CN208141971U - 低损耗、低噪声，抗突发短路的配电变压器 - Google Patents
低损耗、低噪声，抗突发短路的配电变压器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供一种低损耗、低噪声，抗突发短路的配电变压器，包括器身、油箱和出线装置，所述器身包括三相铁芯、分别缠绕在三相铁芯上的三相低压线圈，以及分别缠绕在三相低压线圈上的三相高压线圈，所述出线装置包括三相高压进线套管和三相低压出线套管，所述油箱的箱盖上与三相低压出线套管对应的位置处开有通孔，且通孔上覆盖有无磁钢板，三相低压出线套管均穿过该无磁钢板向外伸出；铁芯垫脚顶部与油箱底部之间设置有缓冲部件；各相低压线圈与对应相铁芯之间均设置有内部撑紧部件，相邻相高压线圈之间均设置有相间撑紧部件。本实用新型所述配电变压器能够降低损耗、降低噪声，以及抵抗突发短路。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力变压器制造技术领域，具体涉及一种低损耗、低噪声，抗突发短路的配电变压器。
背景技术
随着配网事业的发展，对发达城市配电设备的低噪声，低损耗的要求越来越高。如何做到在城市高度密集的人口环境下不扰民，电损低，有较强的抗短路能力，且质量安全可靠是国网电科院及国内外各变压器生产商一直在研究的课题。
目前，叠铁芯配电变压器主要由铁芯、高压线圈、低压线圈、绝缘件、油箱和波纹散热片等部件组成。其损耗主要包括三个部分：铁芯损耗，线圈铜损，以及泄露在油箱中的涡流损耗，控制配电变压器的损耗需从以上三个方面进行研究；其噪声的来源主要是由于铁芯在激磁电流的作用下产生循环往复的磁致伸缩；但是，现有叠铁芯配电变压器在降低损耗、降低噪声以及抵抗突发短路方面还存在不足，无法满足城市的相关要求。
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，提供一种能够降低损耗、降低噪声以及抵抗突发短路的配电变压器。
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配电变压器，包括器身、油箱和出线装置，所述器身包括三相铁芯、分别缠绕在三相铁芯上的三相低压线圈，以及分别缠绕在三相低压线圈上的三相高压线圈，所述出线装置包括三相高压进线套管和三相低压出线套管，所述油箱的箱盖上与三相低压出线套管对应的位置处开有通孔，且通孔上覆盖有无磁钢板，三相低压出线套管均穿过该无磁钢板向外伸出；铁芯垫脚顶部与油箱底部之间设置有缓冲部件。各相低压线圈与对应铁芯之间均设置内部撑紧部件，相邻相高压线圈之间均设置有相间撑紧部件。
可选地，构成三相铁芯的铁芯片的材料为硅钢B18R065。
可选地，所述铁芯片的片料厚度为0.18mm，所述片料的毛刺尺寸在15μm以下。
可选地，各相高、低压线圈的材质采用铜材，电密值在2.4A/mm2以下。
可选地，所述无磁钢板焊接在箱盖的通孔上。
可选地，所述缓冲部件采用橡胶垫。
可选地，所述内部撑紧部件包括分布于铁芯外侧并沿轴向延伸的多根圆木棒，以及包裹于多根圆木棒外侧的环氧布板，低压线圈缠绕在环氧布板外侧；所述相间撑紧部件包括相间纸板。
可选地，相邻相高、低压线圈之间的前侧与后侧的顶部均设有相间上压板，位于左右两侧的两相高、低压线圈靠近外侧的顶部均设有侧部上压板，且通过铁芯夹件的下压力压紧各相间上压板与各侧部上压板。
可选地，各相低压线圈为铜箔绕制的箔绕线圈，且采用多层圆筒式结构，箔层之间设置涂有环氧树脂粘结胶的绝缘材料以形成层间绝缘，并在线圈干燥温度下进行热固化粘结，从而将低压线圈各层粘结成为一个整体。
可选地，各相高压线圈为漆包圆铜线绕制的线绕线圈，且采用多层圆筒式结构，层间设置留有排气道且涂有环氧树脂粘结胶的绝缘材料以形成层间绝缘，上、下端部涂满环氧树脂粘结胶以形成端部绝缘，并在线圈干燥温度下进行热固化粘结，从而将高压线圈各层粘结成为一个整体。
有益效果：
本实用新型所述配电变压器中，通过在箱盖上与三相低压出线套管对应的位置处开设通孔，并在通孔上覆盖无磁钢板，有效降低了涡流损耗；通过在铁芯垫脚顶部与油箱底部之间设置缓冲部件，有效减少了震源的振动幅值和减弱传播途径振动幅值，从而降低了噪声；通过在各相低压线圈与对应相铁芯之间设置内部撑紧部件，以及在相邻相高压线圈之间设置相间撑紧部件，以幅向撑紧高低、压线圈，有效提升了变压器的抗突发短路能力。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的配电变压器的主视图；
