CN206961659U - 一种风电塔筒机舱用立体断口卷铁芯干式变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种风电塔筒机舱用立体断口卷铁芯干式变压器，包括上夹件、下夹件，以及设置在二者之间的立体断口式卷铁芯和线圈，所述线圈设置在立体断口式卷铁芯各相心柱上，其中，所述下夹件上设有支架，所述立体断口式卷铁芯置于支架上，且所述立体断口式卷铁芯与支架之间设置有第一减震胶垫。本实用新型所述风电塔筒机舱用立体断口卷铁芯干式变压器的抗振动能力强。

Description

一种风电塔筒机舱用立体断口卷铁芯干式变压器

技术领域

本实用新型涉及变压器制造技术领域，具体涉及一种风电塔筒机舱用立体断口卷铁芯干式变压器。

背景技术

在工业生产中，风力作为一种洁净的可再生能源，已经越来越受到世界各国的重视，随着全球范围内风力发电产业的持续升温，风电塔筒机舱用干式变压器的市场前景将更加广阔。为了适应在风电塔筒机舱内运行时严酷的气候和环境条件，该类变压器具有机舱本身尺寸的限制，对变压器的体积和重量有严格要求，还要求变压器具有抗腐蚀性和抗振动能力强、防火等级要求高等特点。

然而，发明人发现，现有的风电塔筒机舱用干式变压器在抗振动方面存在不足，受动、热冲击能力弱。

实用新型内容

本实用新型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，提供一种抗振动能力强的风电塔筒机舱用立体断口卷铁芯干式变压器。

解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型提供一种风电塔筒机舱用立体断口卷铁芯干式变压器，包括上夹件、下夹件，以及设置在二者之间的立体断口式卷铁芯和线圈，所述线圈设置在立体断口式卷铁芯各相心柱上，其特征在于，所述下夹件上设有支架，所述立体断口式卷铁芯置于支架上，且所述立体断口式卷铁芯与支架之间设置有第一减震胶垫。

可选地，所述线圈与上夹件之间设置有第一垫块，所述线圈与下夹件之间设置有第二垫块；所述上夹件与第一垫块之间、所述第一垫块与线圈之间、所述线圈与第二垫块之间、所述第二垫块与下夹件之间分别设置有第二减震胶垫。

可选地，所述干式变压器的引线通过铜丝编织带实现软联接，且铜丝编织带外套10kV绝缘热缩管。

可选地，所述线圈采用真空浇注而成。

可选地，所述立体断口式卷铁芯由三个形状、尺寸相同的单框铁芯组合而成，每个单框铁芯为带有倒角的四边形结构，其中每条边的横截面均为外接半圆的多级阶梯形，组合成的立体断口式卷铁芯为立体等边三角形结构，其中每相心柱的横截面为外接圆形的多级阶梯形。

可选地，每个单框铁芯由若干层铁芯片顺序套接而成，其中每层铁芯片上均设有两处断口，分别位于单框铁芯的左侧心柱靠近上铁轭位置处和单框铁芯的右侧心柱靠近上铁轭位置处，各层铁芯片的左断口处接缝构成左断口接缝区，各层铁芯片的右断口处接缝构成右断口接缝区。

可选地，相邻两层铁芯片的左断口处接缝错位设置；相邻两层铁芯片的右断口处接缝错位设置。

可选地，所述左断口接缝区内的断口处接缝呈锯齿形错位排布；所述右断口接缝区内的断口处接缝呈锯齿形错位排布。

可选地，每层铁芯片的形状呈多边形布置，其宽度方向与各相心柱的轴向垂直。

可选地，每个单框铁芯由折弯成多边形的各层铁芯片依次叠积成铁芯闭合回路，其中，每个单框铁芯的各层铁芯片的宽度呈多级阶梯状分布，且相邻两层铁芯片的宽度之差为一级台阶。

