專利名稱：變壓器結(jié)構(gòu)和變電設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠減小配置在機(jī)柜內(nèi)的配電用變壓器設(shè)置面積的變壓器結(jié)構(gòu)和變電設(shè)備。
在變電所等處設(shè)置的機(jī)柜內(nèi)部，以配電用變壓器為中心按需要安裝有測(cè)定電流用的電流互感器、測(cè)定電壓用的儀用變壓器和斷路器，各設(shè)備用電纜連接。如眾所周知，上述變壓器是一種在鐵制箱體內(nèi)充滿絕緣油并將變壓器本體浸入油中的油浸式變壓器。
目前在使用3臺(tái)單相變壓器進(jìn)行3相交流變壓時(shí)，各變壓器在橫向并列設(shè)置狀態(tài)下接線，因而在機(jī)柜內(nèi)變壓器占有的設(shè)置面積大，其結(jié)果是存在著機(jī)柜本身需大型化的問題。之所以如此，是因?yàn)樵谑褂萌缟纤龅挠徒阶儔浩鞯那闆r下，由于在發(fā)生地震等災(zāi)害時(shí)變壓器翻倒有引起火災(zāi)的危險(xiǎn)，所以該變壓器不能縱向疊置。同時(shí)也應(yīng)指出縱向疊置存在著各變壓器的維護(hù)檢修極其麻煩的問題。另外還存在著在各變壓器上分別連接電流互感器和儀用變壓器以及斷路器等作業(yè)既繁雜又花費(fèi)時(shí)間、同時(shí)在機(jī)柜內(nèi)高壓部分外露而有使危險(xiǎn)增大的缺點(diǎn)。
圖9是迄今為止為進(jìn)行3相和單相變電所采用的變壓系統(tǒng)電路圖，必須使用多個(gè)斷路器VCB和開關(guān)PCS。在該系統(tǒng)的情況下，存在著當(dāng)二次側(cè)負(fù)荷增大時(shí)變壓器燒壞的危險(xiǎn)性極高這樣的難點(diǎn)。
解決上述各種問題的一個(gè)方案是本專利申請(qǐng)人作為發(fā)明“變壓器結(jié)構(gòu)及變電設(shè)備”(特原平6—60264號(hào))申請(qǐng)的。以前的申請(qǐng)涉及的變壓器結(jié)構(gòu)，如圖7所示，是利用以合成樹脂或合成橡膠等絕緣材料為材質(zhì)的澆注材料1將變壓器澆封成澆注成形變壓器2，將其按規(guī)定位置固定在框體3的內(nèi)部，同時(shí)將多個(gè)框體3按縱向疊置。在這種結(jié)構(gòu)中，完全不存在象現(xiàn)有的油浸式變壓器那樣翻倒時(shí)漏油而發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)。而且由于多臺(tái)變壓器縱向疊置，所以就有可能極大地減小設(shè)置面積。
在上述變壓器結(jié)構(gòu)中，當(dāng)在框體3內(nèi)部固定澆注成形變壓器2時(shí)，如圖8所示，是使變壓器Tr的繞組4的中心軸線P成垂直狀態(tài)配置的。因此，如將多個(gè)框體3疊置，則處于上下位置的澆注成形變壓器2、2的磁力線(用雙點(diǎn)劃線表示)如圖7所示相互干擾，將會(huì)發(fā)生使該框體3振動(dòng)而產(chǎn)生噪音或發(fā)熱等不正常情況。
本發(fā)明鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)固有的上述缺點(diǎn)，提出極好地解決這些缺點(diǎn)的方案，其目的是減小在機(jī)柜內(nèi)變壓器占有的設(shè)置面積而實(shí)現(xiàn)小型化，同時(shí)提供一種能夠防止產(chǎn)生振動(dòng)噪音和發(fā)熱的變壓器結(jié)構(gòu)及變電設(shè)備。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的變壓器結(jié)構(gòu)的特征在于將配電用變壓器用合成樹脂或合成橡膠等絕緣材料澆封，將該澆注成形變壓器在使上述變壓器繞組中心軸線成水平狀態(tài)下按規(guī)定位置固定在框體內(nèi)部，并將裝有上述澆注成形變壓器的多個(gè)框體縱向疊置，同時(shí)將多臺(tái)變壓器相互連接。