图2为本实用新型实施例提供的配电变压器的侧视图；
图3为本实用新型实施例提供的配电变压器器身的主视图；
图4为本实用新型实施例提供的配电变压器器身的侧视图；
图5为本实用新型实施例提供的配电变压器器身的俯视图；
图6为本实用新型实施例提供的配电变压器的箱盖焊接无磁钢板后的俯视图。
图中：1－铁芯；2－高压线圈；3－低压线圈；4－相间上压板；5－相间纸板；6－侧部上压板；7－箱盖；8－无磁钢板；9－高压进线套管；10－低压出线套管；11－变压器器身；12－变压器铭牌；13－变压器油箱。
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。
本实用新型实施例以S-M-400/10系列配电变压器为基础进行了改进，以满足发达城市的低噪声要求，低损耗要求，并完全通过抗突发短路的可靠性能要求。其中S表示三相，M表示密封式，400表示变压器额定容量为400KVA，10表示变压器高压输入的电压等级为10KV，可以覆盖容量不大于400KVA且电压等级为10KV的配电变压器。所述配电变压器包括器身、油箱、变压器铭牌和出线装置，所述器身包括A、B、C三相铁芯、分别缠绕在三相铁芯上的三相低压线圈，以及分别缠绕在三相低压线圈上的三相高压线圈，所述出线装置包括三相高压进线套管和三相低压出线套管。
本实用新型实施例所采用的具体方案为：
如图1-6所示，所述油箱13的箱盖7上与三相低压出线套管10对应的位置处开有通孔(其形状不限，如图6所示，本实施例中以方形孔为例)，且通孔上覆盖有无磁钢板8，三相低压出线套管10均穿过该无磁钢板8向外伸出，以降低涡流损耗；铁芯垫脚顶部与油箱底部之间设置有缓冲部件，以减少震源的振动幅值和减弱传播途径振动幅值，从而降低噪声；各相低压线圈3与对应相铁芯1之间均设置有内部撑紧部件，以幅向撑紧低压线圈3，相邻相高压线圈2之间均设置有相间撑紧部件，以幅向撑紧高压线圈2，使相间不能发生幅向位移，从而提升变压器的抗突发短路能力。可见，上述方案至少部分地解决了损耗、噪声、以及突发短路方面的问题。
本实施例中，对于变压器损耗而言，主要包括：铁芯损耗，线圈铜材损耗和泄露在油箱中的涡流损耗。其中，铁芯损耗即空载损耗，线圈铜材损耗和泄露在油箱中的涡流损耗即负载损耗。
前述方案中，在油箱13的关键部位处，即在三相低压出线套管10穿过箱盖7的位置处开设方形孔，并覆盖无磁钢板8，优选将无磁钢板8焊接在箱盖7的方形孔上，还可以在低压铜排穿过变压器夹件处采用磁屏蔽，从而有效地降低泄露在油箱13中的涡流损耗，进而降低负载损耗。
另一方面，构成三相铁芯的铁芯片的材料可采用低损耗的硅钢B18R065，以有效降低铁芯损耗，从而降低空载损耗。
较优地，所述铁芯片的片料厚度为0.18mm；通过提升改造硅钢片的下料设备(纵剪线和横剪线的刀具设备)及其加工精度，将所述片料的毛刺尺寸控制在15μm以内，并且在叠积过程中减少了人工制作环节，避免额外增加损耗。
发明人发现，对配电变压器的三相铁芯的材质和参数进行了前述改进之后，其空载损耗相比于S13-M-400/10-NX2型配电变压器的空载损耗至少下降了10％。
又一方面，还可采用降低电密的方式来降低线圈铜材损耗，从而进一步降低负载损耗。具体地，各相高、低压线圈的材质采用铜材，通过合理选择高、低压线圈的截面积可将电密值控制在2.4A/mm2以内。
发明人发现，对配电变压器的油箱的关键部位处和各相高、低压线圈的电密值进行了前述改进之后，其负载损耗相比于S13-M-400/10-NX2型配电变压器的负载损耗至少下降了20％。
本实施例中，对于变压器噪声而言，噪声的来源主要是由于铁芯在激磁电流的作用下产生循环往复的磁致伸缩，还有器身传递给油箱的振动，控制铁芯的磁滞伸缩和传播途径就能有效降低噪声。
前述方案中，在位于油箱13底部的铁芯垫脚与油箱13接触的部位增设减震的缓冲部件，优选为橡胶垫，从而将铁芯1与油箱13刚性接触的部位更改成柔性接触，吸收铁芯在激磁电流作用下引起的振动，减少震源的振动幅值和减弱传播途径振动幅值，进而降低噪声。
另一方面，前已述及，构成三相铁芯的铁芯片的材料采用硅钢B18R065，即采用B18R065硅钢片作为铁芯导磁材料，且铁芯片的片料的优选厚度为0.18mm，其厚度薄，磁致伸缩小，能够降低磁密，故而噪声低。