有益效果：

本实用新型所述风电塔筒机舱用立体断口卷铁芯干式变压器由于设置了减震胶垫，具有良好的抗振动能力；而且，线圈和铁芯可分体制造，故而线圈不需在成品铁芯柱上绕制，有效解决了因线圈必须在铁芯柱上绕制而造成的种种困难和问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的风电塔筒机舱用立体断口卷铁芯干式变压器的立体图；

图2为本实用新型实施例提供的下夹件的立体图；

图3为本实用新型实施例提供的单框铁芯的结构示意图。

图中：1－上夹件；2－下夹件；3－支架；4－立体断口式卷铁芯；4A－单框铁芯；5－第一减震胶垫；6－二次线圈；7A－左断口处接缝；7B－右断口处接缝；8－一次线圈；9A－第一垫块；

9B－第二垫块；10－第二减震胶垫；11－引线。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述。

本实用新型实施例提供一种风电塔筒机舱用立体断口卷铁芯干式变压器。如图1所示，所述干式变压器包括上夹件1、下夹件 2，以及设置在二者之间的立体断口式卷铁芯4和线圈，所述线圈包括一次线圈8和二次线圈6，二者均设置在立体断口式卷铁芯4 的各相心柱上，且各相二次线圈6位于对应相一次线圈8内侧、对应相心柱外侧。

如图1和图2所示，所述下夹件2上设有支架3，所述立体断口式卷铁芯4置于支架3上，且所述立体断口式卷铁芯4与支架3之间设置有第一减震胶垫5，从而将上夹件1和下夹件2的振动对铁芯4的影响降低，利于变压器在长期振动的环境下工作。

进一步地，所述线圈与上夹件1之间设置有第一垫块9A，所述线圈与下夹件2之间设置有第二垫块9B；所述上夹件1与第一垫块9A之间、所述第一垫块9A与线圈之间、所述线圈与第二垫块9B之间、所述第二垫块9B与下夹件2之间分别设置有第二减震胶垫10(共计四个第二减震胶垫10)。

其中，第一垫块9A和第二垫块9B在线圈与上夹件1、下夹件2之间起到承重和电气绝缘的作用。而且，第一垫块9A、第二垫块9B的上下分别设置有第二减震胶垫10，故而弹性好，抗振强度高，还能消除谐振，有效降低噪声，吸收能量，且抗短路能力强。

此外，所述干式变压器的引线(图中未示出)通过铜丝编织带实现软联接，且铜丝编织带外套10kV绝缘热缩管。铜丝编织带的柔韧性使得引线可沿上夹件1和下夹件2内侧四周布线，从而减少占用空间，还方便引出。

所述线圈采用真空浇注而成，以避免浇注成型过程中夹带空气。

如图1和图3所示，所述立体断口式卷铁芯4由三个形状、尺寸相同的单框铁芯4A组合而成，每个单框铁芯4A为带有倒角的四边形结构，其中每条边的横截面均为外接半圆的多级阶梯形，组合成的立体断口式卷铁芯4为立体等边三角形结构，其中每相心柱的横截面为外接圆形的多级阶梯形。

采用上述结构的立体断口式卷铁芯4做成的变压器具有优越的电磁性能，以及三相磁路完全对称，磁路短，励磁电流小，空载损耗低，谐波小，噪声低，体积小，重量轻，节材、节能等特点，还具有优越的工艺性能。

其中，每个单框铁芯4A由若干层铁芯片自内而外或自外而内顺序套接而成，其中每层铁芯片上均设有两处断口，分别位于单框铁芯的左侧心柱靠近上铁轭位置处和单框铁芯的右侧心柱靠近上铁轭位置处，这两处断口可分别称为左断口和右断口，各层铁芯片的左断口处接缝构成左断口接缝区，并在左断口接缝区处可开合，各层铁芯片的右断口处接缝构成右断口接缝区，并在右断口接缝区处可开合。

