CN216818066U - 干式变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种干式变压器(100)，包括：铁芯(10)；低压线圈组件(30)；高压线圈组件(40)，其围绕低压线圈组件(30)同轴地设置；其中，高压线圈组件(40)包括第一高压线圈区段(41)、第二高压线圈区段(42)、连接区段，连接区段将第一高压线圈区段(41)连接到第二高压线圈区段(42)，其中第一高压线圈区段(41)、连接区段和第二高压线圈区段(42)形成由同一导体形成的一体化结构；且高压线圈组件(40)还包括环氧树脂壳体，第一高压线圈区段(41)、连接区段和第二高压线圈区段(42)与环氧树脂壳体形成一体的圆筒状结构。本实用新型的干式变压器可简化装配，提高生产效率，降低成本。

Description

干式变压器

技术领域

本实用新型涉及变压器技术领域，尤其涉及一种干式变压器。

背景技术

在电力系统中，变压器是变电部分的核心部件。通常，按冷却方式可将变压器分为干式变压器和油浸式变压器，其中干式变压器是一种铁芯和线圈不浸在绝缘液体中的变压器，具有低耗高效、防潮阻燃、无污染并且维护方便等优点，在各行业中得到了广泛应用。其中，干式变压器被广泛应用于风力发电、光伏发电等新能源领域。

现有技术中的应用于风力发电、光伏发电等新能源领域的干式变压器通常包括铁芯、上、下低压线圈(或称为第一、第二低压线圈)和上、下高压线圈(或称为第一、第二高压线圈)，其中上、下低压线圈和上、下高压线圈分别采用上、下轴向分裂的结构，即上低压线圈和下低压线圈以及上高压线圈和下高压线圈分别是上、下两个独立的线圈。因此，这种干式变压器也被称为轴向双分裂干式变压器。在制造过程中，上、下高压线圈被分开绕制，然后分别用树脂浇注，从而形成两个独立的高压线圈。因此，导致高压线圈数量多，所需模具数量多，且耗费时间长，工艺效率低。此外，在装配过程中，上、下高压线圈在上、下两端通过垫块压紧固定在铁芯夹件上，且上、下高压线圈之间还需要垫置胶皮等绝缘件。另外，上、下低压线圈需要也在上、下两端通过垫块压紧固定在铁芯夹件上，且上、下低压线圈之间还需要设置中间垫块。因此，现有的干式变压器的体积较大、装配不便、生产效率低，并且由于这种分开的上、下高压线圈的结构布局，还限制了变压器铁芯和总体结构的优化，例如，铁芯窗高的利用率较低等。

因此，需要对现有的干式变压器进行改进。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种干式变压器，以提高生产效率、降低成本，且使变压器的铁芯窗高的利用率更高，结构更为紧凑。

因此，根据本实用新型的一方面，提供了一种干式变压器，包括：铁芯，所述铁芯具有轴向方向；低压线圈组件，所述低压线圈组件包括第一低压线圈和第二低压线圈，所述第一低压线圈围绕所述铁芯同轴地设置，所述第二低压线圈围绕所述铁芯同轴地设置，所述第一低压线圈和所述第二低压线圈沿着所述轴向方向彼此间隔开第一间距；高压线圈组件，所述高压线圈组件围绕所述低压线圈组件同轴地设置；其中，所述高压线圈组件包括第一高压线圈区段、第二高压线圈区段、连接区段，所述连接区段将所述第一高压线圈区段连接到所述第二高压线圈区段，其中所述第一高压线圈区段、所述连接区段和所述第二高压线圈区段形成由同一导体形成的一体化结构；且所述高压线圈组件还包括环氧树脂壳体，所述第一高压线圈区段、所述连接区段和所述第二高压线圈区段与所述环氧树脂壳体形成一体的圆筒状结构。

根据本实用新型的一实施例，所述干式变压器还包括第一夹件和第二夹件，所述第一夹件和所述第二夹件沿所述轴向方向位于所述铁芯的两端并夹持住所述铁芯，且所述高压线圈组件具有彼此相反的第一端面和第二端面，所述高压线圈组件的第一端面和第二端面中的一个端面连接在所述第一夹件和所述第二夹件中的一个夹件上。

根据本实用新型的一实施例，所述高压线圈组件还包括位于所述高压线圈组件的连接在所述第一夹件和所述第二夹件中的一个夹件上的一个端面处的多个支腿，所述多个支腿与所述环氧树脂壳体形成一体化结构，且所述多个支腿连接在所述第一夹件和所述第二夹件中的所述一个夹件上。