发明人发现，对配电变压器增设缓冲部件，以及对配电变压器的三相铁芯的材质和参数进行了前述改进之后，能够将变压器噪声控制在声功率级45dB以下。
本实施例中，抗短路能力主要靠增强高、低压线圈自身的强度及刚度，使变压器轻松应对短路大电流作用下产生的较强的电动力。
当变压器承受较大的短路力时，低压线圈的幅向力朝内，即朝向铁芯，高压线圈的幅向力朝外，即远离铁芯，故而前述方案中以铁芯做骨架，在各相低压线圈3与对应相铁芯1之间设置内部撑紧部件(即在A相低压线圈与A相铁芯之间、B相低压线圈与B相铁芯之间，以及C相低压线圈与C相铁芯之间，分别设置内部撑紧部件)，以及在相邻相高压线圈2之间设置相间撑紧部件(即在A相高压线圈与B相高压线圈之间，以及B相高压线圈与C相高压线圈之间，分别设置相间撑紧部件)，从而实现幅向撑紧高、低压线圈。
较优地，所述内部撑紧部件包括分布于铁芯1外侧并沿轴向延伸的多根圆木棒，以及包裹于多根圆木棒外侧的环氧布板，低压线圈3缠绕在环氧布板外侧，所述圆木棒的数量可以为8根，并可均匀分布于铁芯外侧，从而在关键的八个点处幅向撑紧低压线圈；所述相间撑紧部件包括相间纸板5。
另一方面，可采用轴向压紧高、低压线圈端部的方式来提升变压器的抗突发短路能力。具体地，如图5所示，在相邻相高、低压线圈之间的前侧与后侧的顶部均设置相间上压板4(即在A相高、低压线圈与B相高、低压线圈之间的前侧的顶部、A相高、低压线圈与B相高、低压线圈之间的后侧的顶部、B相高、低压线圈与C相高、低压线圈之间的前侧的顶部，以及B相高、低压线圈与C相高、低压线圈之间的后侧的顶部，分别设置相间上压板4)，共计四片相间上压板4；在位于左右两侧的两相高、低压线圈靠近外侧的顶部均设置侧部上压板6(即在位于左侧的A相高低压线圈靠近外侧的顶部，以及在位于右侧的C相高低压线圈靠近外侧的顶部，分别设置侧部上压板6)，共计两片侧部上压板6，且通过铁芯夹件(采用槽钢制成)的下压力压紧各相间上压板4与各侧部上压板6，从而有效固定各相高、低压线圈。其中，相间上压板4和侧部上压板6均为采用层压木制作而成的整体压板。
又一方面，可采用高、低压线圈整体压桩工艺，端绝缘刷胶处理等方式提升高、低压线圈自身的抗短路强度。
具体地，各相低压线圈3为铜箔绕制的箔绕线圈，且采用多层圆筒式结构，箔层之间设置涂有环氧树脂粘结胶的绝缘材料以形成层间绝缘，并在线圈干燥温度(如125℃)下进行热固化粘结，从而将低压线圈各层粘结成为一个整体，并形成一个具有较强刚度的刚性体，以抵御较大的低压辐向短路力；
各相高压线圈2为漆包圆铜线绕制的线绕线圈，且采用多层圆筒式结构，层间设置留有排气道且涂有环氧树脂粘结胶的绝缘材料以形成层间绝缘，上、下端部涂满环氧树脂粘结胶以形成端部绝缘，并在线圈干燥温度(如125℃)下进行热固化粘结，从而将高压线圈各层粘结成为一个整体，并形成一个具有较强刚度的刚性体，以抵御较大的高压辐向短路力。
可见，上述方案通过采用高、低压线圈整体压桩工艺，以及端绝缘刷胶处理等提升高、低压线圈自身的抗短路强度；辐向撑紧线圈，以及轴向压紧线圈端部等外部共同作用，提升了变压器的抗突发短路能力。
此外，通过上述抗短路的措施，使得高、低线圈自身已形成一个高强度的刚性体，即增强了高、低压线圈的整体刚度，同时在辐向和轴向都已撑紧、夹紧和压紧，大大减少了因为交变的电动力产生的线圈振动和窜动，从而减少线圈的震源幅值，进而大大减少了高、低压线圈的振动。
发明人发现，采用本实施例所述技术方案对配电变压器进行改进之后，按0.5元/KWh计算，全年可节约电费4210元，而成本增加8000元左右，即成本增加不到30％，投资回收期为2年，比较适合人口密集，负载损耗大的发达城市和重载工业配电地区。
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)
1.一种配电变压器，包括器身、油箱和出线装置，所述器身包括三相铁芯、分别缠绕在三相铁芯上的三相低压线圈，以及分别缠绕在三相低压线圈上的三相高压线圈，所述出线装置包括三相高压进线套管和三相低压出线套管，其特征在于，所述油箱的箱盖上与三相低压出线套管对应的位置处开有通孔，且通孔上覆盖有无磁钢板，三相低压出线套管均穿过该无磁钢板向外伸出；铁芯垫脚顶部与油箱底部之间设置有缓冲部件；各相低压线圈与对应相铁芯之间均设置有内部撑紧部件，相邻相高压线圈之间均设置有相间撑紧部件。