每个单框铁芯4A上的两个断口接缝区将其分成独立的两部分，分别为上半部分和下半部分，该两部分可通过上述两个断口接缝区拼合成一个整体。当需要将线圈套入各相心柱时，首先沿每个单框铁芯4A的两个断口接缝区将其拆分成上、下两部分，然后可将线圈经两断口接缝区的断口处套入各相心柱。

本实施例中，单框铁芯的心柱指的是单框铁芯上待套设线圈的部位，可分为左侧心柱和右侧心柱；单框铁芯的铁轭指的是单框铁芯上不需套设线圈的部位，只起到闭合磁路的作用，可分为上铁轭和下铁轭；铁芯片的数量、厚度可根据实际生产情况和具体加工工艺来确定，此处不再赘述。

较优地，相邻两层铁芯片的左断口处接缝错位设置；相邻两层铁芯片的右断口处接缝错位设置。这种断口处接缝错位设置的方式使得本实施例所述卷铁芯与现有闭合式卷铁芯的磁性能保持一致，而且，一方面便于各个单框铁芯沿断开处对接，另一方面有利于降低各个单框铁芯的磁阻。

进一步地，所述左断口接缝区内的断口处接缝呈锯齿形错位排布；所述右断口接缝区内的断口处接缝呈锯齿形错位排布。这种断口处接缝呈锯齿形错位排布的方式不仅有利于铁芯4与线圈组合时的导向，还可方便地实现铁芯片的成组组合(在组装每个单框铁芯时，为了便于组装，可使若干相邻层铁芯片的上半部分形成一组、使若干相邻层铁芯片的下半部分形成一组，然后将各组铁芯片的上半部分组装起来、将各组铁芯片的下半部分组装起来，从而形成单框铁芯)、对接及叠装。

现有立体闭式卷铁芯结构的变压器的最大问题是，线圈必须在成品铁芯柱上绕制，使产品制造的工艺性差，生产效率低，质量不容易控制，产品维修困难，且制造设备生产能力受限；铁芯线圈绕线时需要专用的绕线设备，并且要带着铁芯进行绕线，绕线工序困难、复杂、生产效率低；维修方面更是非常困难，变压器一旦线圈出现故障，就无法从铁芯上取下线圈进行更换，必然造成整个变压器的报废。而本实用新型所述立体断口式卷铁芯4在左、右断口接缝区处可开合，使得铁芯4和线圈可分体制造，将线圈必须在铁芯柱上绕制的种种困难和问题全部得以有效的解决；且铁芯4与线圈的组装过程中产生的应力较小，可大大降低铁芯附加损耗；生产企业也不需要投入大量的专用设备。

如图3所示，每层铁芯片的形状呈多边形布置，即形成多边形折片形式，其宽度方向与各相心柱的轴向垂直。相应地，每个单框铁芯4A由折弯成多边形的各层铁芯片依次叠积成铁芯闭合回路，其中，每个单框铁芯4A的各层铁芯片的宽度呈多级阶梯状分布，且相邻两层铁芯片的宽度之差为一级台阶，以使得每个单框铁芯4A的横截面为外接半圆的多级阶梯形。

每个单框铁芯1的制作工艺具体为，首先利用曲线开料机、采用特定的数控技术对连续的硅钢带进行开料，以形成宽度呈多级阶梯状分布的各层铁芯片，然后采用数控定长折弯和裁断的方式对各层铁芯片进行成形操作，以形成如图3所示的具有左断口处接缝7A和右断口处接缝7B的、折弯成多边形的铁芯片，其中，经折弯后的各层铁芯片具有定型的能力(即，保持形状不变的能力)，其形状能够保持为多边形，再将这些宽度呈多级阶梯状分布的各层铁芯片自内而外或自外而内依次进行叠装(套接)从而形成单框铁芯1，其横截面为外接半圆的多级阶梯形，经整形退火后形成单框铁芯成品。

