CN2886768Y - 卧式移相变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型为了改善移相变压器的散热效果，降低温升、增强过载能力，节省电磁线的用量，降低移相变压器的安装高度，减少变频装置占地面积，减少用户的建筑投资，特设计为一种卧式移相变压器。它的铁心为卧式放置，为此，将紧固铁心的夹件的拉杆结构改为拉板结构。同时一次绕组与二次绕组均为多个相串联的饼式线圈，按铁心柱的中轴线轴向交错排列。铁心柱的截面也改为扁圆形的。

Description

卧式移相变压器

技术领域

本实用新型涉及到与单元串联型多电平高压大功率变频器配套的卧式移相变压器的设计。

背景技术

绝大多数变压器都是直立放置的，这是传统的放置方式。直立放置的绕组装配工艺简单、技术成熟，最适用的线圈结构为圆筒式线圈(图6)，因为这种线圈的散热气道为垂直的，与空气对流传热的方式相适应。

国内的移相变压器的放置方式都采用直立式，即铁心柱是垂直于地面的。直立放置的方式不太适合散热气道是水平的饼式线圈，而移相变压器一、二次线圈大多是饼式结构，线圈饼间水平气道的空气靠对流方式不容易将热量带出，故散热效果差。美国罗宾康公司的移相变压器是横放的即铁心柱平行于地面，三相铁心柱上中下依次排列不在同一个水平面上。美国罗宾康公司的变压器为横放，虽然将水平气道变成了垂直气道，但三相铁心柱为上中下依次排列不在一个水平面上，由于空气的对流作用，致使上部线圈的温升偏高，下部线圈的温升偏低。

无论是国内还是国外的移相变压器的绕组在铁心上的排列方式都是同心式排列，即变压器的一次绕组7、二次绕组8按铁心柱儿的中轴线径向排列的称为同心式绕组(图6)。若为同心式排列，一二次之间必须设置绝缘筒，而绝缘筒内部的线圈因绝缘筒的阻隔而散热不畅，一二次线圈散热条件不一致。

发明内容

本实用新型的目的是为了改善移相变压器的散热效果，降低温升、增强过载能力，节省电磁线的用量，降低移相变压器的安装高度，减少变频装置占地面积，减少用户的建筑投资。特设计了一种卧式放置的卧式移相变压器。

一种卧式移相变压器，该卧式移相变压器每个铁心柱儿的两面各紧贴一条不导磁的材料做成的拉板14，拉板两端与夹件3紧固，铁心柱和拉板外有无纬玻璃丝粘带13将其紧密绑扎在一起，并在铁心柱儿及下铁轭9涂刷有粘结剂粘结，在夹件3的下面有四只立柱5，立柱下面有平行于铁心平面的垫脚6与立柱相连。一次绕组7与二次绕组8均为多个相串联的饼式线圈，一次与二次绕组按铁心柱11的中轴线轴向交错排列。移相变压器铁心柱截面为扁圆形的，其线圈也为扁圆形。

本实用新型的主要技术内容见图1、图3、图4、图5、图7、图8。本实用新型的移相变压器为卧式放置，即三相铁心柱平行于地面且在同一个水平面上(图1、图4、图5)。由于移相变压器的一、二次线圈大多是饼式结构，当变压器铁心柱为水平放置时，原来的水平气道变成了垂直气道，散热效果大大提高，温升降低，这可以减少电磁线的用量。要将变压器卧式放置并不是将直立放置的变压器倒下来就行了。由于变压器的铁心和铜绕组自身的重量很大，要将变压器卧式放置必须对变压器的铁心采用以下措施，以防止铁心柱弯曲变形。

将紧固铁心的夹件3的拉杆结构(图2)改为拉板结构(图3)。原拉杆是离开铁心的，只起拉紧夹件的作用。本实用新型将每个铁心柱的两面各紧贴一条不导磁的材料做成的拉板14，拉板两端与夹件3紧固。用无纬玻璃丝粘带13将铁心柱和拉板紧密绑扎在一起(图3)。在套装线圈之前在铁心柱距上铁轭9约50mm以下区域及下铁轭10都涂刷粘结剂粘结，而上铁轭与铁心柱距上铁轭约50mm以上区域不能涂刷粘结剂，否则无法拆开上铁轭套装线圈。这样，拉板不仅拉紧了夹件，而且增强了铁心柱抗弯曲变形的能力。在夹件3的下面有四只立柱5(见图4、图5)，立柱将整个变压器抬高以保证绕组对地的绝缘距离和通风的通道。而且下面有平行于铁心平面的垫脚6与立柱相连。

本实用新型对移相变压器中的绕组在铁心上的排列方式也作了改进：一次绕组7与二次绕组8均为多个相串联的饼式线圈，按铁心柱11的中轴线轴向交错排列，此种排列方式的绕组称为交错式绕组(图7)。当变压器铁心柱为水平放置时，交错式绕组是最理想的排列方式。一、二次线圈都为饼式结构，都绕制在同一个的绝缘筒上，一、二次线圈散热条件一致。

