專利名稱：立體三角形開口卷鐵芯干式變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明型涉及一種高性能的電力變壓器。
背景技術(shù)：
干式變壓器的主要部分為鐵芯和線圈，國內(nèi)的干式變壓器的鐵芯普遍 采用疊片式鐵芯，它是由各種規(guī)格的單片硅鋼帶疊裝而成，疊片式變壓器 由于在鐵芯疊裝時每層的交界處會有多處斜接縫，從而交界處的磁通密度 變化過大，會導(dǎo)致產(chǎn)生了一系列技術(shù)難題，造成技術(shù)性能指標(biāo)下降以及所 用硅鋼片較多。而還有一定數(shù)量的干式變壓器的鐵芯結(jié)構(gòu)為巻繞式鐵芯。 巻繞式鐵芯又稱巻鐵芯，它是由一條寬度不等的硅鋼帶巻繞而成。巻鐵芯 有兩種結(jié)構(gòu)形式 一種是平面呈橫日形結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)三個鐵芯柱都在一 個平面上，三相磁路相互閉合，但三相磁路空載電流的不平衡；另一種是 立體三角形結(jié)構(gòu)，鐵芯結(jié)構(gòu)由三個結(jié)構(gòu)和大小相同且柱截面和軛截面均為 半圓形的單相鐵芯按照等邊三角形結(jié)構(gòu)拼裝而成。拼裝完的鐵芯柱是由兩 個單相鐵芯的芯柱拼對成的一個圓柱形鐵芯柱體，截面為近似圓形。這種 結(jié)構(gòu)鐵芯三相磁回路完全相等，三相磁路空載電流平衡。但該技術(shù)本身存 在軛的磁通密度與柱磁通密度不一致的問題。立體三角形鐵芯的理想結(jié)構(gòu)
是每只單相鐵芯的鐵軛的截面積應(yīng)大于鐵芯柱截面積的(4一1)倍
(約16%)，目前能達(dá)到這一工藝安裝的要求都難以實(shí)現(xiàn)。此外，無接縫巻 鐵芯也在諸多問題，如專用制造設(shè)備、生產(chǎn)能力受限、工序復(fù)雜繁瑣、維 修不便、不能生產(chǎn)大容量電力變壓器等。綜上諸多問題都很大程度上影響 了立體三角形巻鐵芯的使用和推廣范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明型提供一種立體三角形開口巻鐵芯干式變壓器。開口巻鐵芯就 是在巻鐵芯制造過程中，由曲線硅鋼片條料在斷開后進(jìn)行連續(xù)逐層繞制而 成，從而每層中都有一個斷口，每層斷口位置按有規(guī)律的線性排列，斷口 位置設(shè)在上軛或下軛。本發(fā)明型敘述的變壓器鐵芯的三個芯柱的截面形狀 可以為圓形或多邊形(外接圓形)，對應(yīng)的線圈套的截面形狀為圓形。由于 鐵芯的開口特性，使得整個鐵芯生產(chǎn)制造及維修過程中不需要專用的繞線 設(shè)備。本發(fā)明型的相關(guān)的變壓器的種類及容量三相F級環(huán)氧樹脂干式變壓 器，容量可在30KVA 3150KVA; H級NOMEX浸漬式非包封絕緣干式變壓器， 容量可在30KVA 3150KVA。
本發(fā)明型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該變壓器的鐵芯是用 三個經(jīng)過退火定型后的獨(dú)立的單相開口巻鐵芯以中心角120°的角度拼裝 成立體三角形鐵芯。巻繞每只單相鐵芯均采用厚度在0. 18mm到0. 35mm之 間的冷軋硅鋼片條料。這三只單相開口巻鐵芯的芯柱截面為半圓形或多邊 形(外接半圓形)，每只單相鐵芯軛的截面積為大于芯柱截面積
(;一l)倍的近似半圓形。巻繞整個鐵芯所采用的三只單相鐵芯全部
、'3
是硅鋼帶在切斷后連續(xù)繞制而成，而不是將繞制好的鐵芯逐層割斷，連續(xù) 繞制的優(yōu)點(diǎn)便是使鐵芯更為緊密及鐵芯斷口整齊無毛剌。實(shí)現(xiàn)單相開口巻
鐵芯軛截面積大于柱截面積(;^一1)倍的方案在開口鐵芯巻繞機(jī)進(jìn)
行鐵芯巻繞時，繞機(jī)數(shù)控系統(tǒng)自動跟蹤，當(dāng)巻繞到事先設(shè)定好的一定厚度 內(nèi)對上、下軛段進(jìn)行有規(guī)律的雙層疊繞動作。雙層疊繞動作就是巻繞在段厚度內(nèi)時，每巻繞一圈只巻繞上、下軛和一個柱面，從而漏掉一個柱面，