根据本实用新型的一实施例，所述多个支腿沿着所述高压线圈组件的连接在所述第一夹件和所述第二夹件中的一个夹件上的一个端面的周向方向彼此间隔开，且通过螺钉固定在所述第一夹件和所述第二夹件中的所述一个夹件上。

根据本实用新型的一实施例，所述多个支腿与所述低压线圈组件间隔开。

根据本实用新型的一实施例，所述干式变压器还包括多个垫块，所述多个垫块设置在所述高压线圈组件的第一端面与所述第一夹件之间以及所述高压线圈组件的第二端面与所述第二夹件之间，且所述第一夹件和所述第二夹件夹持住所述多个垫块和所述高压线圈组件。

根据本实用新型的一实施例，所述第一高压线圈区段和所述第二高压线圈区段在所述轴向方向上彼此间隔开第二间距。

根据本实用新型的一实施例，所述铁芯的外侧表面上沿所述轴向方向X间隔地设置有多个固定垫圈，所述第一低压线圈的内侧表面上设有多个凹部，所述第二低压线圈的内侧表面上设有多个凹部，且所述多个固定垫圈嵌置在所述第一低压线圈的多个凹部和所述第二低压线圈的多个凹部内，以使所述低压线圈组件悬挂在所述铁芯的外侧表面上。

根据本实用新型的一实施例，所述高压线圈组件还包括高压出线端，所述高压出线端与所述连接区段连接。

根据本实用新型的一实施例，所述第一低压线圈包括第一低压出线端，所述第二低压线圈包括第二低压出线端，所述第一低压出线端位于所述第一夹件处，所述第二低压出线端位于所述第二夹件处，所述高压出线端位于所述高压线圈组件的外侧表面上。

从上述方案中可以看出，由于本实用新型的干式变压器的高压线圈组件由同一导体绕制成且采用环氧树脂浇注成一体的圆筒结构，因此显著降低了高压线圈组件的制造时间，减少了模具成本，提高了生产效率。另外，本实用新型的高压线圈组件可以通过支腿安装在铁芯夹件上，低压线圈组件可以悬挂在铁芯上，因此可以不需要使用垫块来压紧固定线圈组件，从而简化了装配方式。此外，由于不再使用垫块，因此可以使本实用新型的干式变压器的铁芯窗高的利用率更高，结构更为紧凑。此外，该结构还因为垫块的取消改善了高压线圈组件和低压线圈组件的通风散热条件，阻断了高压线圈组件和低压线圈组件之间的爬电路径。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本实用新型的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本实用新型的上述及其它特征和优点，附图中：

图1为根据本实用新型的一实施例的干式变压器的示意性前视图；

图2为图1中所示的干式变压器的示意性后视图；

图3为图1中所示的干式变压器的示意性剖视图；

图4为图3中所示的区域A的局部放大视图。

其中，附图标记如下：

10 铁芯

11 固定垫圈

21 第一夹件

22 第二夹件

30 低压线圈组件

31 第一低压线圈

32 第二低压线圈

33 第一低压线圈出线端

34 第二低压线圈出线端

40 高压线圈组件

41 第一高压线圈区段

42 第二高压线圈区段

43 支腿

1U、1V、1W 高压出线端

2U、2V、2W 第一低压出线端

3U、3V、3W 第二低压出线端

D1 第一间距

D2 第二间距

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下通过实施例对本实用新型进一步详细描述。本领域技术人员应当理解，这些示例性实施例并不意味着对本实用新型形成任何限制。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互组合。在不同的附图中，相同或相似的部件用相同的附图标记来表示，且为简要起见，省略了其它的部件，但这并不表明本实用新型的干式变压器不可包括其它部件。应当理解，附图中部件的尺寸、比例关系以及部件的数目均不作为对本实用新型的限制。

在本文中采用术语“第一”、“第二”等来描述各构成部件，但是这些部件并不受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个部件与其他部件区分开来。因此，下面要提到的第一部件可以是本实用新型的技术方案中的第二部件。

