金配电变压器内芯，包括：铁心，其为三相五柱式非晶合金铁心；线圈，为一矩形线圈，套在铁心(1)柱上；框架，所述铁心和线圈被限制在所述框架内，并且，所述线圈与铁心之间留有空隙，在该空隙内设有多个撑板，还包括位于所述框架和所述线圈的上表面之间的第一压板、位于所述框架和所述线圈的下表面之间的第二压板，第一压板和第二压板的整体均呈条状，分别压在所述三个线圈的上、下表面上。

优选地，所述第一压板、第二压板与线圈接触的表面具有油道，用于使变压器油能够自由流通于线圈内部，有利于散热。

此外，本实用新型的非晶合金配电变压器内芯还可以包括压在三个线圈位于铁心内部的部分的垫块。

优选地，每一块所述垫块的表面具有油道，用于使变压器油能够通过所述垫块自由流通于线圈内部。

优选地，所述线圈的长宽比值为1.4～1.6∶1。

特别地，所述线圈的长宽比值较佳为1.55∶1。这样，可以有效地降低空载损耗和噪声并节材。

优选地，所述线圈的内侧为低压线圈，外侧为高压线圈，其中，低压线圈由铜箔绕制。

在该非晶合金配电变压器内芯中，所述框架包括上夹件、下夹件和侧夹件，所述上夹件、下夹件和侧夹件通过紧固件固定在一起，从而形成整体框架。变压器采用框架式结构，主要采用连接框架，有利于装配和控制装配误差。

此外，所述框架的上夹件和下夹件之间可通过多根螺杆相固紧。

优选地，所述铁心的工作磁密为1.25T以下。

优选地，所述铁心和线圈之间的空隙为5mm左右。

本实用新型的所述线圈的一次侧电压为20kV。

本实用新型还提供一种变压器，其具有上述非晶合金配电变压器内芯。

与现有三相油浸式非晶合金配电变压器相比，本发明的有益效果在于：

1.本实用新型提供的变压器内芯采用框架式结构，主要采用连接框架，这种结构有利于装配，且容易控制装配误差。

2.由于非晶合金铁心受外加应力后，损耗会增加60％左右，噪声也随之增大，为避免非晶合金铁心受力，本实用新型提供的非晶合金变压器的铁心“悬挂”在线圈上，线圈通过压板承重于框架上。

3.由于本实用新型的压板为整个长条状压在线圈上，因此，用力均匀地支持着线圈，并且使支撑变得稳固。

4.当采用本发明提供的油浸式非晶合金变压器将20kV作为配电电压时，可以取消35/10kV级降压方式，采用110(66)/20/0.4kV供电方式，降低了送变电的工程投资和线路损耗，特别是在负荷密度大、线路长的情况下，显著降低了损耗，增大了电能的输送距离，相应也可减少发电机的装机容量，减少建电厂、输电、变电的投资，同时，相应地就可能减少CO2、SO2等有害气体，避免造成不必要的环境污染。

5.由于本发明选择了合理的磁密，如1.25T以下，并通过设计适当的线圈长宽比例等方式，可以有效地降低空载损耗和噪声。

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细地说明。

附图说明

图1a为本实用新型的非晶合金配电变压器器身装配的主视示意图；

图1b为图1a的俯视示意图；

图1c为图1a的侧视示意图；

图2a为第一压板的主视示意图；

图2b为图2a的俯视示意图；

图2c为显示安装后第一压板与线圈外延相吻合的示意图；

图3a为垫板的主视示意图；

图3b为图3a的俯视示意图；

图4a为本实用新型的上夹件的主视示意图；

图4b为图4a的俯视示意图；

图4c为图4a的侧视示意图；

图5a为本实用新型的下夹件的主视示意图；

图5b为图5a的俯视示意图；

图5c为图5a的侧视示意图；

图6a为本实用新型的侧夹件的主视示意图；

图6b为图6a的俯视示意图；

图6c为图6a的侧视示意图；

图7a为本实用新型的撑板的主视示意图；

图7b为图7a的俯视示意图；以及

图7c为图7a的侧视示意图。

具体实施方式

图1a为本实用新型的非晶合金配电变压器器身装配的主视示意图；图1b为图1a的俯视示意图；图1c为图1a的侧视示意图。如图1a～1c所示，本实用新型提供一种非晶合金配电变压器内芯，包括：铁心1，其为三相五柱式非晶合金铁心；线圈2，为一矩形线圈，通过打开非晶合金铁心1上部的搭接套在铁心柱上；框架3，所述铁心1和线圈2被限制在所述框架3内，并且，所述线圈2与铁心1之间留有空隙，在该空隙内设有多个撑板4(如图7a～7c所示)；还包括位于所述框架3和所述线圈2的上表面之间的第一压板51、位于所述框架3和所述线圈2的下表面之间的第二压板52，第一压板51和第二压板52的整体均呈条状，分别压在所述三个线圈2的上、下表面上。