實(shí)際上是巻繞了 3/4圈，所以上、下軛各增加一層(總計(jì)兩層)時邊柱只 增加一層，在完成這段厚度的雙層疊繞動作后便恢復(fù)正常的巻繞。從而實(shí)
現(xiàn)單相鐵芯軛截面積為大于其芯柱截面積的—1)倍。對應(yīng)地應(yīng)釆
用截面為圓形的高壓及低壓線圈繞組。立體三角形開口巻鐵芯干式變壓器 的外觀圖是上、下底面為等邊三角形的柱體。
本發(fā)明型的有益效果是，立體三角形開口巻鐵芯干式變壓器具有磁路 短、三相磁路完全對稱，抗突發(fā)短路的能力強(qiáng)、節(jié)省材料、體積小、工藝 性能好等特點(diǎn)，該干式變壓器完全符合中國電網(wǎng)的要求。在鐵芯的生產(chǎn)制 造過程中不需要專用的繞線設(shè)備，線圈可單獨(dú)繞制，在安裝或更換線圈時 可將開口處層層打開直接更換，提高了生產(chǎn)效率。而且線圈一旦出現(xiàn)故障， 可將變壓器鐵芯開口處打開進(jìn)行維修，使得維修極其方便。立體三角形開 口巻鐵芯的三相磁路各相自成回路平衡，三次諧波分量在單獨(dú)框內(nèi)形成閉 合回路，較大程度地減少了空載電流的諧波分量，三相磁路完全對稱相等。 由于滿足了理想狀態(tài)下立體三角形鐵芯的每只單相鐵芯鐵軛的截面積大于
其柱截面積(;一l)倍的條件，使得鐵軛的磁通密度與其柱的磁通密
度一致。截面填充系數(shù)最高，三相三柱立體平穩(wěn)，充分保證三相磁路平衡。 三次諧波分量在單獨(dú)框內(nèi)形成閉合回路，較大程度地減少了空載電流的諧 波分量，減少了損耗。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。圖l本發(fā)明型鐵芯的視圖。
圖2本發(fā)明型鐵芯的立體視圖。 圖3斷口位置在上軛的單個鐵芯的視圖。 圖4斷口位置在下軛的單個鐵芯的視圖。 圖5本發(fā)明型每只單相鐵芯的芯柱截面為半圓形的視圖。 圖6本發(fā)明型立體三角形鐵芯的芯柱截面為圓形的視圖。 圖7本發(fā)明型每只單相鐵芯的芯柱截面為多邊形(外接半圓形)的視 圖。
圖8本發(fā)明型立體三角形鐵芯的芯柱截面為多邊形(外接圓形)的視閣。
圖9本發(fā)明型的外觀圖。
圖10每層單片鐵芯不同斷口位置的視圖。
圖1中對應(yīng)不同容量的鐵芯的尺寸范圍H的范圍是868mm到 2000mm;Hl的范圍是650mm至!] 1800mm;Hw的范圍是500mm到1500mm; Ll的范圍是175mm到450mm; L的范圍是460mm到950mm; Mo的范圍 是300mm到750mm;圓的截面直徑范圍是lOOmm到400mm;軛寬范圍 是130mm到350mm。
圖9中對應(yīng)不同容量的變壓器的尺寸范圍h的范圍是900mm到 2700mm; hl的范圍是850mm到2500mm; d的范圍是500mm到1500mm; dl的范圍是550mm到1700mm; e的范圍是490mm到1400mm; el的范 圍是300mm到750mm。 具體實(shí)施方案參見圖2，該變壓器鐵芯采用了三只同形狀的單相開口巻鐵芯(4) (6)按中心角120°的角度拼裝組合成立體三角形鐵芯，線圈套在三個柱 (1) (3)中，組裝完畢的鐵芯三個芯柱的截面均為圓形。巻繞整個鐵 芯所采用的三個單相鐵芯全部是硅鋼帶在切斷后連續(xù)繞制而成，而不是將 繞制好的鐵芯逐層割斷。參見圖3、圖10，每只單相開口巻鐵芯是由曲線 開料機(jī)開出的硅鋼片條料，在數(shù)控開口鐵芯巻繞機(jī)的繞制下制成，鐵芯開 口縫隙是有規(guī)則的均勻分布，斷口位置在上軛(7)時，每層的形狀為(20)， 斷口位置(21);參見圖4、圖IO，斷口位置在下軛(9)時，每層的形狀 為(18)，斷口位置(19)。參見圖7，若每只開口巻鐵芯的截面形狀為多 邊形(外接半圓形)，參見圖8，組裝完畢的鐵芯三個芯柱的截面均為多邊 形(外接圓形)。對應(yīng)的線圈套的截面形狀為圓形。在繞制每個單相鐵芯時, 在巻繞到一定厚度時上、下軛交替進(jìn)行雙層疊繞動作，使其鐵芯軛的截面
積大于柱截面積的(^一1)倍，雙層疊繞的疊片形狀為(22)、 (23)，