下面参考图1至图3来描述根据本实用新型的一实施例的干式变压器。图1至图3分别示出了干式变压器的示意性前视图、后视图和剖视图。

如图1至3所示，本实用新型的干式变压器100包括铁芯10、低压线圈组件30和高压线圈组件40，铁芯10具有轴向方向X，其中低压线圈组件30和高压线圈组件40套装在铁芯10上且以低压线圈组件30在内、高压线圈组件40在外的方式围绕铁芯10同轴地设置。具体而言，如图3所示，低压线圈组件30包括第一低压线圈31和第二低压线圈32，第一低压线圈31围绕铁芯10同轴地设置，第二低压线圈32围绕铁芯10同轴地设置，第一低压线圈31和第二低压线圈32沿着轴向方向X彼此间隔开第一间距D1。例如，铁芯10可以由硅钢片、非晶合金带材等材料制成，第一低压线圈31和第二低压线圈32的导体可以是预浸绝缘材料的铜箔，然而，本实用新型不限于此，也可以采用本领域已知的任何合适的材料来形成铁芯10、第一低压线圈21和第二低压线圈32.

如图3所示，高压线圈组件40围绕低压线圈组件30(即，第一低压线圈31和第二低压线圈32)同轴地设置。根据本实用新型的一实施例，高压线圈组件40包括第一高压线圈区段41、第二高压线圈区段42、连接区段(未标示，在图3中为位于第一高压线圈区段41和第二高压线圈区段42之间的用虚线分隔开的部分)，该连接区段将第一高压线圈区段41连接到第二高压线圈区段42，其中第一高压线圈区段41、连接区段和第二高压线圈区段42形成由同一导体形成的一体化结构。高压线圈组件40还包括环氧树脂壳体(未标示)，第一高压线圈区段41、连接区段和第二高压线圈区段42与环氧树脂壳体形成一体的圆筒状结构。也就是说，传统的干式变压器中的上、下高压线圈通过采用本实用新型的技术方案被替换为由同一导体绕制成且采用环氧树脂浇注成一体的圆筒状结构，因此可以显著降低高压线圈组件的制造时间，且所需的模具数量减少，从而降低模具成本，提高生产效率。应指出的是，高压线圈组件40的导体可以是预浸绝缘层或包裹绝缘材料的铜扁线，但本实用新型不限于此。

如图1至图3所示，根据本实用新型的干式变压器100还包括第一夹件21和第二夹件22，其中第一夹件21和第二夹件22沿轴向方向X位于铁芯10的两端并夹持住铁芯10。高压线圈组件40具有彼此相反的第一端面和第二端面，且其中的一个端面可以连接在第一夹件21和第二夹件22中的一个夹件上。例如，图3中示出高压线圈组件40的第二端面(即，图3中所示的下端面)连接在第二夹件22上。然而，本实用新型不限于此，高压线圈组件40的第一端面(即，图3中所示的上端面)也可以连接在第一夹件21上。由于高压线圈组件40为一体的圆筒状结构，仅需要在高压线圈组件40的任一个端面或两个端面连接即可，因此，可以简化装配过程，提高生产效率。

根据本实用新型的一实施例，如图3和4所示，高压线圈组件40包括位于高压线圈组件40的连接在第一夹件21和第二夹件22中的一个夹件上的一个端面处的支腿43(图3和图4中仅示出了位于第二端面处的一个支腿)。支腿43是通过环氧树脂浇注形成的，因此，支腿43与环氧树脂壳体形成一体化结构。在装配时，支腿43连接在第一夹件21和第二夹件22中的一个夹件上(图3和4中示出了连接在第二夹件22上的一个支腿)。因此，本实用新型的干式变压器100的高压线圈组件40不再需要使用垫块从上、下端压紧来固定，而是仅需要通过支腿43连接在夹件上即可，装配更为方便。例如，支腿43可以在浇注形成高压线圈组件40的环氧树脂壳体的工艺中一起形成，且可以通过螺钉等直接连接在第一夹件21和/或第二夹件22上。应指出的是，虽然图3和图4中仅示出了设置在高压线圈组件40的第二端面处的支腿43，但显然也可以在高压线圈组件40的第一端面处设置支腿，以将高压线圈组件40的第一端面连接在第一夹件21上。

应指出的是，虽然图3和图4中仅示出了一个支腿43，但显然可以设置多个支腿43，以实现高压线圈组件40的稳固连接。在高压线圈组件40包括多个支腿43的情形下，多个支腿43可以沿着高压线圈组件40的连接在第一夹件21和第二夹件22中的一个夹件上的一个端面(第一端面或第二端面)的周向方向彼此间隔开，且通过螺钉固定在第一夹件21和第二夹件22中的一个夹件(第一夹件21或第二夹件22)上。进一步地，沿高压线圈组件40的一个端面的周向方向排列的多个支腿43与低压线圈组件30间隔开，以进一步改善高压线圈组件40和低压线圈组件30之间的绝缘效果。