研发该非晶合金变压器主要应从选材、设计计算、噪声、机械强度和抗短路能力等关键技术方面加以控制。

在该实施例中，变压器选用成熟的中机联供非晶合金铁心，低压线圈选用机械强度较好的铜箔。

抗短路能力是结构设计的另一个重要问题。非晶合金变压器线圈是矩形结构，受力不及圆形线圈均匀，承受短路电动力时容易变形，通过第一压板51、第二压板52将线圈2轴向压紧在上夹件31、下夹件32中。优选地，在安装变压器时，两个第一压板51分别位于3个线圈露出于铁心1的两侧的上表面(图1b所示的线圈宽度较短的表面)上。相似地，在安装变压器时，两个第二压板52分别位于3个线圈露出于铁心1的两侧的下表面的下面。低压线圈为铜箔绕制，足以承受铁心质量和短路时产生的轴向电动力。

图2a为第一压板51的主视示意图；图2b为图2a的俯视示意图。如图2a和图2b所示，所述第一压板51与线圈2接触的表面具有油道511，用于使变压器油能够自由流通于线圈2内部。第一压板51为整体条状，并且其下表面(与线圈2接触的表面)的形状与线圈2的形状匹配，使线圈2受力均匀、支撑稳固。在图2b中可以清楚地看出，第一压板51还包括缺口512，用于将垫块53卡在其内，从而防止垫块53移位。此外，在第一压板51上还设置有安装孔513，便于安装，同时安装孔513与螺杆34配合，可以防止第一压板51移位。在图2b中，第一压板51的下侧表面的轮廓与线圈的外延相吻合。具体参见图2c，图2c示意性示出在安装上第一压板51之后，第一压板51与线圈外延相吻合。这样，第一压板51既具有压紧线圈的作用，又能减轻变压器内芯的重量。第二压板52的作用与结构与第一压板51相似，在此不再赘述。

结合图1a-1c，参见图3a、3b，在装配过程中，在长轴方向(图1b所示的线圈的长度方向)加垫支撑垫块53，以将线圈压紧。在安装变压器时，分别在线圈2的上、下表面与铁心1之间设置一块垫块53。垫块53包括1mm左右厚度的绝缘纸板531，以及粘在绝缘纸板531上的多个凸块532。优选地，凸块532的排列及形状对称且厚度一致。这样形成的油道534，有助于使变压器油通过所述垫块53自由流通于线圈2内部。然而，可以理解的是，凸块532的形状可以是规则的，可以是不规则的；可以是多边形，也可以是圆形等，只要凸块532的排列能够使变压器油通过所述垫块53自由流通于线圈2内部。为了防止凸块532移位，按照本领域技术人员的已知方式，例如用销子533将凸块532固定在绝缘纸板531上。销子533用绝缘材料制成。销子533的高度不能高于凸块532的厚度，即在安装上凸块532之后不能突出于凸块532。垫块53除了具有增加线圈压紧的作用之外，还可以起到支撑铁心1的作用。

非晶合金铁心受外加应力后，损耗会增加60％左右，噪声也随之增大，为避免非晶合金铁心受力，非晶合金变压器的铁心悬挂在线圈上，所述第一压板51与线圈2接触的表面具有油道511，用于使变压器油自由流通于线圈2内部。线圈2的内侧为低压线圈，外侧为高压线圈，低压线圈为铜箔绕制，其轴向的机械强度很高，足以“托起”非晶合金铁心，线圈通过压板承重于夹件上。

如图1a～1c、4a～6c所示，框架3包括上夹件31、下夹件32和侧夹件33，上夹件31、下夹件32和侧夹件33通过紧固件固紧在一起，从而形成整体框架。在该实施例中，框架3的上夹件31和下夹件32之间通过8根螺杆34相固紧。变压器采用框架式结构，主要采用连接框架，有利于控制装配误差和铁心的悬挂。