它們交替巻繞且上、下軛位置始終重疊。參見圖9，將拼裝完畢的立體三 角形開口鐵芯在開口縫隙處層層打開成一U型，將繞制好的低壓線圈(14) 套裝入三個鐵芯柱中，然后將每組低壓線圈外部套入絕緣層(13)，再在絕 緣層外部將繞制好的高壓線圈(15)套裝入其中，最后將鐵芯層層閉合復(fù) 原綁扎固定安裝上夾件(11)和下夾件(12)并引出高壓接線端(17)與 低壓接線端(16)成為完整的干式變壓器。
權(quán)利要求
1.一種高性能的立體三角形開口卷鐵芯干式變壓器，其特征是該變壓器鐵芯采用了三只同形狀的單相開口卷鐵芯(4)～(6)按中心角120°的角度拼裝組合而成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體三角形開口巻鐵芯干式變壓器，其特征是 每只單相開口巻鐵芯的斷口位置在下軛(9)、在上軛(7)，每只單相開口巻鐵芯軛的截面積大于其芯柱截面積的(^一1)倍。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體三角形開口巻鐵芯干式變壓器，其特征是每只單相鐵芯的芯柱截面為半圓形，拼裝完畢的立體三角形鐵芯的三個 柱的截面為圓形，對應(yīng)不同容量變壓器的鐵芯芯柱截面圓的直徑范圍是
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體三角形開口巻鐵芯干式變壓器，其特征是 每只單相鐵芯的芯柱截面為多邊形(外接半圓形)，拼裝完畢的立體三角 形鐵芯的三個柱的截面為多邊形(外接圓形)，對應(yīng)不同容量變壓器的鐵芯芯柱截面外接圓的直徑范圍是lOOmm到400mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體三角形開口巻鐵芯干式變壓器，其恃征是 對應(yīng)不同容量變壓器的鐵芯的尺寸范圍，H的范圍是868mm到2000mm; Hl的范圍是650mm到1800mm; Hw的范圍是500mm到1500mm; Ll 的范圍是175mm到450mm; L的范圍是460mm到950mm; Mo的范圍 是300mm到750mm;軛寬范圍是130mm到350mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體三角形開口巻鐵芯干式變壓器，其特征是 變壓器的高壓線圏(15)、低壓線圈(14)繞在三個鐵芯柱外，絕緣層(13) 在高壓線圏和低壓線圈中間，上夾件(11)和下夾件(12)緊攝著鐵芯的上軛和下軛，引出的高壓接線端(17)在變壓器上軛的一邊，引出的 低壓接線端(16)在變壓器上軛的另一邊。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體三角形幵口巻鐵芯干式變壓器，其特征是所對應(yīng)的種類及容量，三相F級環(huán)氧樹脂干式變壓器，容量可在30KVA 3150KVA; H級NOMEX浸漬式非包封絕緣干式變壓器，容量可在30KM 3150KVA。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體三角形開口巻鐵芯干式變壓器，其特征是-對應(yīng)不同容量的變壓器的尺寸范圍，h的范圍是900mm到2700mm; hl 的范圍是850mm到2500mm; d的范圍是500mm到1500mm; dl的范 圍是550mm到1700mm; e的范圍是490mm到1400mm; el的范圍是 300mm到750mm。
全文摘要
本發(fā)明型涉及一種高性能易生產(chǎn)及易維修的立體三角形開口卷鐵芯干式變壓器。它的鐵芯用三個獨(dú)立且形狀相同的單相開口卷鐵芯以120°的角度拼裝組合而成的立體三角形結(jié)構(gòu)，每只單相鐵芯軛的截面積大于每只單相鐵芯芯柱截面積的((2/3)-1)倍，同時整體立體三角形開口卷鐵芯的芯柱截面的形狀為圓形或多邊形(外接圓形)。在生產(chǎn)過程中，由于鐵芯的開口性，使得線圈可單獨(dú)繞制，在生產(chǎn)及維修時可在開口縫隙處將鐵芯打開進(jìn)行安裝或更換線圈。
文檔編號H01F41/02GK101315827SQ200710037948
公開日2008年12月3日 申請日期2007年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月9日
發(fā)明者俠 齊 申請人:俠 齊