根据本实用新型的另一实施例，在干式变压器100的低压系统有较高的绝缘要求时，可以在高压线圈组件40由同一导体绕制成且采用环氧树脂浇注形成一体的圆筒状结构后，仍然使用垫块将高压线圈组件40压紧固定在夹件上。具体而言，在该实施例中，干式变压器100还可包括多个垫块(未示出)，多个垫块设置在高压线圈组件40的第一端面与第一夹件21之间以及高压线圈组件40的第二端面与第二夹件22之间，且第一夹件21和第二夹件22夹持住多个垫块和高压线圈组件40。因此，可以利用多个垫块来确保所需要的绝缘性能。

与传统的干式变压器中的上、下高压线圈相比，本实用新型的高压线圈组件40由同一导体绕制成，因此有可能出现线圈高度超过绕线设备的情形。在这种情形下，可以适当缩减高压线圈组件40的第一高压线圈区段41和第二高压线圈区段42之间的间距。如图3所示，第一高压线圈区段41和第二高压线圈区段42在轴向方向X上彼此间隔开第二间距D2。第二间距D2和第一低压线圈31和第二低压线圈32之间的第一间距D1可以根据需求而灵活地设计，不限于具体的数值和比例关系。

根据本实用新型的又一实施例，铁芯10的外侧表面上沿轴向方向X可以间隔地设置多个固定垫圈11，第一低压线圈31的内侧表面上设有多个凹部(未标示)，第二低压线圈32的内侧表面上设有多个凹部(未标示)，且多个固定垫圈11嵌置在第一低压线31的多个凹部和第二低压线圈32的多个凹部内，使得第一低压线圈31和第二低压线圈32可以通过多个凹部和多个固定垫圈11之间的嵌置连接而悬挂在铁芯10的外侧表面上。因此，低压线圈组件30也可以不需要使用垫块来实现压紧固定，且第一低压线圈31和第二低压线圈32之间也不需要使用中间垫块来间隔开，从而可以进一步简化装配。此外，由于第一低压线圈31和第二低压线圈32悬挂在铁芯10的外侧表面上，不需要使用中间垫块，因此第一间距D1可以更小，例如小于20mm。进一步地，结合高压线圈组件40的由同一导体绕制成且采用环氧树脂浇注形成一体的圆筒状结构，可以使干式变压器100的铁芯利用率更高，整体结构更紧凑。另外，因为取消了垫块，高压线圈组件40和低压线圈组件30的通风散热条件可得到进一步的改善，且高压线圈组件40和低压线圈组件30之间的爬电路径也可以被有效地阻断。

继续参考图1至3，图1和图2所示的干式变压器100为三相变压器，且图3仅示出了单相绕组的剖面结构，其中第一低压线圈31的第一低压线圈出线端33位于第一低压线圈31的上端，第二低压线圈32的第二低压线圈出线端34位于第二低压线圈32的下端。相应地，如图1和图2所示低压线圈组件30的第一低压出线端2U、2V和2W位于第一夹件21处，低压线圈组件30的第二低压出线端3U、3V和3W位于第二夹件22处。另外，高压线圈组件40还可包括高压出线端，高压出线端与高压线圈组件40的连接区段连接，从而可以作为第一高压线圈区段41和第二高压线圈区段42的一个共同的出线端。如图1中，高压出线端1U、1V和1W位于高压线圈组件40的外侧表面上。这样，有利于各出线端的接线，避免相互之间的干扰。

应指出的是，本实用新型并不限于以上所述和所示的三相变压器，例如，也可以是单相变压器，并且高压线圈组件40的高压出线端、低压线圈组件30的第一低压出线端和第二低压出线端的设置还可以根据与开关柜等连线的需要而有更多的变化。

综上，本实用新型提供了一种干式变压器100，包括：铁芯10；低压线圈组件30；高压线圈组件40，其围绕低压线圈组件30同轴地设置；其中，高压线圈组件40包括第一高压线圈区段41、第二高压线圈区段42、连接区段，连接区段将第一高压线圈区段41连接到第二高压线圈区段42，其中第一高压线圈区段41、连接区段和第二高压线圈区段42形成由同一导体形成的一体化结构；且高压线圈组件40还包括环氧树脂壳体，第一高压线圈区段41、连接区段和第二高压线圈区段42与环氧树脂壳体形成一体的圆筒状结构。本实用新型的干式变压器可简化装配，提高生产效率，降低成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种干式变压器(100)，包括：