2.根据权利要求1所述的配电变压器，其特征在于，构成三相铁芯的铁芯片的材料为硅钢B18R065。
3.根据权利要求2所述的配电变压器，其特征在于，所述铁芯片的片料厚度为0.18mm，所述片料的毛刺尺寸在15μm以下。
4.根据权利要求1所述的配电变压器，其特征在于，各相高、低压线圈的材质采用铜材，电密值在2.4A/mm2以下。
5.根据权利要求1所述的配电变压器，其特征在于，所述无磁钢板焊接在箱盖的通孔上。
6.根据权利要求1所述的配电变压器，其特征在于，所述缓冲部件采用橡胶垫。
7.根据权利要求1所述的配电变压器，其特征在于，所述内部撑紧部件包括分布于铁芯外侧并沿轴向延伸的多根圆木棒，以及包裹于多根圆木棒外侧的环氧布板，低压线圈缠绕在环氧布板外侧；所述相间撑紧部件包括相间纸板。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的配电变压器，其特征在于，相邻相高、低压线圈之间的前侧与后侧的顶部均设有相间上压板，位于左右两侧的两相高、低压线圈靠近外侧的顶部均设有侧部上压板，且通过铁芯夹件的下压力压紧各相间上压板与各侧部上压板。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的配电变压器，其特征在于，各相低压线圈为铜箔绕制的箔绕线圈，且采用多层圆筒式结构，箔层之间设置涂有环氧树脂粘结胶的绝缘材料以形成层间绝缘，并在线圈干燥温度下进行热固化粘结，从而将低压线圈各层粘结成为一个整体。
10.根据权利要求1-7中任一项所述的配电变压器，其特征在于，各相高压线圈为漆包圆铜线绕制的线绕线圈，且采用多层圆筒式结构，层间设置留有排气道且涂有环氧树脂粘结胶的绝缘材料以形成层间绝缘，上、下端部涂满环氧树脂粘结胶以形成端部绝缘，并在线圈干燥温度下进行热固化粘结，从而将高压线圈各层粘结成为一个整体。
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| CN201721870668.7U CN208141971U (zh) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | 低损耗、低噪声，抗突发短路的配电变压器 |
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| CN201721870668.7U CN208141971U (zh) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | 低损耗、低噪声，抗突发短路的配电变压器 |
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| CN201721870668.7U Active CN208141971U (zh) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | 低损耗、低噪声，抗突发短路的配电变压器 |
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| CN (1) | CN208141971U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112349483A (zh) * | 2019-08-06 | 2021-02-09 | 湖南塞凡电气科技有限公司 | 一种油浸式变压器 |
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2017
- 2017-12-27 CN CN201721870668.7U patent/CN208141971U/zh active Active
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| CN112349483A (zh) * | 2019-08-06 | 2021-02-09 | 湖南塞凡电气科技有限公司 | 一种油浸式变压器 |
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