国内的移相变压器铁心柱截面都是外接于圆的阶梯形(见图8中的17)。传统的变压器都采用铁心柱截面为外接于圆的阶梯形结构。这种结构使线圈为圆形，绕制容易，圆形线圈强度高承受突发短路的能力强；铁心截面相同时圆形线圈线长最短比较省电磁线。缺点是铁心的片规格多，剪迭工时多，铁心磁路长，硅钢片用量大。

美国罗宾康公司的移相变压器铁心柱截面是矩形(见图8中的16)。矩形截面的铁心结构其线圈也为矩形。矩形线圈的缺点是绕制工艺较差。由于电磁线的弹性即使绕线芯模是矩形的但绕制成型的线圈都是椭圆形的，必须经整形后才能使用。这样电磁线的长度要额外增加一些，线圈实际尺寸与设计值差易较大相关的电磁参数如导线长度、重量、直流电阻、负载损耗和阻抗都会与设计值都有较大的差异。矩形线圈承受突发短路的能力较弱；铁心截面相同时矩形线匝长度最长电磁线用量最多。但矩形铁心的片规格最少，剪迭工时少，铁心磁路最短，因而硅钢片用量最少。

本实用新型对移相变压器的铁心也作了改进：铁心柱的截面改为扁圆形的(见图8中的18)。其线圈也为扁圆形克服了矩形线圈绕制成型困难的缺点，保持了矩形截面铁心磁路短、硅钢片的用量少的优点。综合优缺点介于圆形和矩形铁心之间。

本实用新型的积极效果：卧式放置的变压器线圈为饼式结构，原来的水平气道变成了垂直气道散热性能好、温升低、过载能力强。还可以大大降低变压器的高度，使变压器柜上部留出的空间足以安装隔离刀闸或其他电器元件。这样就省去了一面隔离刀闸柜的占地面积。这对那些打算作变频改造但占地面积又受到限制的用户特别适用，可大大减少用户的建筑投资。饼式结构的交错式绕组使一、二次线圈散热条件一致，减少了局部高温。扁圆形的铁心减少了电磁线的用量，降低了制造成本。另一个突出的优点是变压器合闸时励磁涌流很低，因而操作过电压也较低，有利于变频器的安全运行。

附图说明

图1卧式移相变压器示意图。

图2立式移相变压器的拉杆示意图。

图3卧式移相变压器的拉板和铁心柱绑扎带示意图。

图4卧式移相变压器的立柱安装侧视图。

图5卧式移相变压器的立柱安装后视图。

图6立式移相变压器的绕组图。

图7卧式移相变压器的绕组图。

图8立式和卧式移相变压器铁心叠片横断面比较图。

图中序号说明：

(1)铁心，(2)绕组，(3)夹件，(5)立柱，(6)垫脚，(7)一次绕组，(8)二次绕组，(9)上铁轭，(10)下铁轭，(11)铁心柱，(12)拉杆，(13)铁心柱绑扎带，(14)拉板，(16)、(17)、(18)铁心叠片横断面。

具体实施方式

实施例1：355KVA卧式移相变压器，铁心主级片宽90mm次级片宽分别是80、60、40mm，共4级铁心，每级片3个规格共12个规格，如采用外接于圆的7级阶梯铁心，要21个片规，主级叠厚260mm，一次、二次饼式绕组各54个线饼，线圈线饼绕制后经真空浸漆半烘干再作成型处理。成型后的线饼在绝缘筒上沿铁心柱的中轴线轴向按三个磁平衡组交错排列组合成线圈，再真空浸漆一次。拉板采用环氧布板或其他不导磁的材料如隔磁钢板、不锈钢板、黄铜板，拉板与夹件间用圆柱销和螺栓固紧。将试验合格的变压器整体真空浸漆一次。安装立柱与垫脚后将变压器放平。

Claims (3)

1.一种卧式移相变压器，其特征是：该卧式移相变压器每个铁心柱(11)的两面各紧贴一条不导磁的材料做成的拉板(14)，拉板两端与夹件(3)紧固，铁心柱和拉板外有无纬玻璃丝粘带(13)将其紧密绑扎在一起，并在铁心柱(11)及下铁轭(9)涂刷有粘结剂粘结，在夹件(3)的下面有四只立柱(5)，立柱下面有平行于铁心平面的垫脚(6)与立柱相连。

2.按权利要求1所述的移相变压器，其特征是：一次绕组(7)与二次绕组(8)均为多个相串联的饼式线圈，一次与二次绕组按铁心柱(11)的中轴线轴向交错排列。

3.按权利要求1所述的移相变压器，其特征是：移相变压器铁心柱截面为扁圆形的，其线圈也为扁圆形。

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