本实用新型所述风电塔筒机舱用立体断口式卷铁芯在线圈和铁芯组装时，采用立式套装方式，先将各单框铁芯的上半部分沿呈锯齿形错位排布的左断口接缝区和右断口接缝区拆下，从而将各单框铁芯打开，然后将各相线圈(包括一次线圈和二次线圈) 分别套入对应的各相心柱，其中每相心柱由相邻单框铁芯的相邻心柱拼合而成，例如，由一个单框铁芯的右侧心柱与其相邻的另一个单框铁芯的左侧心柱拼合而成，当然，所述右侧心柱与所述左侧心柱也相邻设置，最后将各单框铁芯的各层铁芯片复位，从而完成本实施例所述卷铁芯与线圈的组装。其工艺过程与叠片式铁芯的工艺过程相似，线圈和铁芯组装后形成的风电塔筒机舱用立体断口式卷铁芯干式变压器如图1所示。

综上所述，本实用新型所述干式变压器是一种环保型产品，具有降低谐波含量，提高电网供电质量，受动、热冲击能力强、性能安全可靠的特点，还能降低产品生产成本，增加效益更显著。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型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实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种风电塔筒机舱用立体断口卷铁芯干式变压器，包括上夹件、下夹件，以及设置在二者之间的立体断口式卷铁芯和线圈，所述线圈设置在立体断口式卷铁芯各相心柱上，其特征在于，所述下夹件上设有支架，所述立体断口式卷铁芯置于支架上，且所述立体断口式卷铁芯与支架之间设置有第一减震胶垫。

2.根据权利要求1所述的干式变压器，其特征在于，所述线圈与上夹件之间设置有第一垫块，所述线圈与下夹件之间设置有第二垫块；所述上夹件与第一垫块之间、所述第一垫块与线圈之间、所述线圈与第二垫块之间、所述第二垫块与下夹件之间分别设置有第二减震胶垫。

3.根据权利要求1所述的干式变压器，其特征在于，所述干式变压器的引线通过铜丝编织带实现软联接，且铜丝编织带外套10kV绝缘热缩管。

4.根据权利要求1所述的干式变压器，其特征在于，所述线圈采用真空浇注而成。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的干式变压器，其特征在于，所述立体断口式卷铁芯由三个形状、尺寸相同的单框铁芯组合而成，每个单框铁芯为带有倒角的四边形结构，其中每条边的横截面均为外接半圆的多级阶梯形，组合成的立体断口式卷铁芯为立体等边三角形结构，其中每相心柱的横截面为外接圆形的多级阶梯形。

6.根据权利要求5所述的干式变压器，其特征在于，每个单框铁芯由若干层铁芯片顺序套接而成，其中每层铁芯片上均设有两处断口，分别位于单框铁芯的左侧心柱靠近上铁轭位置处和单框铁芯的右侧心柱靠近上铁轭位置处，各层铁芯片的左断口处接缝构成左断口接缝区，各层铁芯片的右断口处接缝构成右断口接缝区。

7.根据权利要求6所述的干式变压器，其特征在于，相邻两层铁芯片的左断口处接缝错位设置；相邻两层铁芯片的右断口处接缝错位设置。

8.根据权利要求7所述的干式变压器，其特征在于，所述左断口接缝区内的断口处接缝呈锯齿形错位排布；所述右断口接缝区内的断口处接缝呈锯齿形错位排布。

9.根据权利要求6所述的干式变压器，其特征在于，每层铁芯片的形状呈多边形布置，其宽度方向与各相心柱的轴向垂直。

10.根据权利要求9所述的干式变压器，其特征在于，每个单框铁芯由折弯成多边形的各层铁芯片依次叠积成铁芯闭合回路，其中，每个单框铁芯的各层铁芯片的宽度呈多级阶梯状分布，且相邻两层铁芯片的宽度之差为一级台阶。