CN204303534U - 超导干式变压器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种超导干式变压器，包括三个变压单元；变压单元包括一内线圈、一外线圈、一铁芯和一低温容器；铁芯外围依次套设有内线圈和外线圈；内线圈和外线圈均设置于低温容器内；低温容器上设置有一收容铁芯且使其处于常温状态的常温空间；低温容器的容器壁包括内绝缘腔壳体和外绝热腔壳体，外绝热腔壳体和内绝缘腔壳体之间为密封真空状态结构，内绝缘腔壳体的开口处设有使其内腔处于密封状态的密封盖，内绝缘腔壳体内容纳有低温液体。通过在低温容器内设置常温空间的结构，使得铁芯恒处于常温，进而降低了空载损耗；同时，通过将低温容器的容器壁设置为双层结构，提高了低温容器的保温能力，保证了超导变压器的稳定工作。

Description

超导干式变压器
技术领域
本实用新型涉及一种变压器，特别涉及一种超导干式变压器。
背景技术
现有技术中，实现变压器功能的一般主要使用常规变压器和超导变压器。常规变压器自身的工作效率很高，但因其数量多，总损耗仍很大。变压器总损耗中负载损耗所占比例很大，空载损耗所占比例小。
针对这种情况，使用超导变压器可以降低负载损耗，但是现有的超导变压器往往将变压器的铁芯置于低温环境中，采用此种结构的超导变压器的空载损耗比较高。且，铁芯一般采用软磁材料，软磁材料在低温下铁芯的磁滞损耗将会比常温下更高一些。另一方面，软磁材料在低温下的电阻有所下降，这就意味着涡流损耗有所增加。因此不仅增大了超导变压器的空载损耗，也增大了低温介质的热损耗，从而也就降低了超导变压器的效率。
为了充分发挥超导材料零电阻的优势，现有超导变压器的超导线圈一般置于低温容器中，但目前低温容器的保温效果并不理想，一旦超导线圈无法处于低温环境中，会大大影响超导变压器的正常工作。
发明内容
本实用新型的目的，就是为了解决上述问题而提供了一种空载损耗相对较小、保证超导线圈能稳定正常工作的超导干式变压器。
本实用新型的目的是这样实现的：
本实用新型的一种超导干式变压器，包括三个变压单元；
所述变压单元包括一内线圈、一外线圈、一铁芯和一低温容器；
所述内线圈和所述外线圈均被设置成椭圆形线圈结构；
所述铁芯外围依次套设有所述内线圈和所述外线圈，且所述铁芯穿过所述内线圈和所述外线圈的部分被设置为椭圆形横截面的柱体；
所述内线圈和所述外线圈均设置于所述低温容器内；
所述低温容器上设置有一收容所述铁芯且使其处于常温状态的常温空间；所述低温容器包括双层结构的容器壁，所述容器壁包括收容所述内线圈和外线圈且上端开口的内绝缘腔壳体、收容所述内绝缘腔壳体的外绝热腔壳体，所述外绝热腔壳体和内绝缘腔壳体之间为密封真空状态结构，所述内绝缘腔壳体的上端开口处设有使内绝缘腔壳体内腔处于密封状态的密封盖；所述内绝缘腔壳体内腔中容纳有低温液体，且所述低温液体为液态氮。
上述的一种超导干式变压器，其中，所述外绝热腔壳体和内绝缘腔壳体之间固定有闭合密封圈，所述密封盖通过固定螺栓固定于所述闭合密封圈上。
上述的一种超导干式变压器，其中，所述密封盖上设有一与所述内绝缘腔壳体内腔连通的抽真空阀。
上述的一种超导干式变压器，其中，所述内线圈和所述外线圈被设置成离心率在一定范围内相等，焦点重合且同轴对称的标准椭圆形线圈结构。
上述的一种超导干式变压器，其中，所述内线圈上设置有至少一内线圈引线，所述外线圈上设置有至少一外线圈引线，所述低温容器上相对应的设置有至少一内线圈引线通道和至少一外线圈引线通道，所述内线圈引线和所述外线圈引线分别从所述低温容器的内部穿过所述内线圈引线通道和所述外线圈引线通道到达所述低温容器的外部。
上述的一种超导干式变压器，其中，所述低温容器上开设有一常温孔，所述铁芯穿过所述常温孔，所述常温孔用于使所述铁芯处于常温状态中。
上述的一种超导干式变压器，其中，所述低温容器上开设有一常温槽，所述铁芯插入所述常温槽，所述常温槽用于使所述铁芯处于常温状态中。
上述的一种超导干式变压器，其中，所述内绝缘腔壳体内腔的底壁上设有与所述内线圈和外线圈底部外轮廓形状相匹配且收容所述内线圈和外线圈底部的槽口。
上述的一种超导干式变压器，其中，所述铁芯的横截面形状包括中间矩形，中间矩形的两侧对称分布有长度和宽度依次减小的矩形，使铁芯的横截面形状形成椭圆形。
本实用新型通过在低温容器内设置常温空间的结构，使得铁芯恒处于常温，进而降低了空载损耗；同时，通过将低温容器的容器壁设置为双层结构，且该双层结构之间为真空保温层，由此大大提高了低温容器的保温能力，为超导线圈提供了良好的低温工作环境，保证了超导变压器的稳定工作。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是图1中单个低温容器的俯视图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本实用新型作进一步说明。
请参阅图1，图中示出了本实用新型超导干式变压器，包括三个结构相同的变压单元，分别为第一变压单元1、第二变压单元2和第三变压单元3，以第一变压单元1为例介绍其具体结构如下：
第一变压单元1包括一内线圈13、一外线圈12、一铁芯11和一低温容器14；
内线圈13和外线圈12均被设置成离心率在一定范围内相等，焦点重合且同轴对称的标准椭圆形线圈结构；
铁芯11外围依次套设有内线圈13和外线圈12，且铁芯11穿过内线圈13和外线圈12的部分被设置为椭圆形横截面的柱体；
内线圈13和外线圈12均设置于低温容器14内；
低温容器14内容纳有低温液体，且该低温液体为液态氮；
低温容器14包括双层结构的容器壁，容器壁包括收容内线圈13和外线圈12的内绝缘腔壳体142、收容内绝缘腔壳体142的外绝热腔壳体141，外绝热腔壳体141和内绝缘腔壳体142之间为密封真空状态结构，内绝缘腔壳体141上端开口，内绝缘腔壳体141的上端开口处设有使其内腔处于密封状态的密封盖16。
外绝热腔壳体141和内绝缘腔壳体142之间固定有闭合密封圈15，密封盖16通过固定螺栓18固定于闭合密封圈15上。
密封盖16上设有一与内绝缘腔壳体142内腔连通的抽真空阀17。
内线圈13上设置有至少一内线圈引线，外线圈12上设置有至少一外线圈引线；
请参阅图2，低温容器14上相对应的设置有至少一内线圈引线通道144和至少一外线圈引线通道145，内线圈引线和外线圈引线分别从低温容器14内绝缘腔壳体142的内腔穿过内线圈引线通道144和外线圈引线通道145到达低温容器14的外部。
低温容器14上开设有一常温孔143，铁芯11穿过常温孔143，常温孔143用于使铁芯11处于常温状态中；也可采用铁芯11插入常温槽的结构设置。
内绝缘腔壳体142内腔的底壁上设有与内线圈13和外线圈12底部外轮廓形状相匹配且收容所述内线圈和外线圈底部的槽口(图中未画出)，防止内线圈13和外线圈12移动。
铁芯11的横截面形状包括中间矩形，中间矩形的两侧对称分布有长度和宽度依次减小的矩形，使铁芯11的横截面形状形成椭圆形。
以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (9)