铁芯(10)，所述铁芯(10)具有轴向方向(X)；

低压线圈组件(30)，所述低压线圈组件(30)包括第一低压线圈(31)和第二低压线圈(32)，所述第一低压线圈(31)围绕所述铁芯(10)同轴地设置，所述第二低压线圈(32)围绕所述铁芯(10)同轴地设置，所述第一低压线圈(31)和所述第二低压线圈(32)沿着所述轴向方向(X)彼此间隔开第一间距(D1)；

高压线圈组件(40)，所述高压线圈组件(40)围绕所述低压线圈组件(30)同轴地设置；

其特征在于，所述高压线圈组件(40)包括第一高压线圈区段(41)、第二高压线圈区段(42)、连接区段，所述连接区段将所述第一高压线圈区段(41)连接到所述第二高压线圈区段(42)，其中所述第一高压线圈区段(41)、所述连接区段和所述第二高压线圈区段(42)形成由同一导体形成的一体化结构；且

所述高压线圈组件(40)还包括环氧树脂壳体，所述第一高压线圈区段(41)、所述连接区段和所述第二高压线圈区段(42)与所述环氧树脂壳体形成一体的圆筒状结构。

2.根据权利要求1所述的干式变压器(100)，其特征在于，所述干式变压器(100)还包括第一夹件(21)和第二夹件(22)，所述第一夹件(21)和所述第二夹件(22)沿所述轴向方向(X)位于所述铁芯(10)的两端并夹持住所述铁芯(10)，且所述高压线圈组件(40)具有彼此相反的第一端面和第二端面，所述高压线圈组件(40)的第一端面和第二端面中的一个端面连接在所述第一夹件(21)和所述第二夹件(22)中的一个夹件上。

3.根据权利要求2所述的干式变压器(100)，其特征在于，所述高压线圈组件(40)还包括位于所述高压线圈组件(40)的连接在所述第一夹件(21)和所述第二夹件(22)中的一个夹件上的一个端面处的多个支腿(43)，所述多个支腿(43)与所述环氧树脂壳体形成一体化结构，且所述多个支腿(43)连接在所述第一夹件(21)和所述第二夹件(22)中的所述一个夹件上。

4.根据权利要求3所述的干式变压器(100)，其特征在于，所述多个支腿(43)沿着所述高压线圈组件(40)的连接在所述第一夹件(21)和所述第二夹件(22)中的一个夹件上的一个端面的周向方向彼此间隔开，且通过螺钉固定在所述第一夹件(21)和所述第二夹件(22)中的所述一个夹件上。

5.根据权利要求4所述的干式变压器(100)，其特征在于，所述多个支腿(43) 与所述低压线圈组件(30)间隔开。

6.根据权利要求2所述的干式变压器(100)，其特征在于，所述干式变压器(100)还包括多个垫块，所述多个垫块设置在所述高压线圈组件(40)的第一端面与所述第一夹件(21)之间以及所述高压线圈组件(40)的第二端面与所述第二夹件(22)之间，且所述第一夹件(21)和所述第二夹件(22)夹持住所述多个垫块和所述高压线圈组件(40)。

7.根据权利要求1所述的干式变压器(100)，其特征在于，所述第一高压线圈区段(41)和所述第二高压线圈区段(42)在所述轴向方向(X)上彼此间隔开第二间距(D2)。

8.根据权利要求1所述的干式变压器(100)，其特征在于，所述铁芯(10)的外侧表面上沿所述轴向方向(X)间隔地设置有多个固定垫圈(11)，所述第一低压线圈(31)的内侧表面上设有多个凹部，所述第二低压线圈(32)的内侧表面上设有多个凹部，且所述多个固定垫圈(11)嵌置在所述第一低压线圈(31)的多个凹部和所述第二低压线圈(32)的多个凹部内，以使所述低压线圈组件(30)悬挂在所述铁芯(10)的外侧表面上。

9.根据权利要求2所述的干式变压器(100)，其特征在于，所述高压线圈组件(40)还包括高压出线端，所述高压出线端与所述连接区段连接。

10.根据权利要求9所述的干式变压器(100)，其特征在于，所述第一低压线圈(31)包括第一低压出线端，所述第二低压线圈(32)包括第二低压出线端，所述第一低压出线端位于所述第一夹件(21)处，所述第二低压出线端位于所述第二夹件(22)处，所述高压出线端位于所述高压线圈组件(40)的外侧表面上。

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