变压器噪声主要来源于铁心的磁致伸缩。非晶合金的磁致伸缩程度比硅钢片高约10％，因此非晶合金铁心变压器的噪声比同容量硅钢片铁心变压器高。通过选取合理的工作磁密以及非晶合金变压器线圈的长宽比值，可以有效地降低空载损耗和噪声。在该实施例中，铁心1的工作磁密为1.25T以下。另一方面，非晶合金变压器线圈是矩形结构，设计计算时应避免低压矩形线圈长轴与短轴差别过大，通常长和宽的比例是1.2∶1，而在该实施例中，线圈2的长宽比值为1.4～1.6∶1。优选地，线圈2的长宽比值为1.55∶1。

另外，在设计变压器时，用软件计算出各主要的振动模态和声学模态频率，在设计时有意识地避开这些模态频率，优化结构尽寸控制共振。

铁心和线圈之间的裕度也很重要。这是因为裕度过小则铁心受挤压，会影响到性能；裕度过大，铁心振动加剧，噪声也会增大。在该实施例中，铁心1和线圈2之间的空隙为5mm左右。

在框架和铁心之间加垫减震吸音材料等举措可以降低非晶合金变压器的噪声。

通过上述几方面的设计、结构优化大大降低了非晶合金配电变压器的噪声、提高变压器的性能。

具体地，本实用新型的非晶合金配电变压器内芯线圈2的一次侧电压为20kV。当然，一次侧电压也可以为其他数值，当线圈2的一次侧电压不同时，铁心1、线圈2的高压、低压线圈等的参数应进行相应地调整。

本实用新型还提供一种变压器，其具有上述非晶合金配电变压器内芯。当然还包括其它的部件，如箱体等，但由于这些与现有技术相同，因此，在此不再重复说明。

综上所述，本实用新型的三相非晶合金配电变压器及其内芯强度高、制造方便、装配容易，使线圈与上下夹件之间支撑稳固、受力均匀。

最后应说明的是：以上实施方案仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照上述实施方案对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的技术方案进行修改和等同替换，而不脱离本技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (13)

1.一种非晶合金配电变压器内芯，包括：

铁心(1)，其为三相五柱式非晶合金铁心；

线圈(2)，为一矩形线圈，套在铁心(1)柱上；

框架(3)，所述铁心(1)和线圈(2)被限制在所述框架(3)内，并且，所述线圈(2)与铁心(1)之间留有空隙，在该空隙内设有多个撑板(4)；

其特征在于，还包括位于所述框架(3)和所述线圈(2)的上表面之间的第一压板(51)、位于所述框架(3)和所述线圈(2)的下表面之间的第二压板(52)，第一压板(51)和第二压板(52)的整体均呈条状，分别压在所述三个线圈(2)的上、下表面上。

2.根据权利要求1所述的非晶合金配电变压器内芯，其特征在于，所述第一压板(51)、第二压板(52)与线圈(2)接触的表面具有油道(511)，用于使变压器油能够自由流通于线圈(2)内部。

3.根据权利要求1所述的非晶合金配电变压器内芯，其特征在于，还包括压在三个线圈(2)位于铁心(1)内部的部分的垫块(53)。

4.根据权利要求3所述的非晶合金配电变压器内芯，其特征在于，每一块所述垫块(53)的表面具有油道(534)，用于使变压器油能够通过所述垫块(53)自由流通于线圈(2)内部。

5.根据权利要求1所述的非晶合金配电变压器内芯，其特征在于，所述线圈(2)的长宽比值为1.4～1.6∶1。

6.根据权利要求5所述的非晶合金配电变压器内芯，其特征在于，所述线圈(2)的长宽比值较佳为1.55∶1。

7.根据权利要求1所述的非晶合金配电变压器内芯，其特征在于，所述线圈(2)的内侧为低压线圈，外侧为高压线圈，其中，低压线圈由铜箔绕制。

8.根据权利要求1-7任一所述的非晶合金配电变压器内芯，其特征在于，所述框架(3)包括上夹件(31)、下夹件(32)和侧夹件(33)，所述上夹件(31)、下夹件(32)和侧夹件(33)通过紧固件固紧在一起，从而形成整体框架(3)。

9.根据权利要求8所述的非晶合金配电变压器内芯，其特征在于，所述框架(3)的上夹件(31)和下夹件(32)之间通过多根螺杆(34)相固紧。

10.根据权利要求5所述的非晶合金配电变压器内芯，其特征在于，所述铁心(1)的工作磁密为1.25T以下。

11.根据权利要求1-7任一所述的非晶合金配电变压器内芯，其特征在于，所述线圈(2)的一次侧电压为20kV。

12.根据权利要求5所述的非晶合金配电变压器内芯，其特征在于，所述铁心(1)和线圈(2)之间的空隙为5mm左右。

13.一种变压器，其特征在于，具有权利要求1-12任一所述非晶合金配电变压器内芯。

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