1.一种超导干式变压器，包括三个变压单元；
所述变压单元包括一内线圈、一外线圈、一铁芯和一低温容器；
所述内线圈和所述外线圈均被设置成椭圆形线圈结构；
所述铁芯外围依次套设有所述内线圈和所述外线圈，且所述铁芯穿过所述内线圈和所述外线圈的部分被设置为椭圆形横截面的柱体；
所述内线圈和所述外线圈均设置于所述低温容器内；
其特征在于，所述低温容器上设置有一收容所述铁芯且使其处于常温状态的常温空间；所述低温容器包括双层结构的容器壁，所述容器壁包括收容所述内线圈和外线圈且上端开口的内绝缘腔壳体、收容所述内绝缘腔壳体的外绝热腔壳体，所述外绝热腔壳体和内绝缘腔壳体之间为密封真空状态结构，所述内绝缘腔壳体的上端开口处设有使内绝缘腔壳体内腔处于密封状态的密封盖；所述内绝缘腔壳体内腔中容纳有低温液体，且所述低温液体为液态氮。
2.如权利要求1所述的一种超导干式变压器，其特征在于，所述外绝热腔壳体和内绝缘腔壳体之间固定有闭合密封圈，所述密封盖通过固定螺栓固定于所述闭合密封圈上。
3.如权利要求1所述的一种超导干式变压器，其特征在于，所述密封盖上设有一与所述内绝缘腔壳体内腔连通的抽真空阀。
4.如权利要求1所述的一种超导干式变压器，其特征在于，所述内线圈和所述外线圈被设置成离心率在一定范围内相等，焦点重合且同轴对称的标准椭圆形线圈结构。
5.如权利要求1所述的一种超导干式变压器，其特征在于，所述内线圈上设置有至少一内线圈引线，所述外线圈上设置有至少一外线圈引线，所述低温容器上相对应的设置有至少一内线圈引线通道和至少一外线圈引线通道，所述内线圈引线和所述外线圈引线分别从所述低温容器的内部穿过所述内线圈引线通道和所述外线圈引线通道到达所述低温容器的外部。
6.如权利要求1所述的一种超导干式变压器，其特征在于，所述低温容器上开设有一常温孔，所述铁芯穿过所述常温孔，所述常温孔用于使所述铁芯处于常温状态中。
7.如权利要求1所述的一种超导干式变压器，其特征在于，所述低温容器上开设有一常温槽，所述铁芯插入所述常温槽，所述常温槽用于使所述铁芯处于常温状态中。
8.如权利要求1所述的一种超导干式变压器，其特征在于，所述内绝缘腔壳体内腔的底壁上设有与所述内线圈和外线圈底部外轮廓形状相匹配且收容所述内线圈和外线圈底部的槽口。
9.如权利要求1所述的一种超导干式变压器，其特征在于，所述铁芯的横截面形状包括中间矩形，中间矩形的两侧对称分布有长度和宽度依次减小的矩形，使铁芯的横截面形状形成椭圆形。
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