為達(dá)到上述目的，本申請(qǐng)的另一發(fā)明的變壓器結(jié)構(gòu)的特征在于將配電用變壓器用合成樹脂或合成橡膠等絕緣材料澆封，將該澆注成形變壓器在使上述變壓器繞組的中心軸線成水平狀態(tài)下按規(guī)定位置固定在框體內(nèi)部，并將裝有上述澆注成形變壓器的多個(gè)框體縱向疊置，同時(shí)將多臺(tái)單相變壓器相互按V/V形連接。
為達(dá)到上述目的，本申請(qǐng)的另一發(fā)明的變電設(shè)備的特征在于將用合成樹脂或合成橡膠等絕緣材料對(duì)配電用變壓器澆封后而構(gòu)成的澆注成形變壓器和連接于上述變壓器的電流互感器及儀用變壓器再用合成樹脂或合成橡膠等絕緣材料整體地澆封成變壓器結(jié)構(gòu)體，將該變壓器結(jié)構(gòu)體在使上述變壓器繞組中心軸線成水平狀態(tài)下配置在框體內(nèi)部，將多個(gè)上述框體縱向疊置，同時(shí)將配置在各框體內(nèi)的變壓器結(jié)構(gòu)體中的變壓器相互連接，并將通過以上步驟組裝成的變電裝置配置在機(jī)柜內(nèi)。


圖1是表示采用實(shí)施例中的變壓器結(jié)構(gòu)的變電設(shè)備簡(jiǎn)略結(jié)構(gòu)的正視圖。
圖2是表示實(shí)施例中的變電裝置簡(jiǎn)略結(jié)構(gòu)的說明圖。
圖3是表示實(shí)施例中的澆注成形變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的說明圖。
圖4是實(shí)施例中的變壓器接線圖。
圖5是實(shí)施例中的變電裝置電路圖。
圖6是表示采用另一實(shí)施例中的變壓器結(jié)構(gòu)的變電設(shè)備簡(jiǎn)略結(jié)構(gòu)的正視圖。
圖7是表示采用本專利申請(qǐng)人以前申請(qǐng)的變壓器結(jié)構(gòu)的變電設(shè)備簡(jiǎn)略結(jié)構(gòu)的正視圖。
圖8是表示圖7所示澆注成形變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的說明圖。
圖9是現(xiàn)有技術(shù)涉及的變壓系統(tǒng)電路圖。符號(hào)說明10機(jī)柜12變壓器結(jié)構(gòu)體
14框體 16變電裝置23澆注成形變壓器26澆注材料28澆注材料 30繞組Tr變壓器CT電流互感器PT儀用變壓器VCB斷路器P中心軸線以下一邊參照附圖一邊列舉最適當(dāng)?shù)睦龑?duì)本發(fā)明的變壓器結(jié)構(gòu)和變電設(shè)備進(jìn)行說明。
圖1是采用實(shí)施例涉及的變壓器結(jié)構(gòu)的變電設(shè)備簡(jiǎn)略結(jié)構(gòu)圖。將分別裝有變壓器結(jié)構(gòu)體12的框體14、14縱向疊置聯(lián)結(jié)而構(gòu)成的變電裝置16配置在機(jī)柜10的內(nèi)部。如圖所示，框體14制成矩形框架形狀，變壓器結(jié)構(gòu)體12按規(guī)定位置固定在上部框體構(gòu)件18和下部框體構(gòu)件20之間。而且上側(cè)的框體14和下側(cè)的框體14通過將下部框體構(gòu)件20和上部框體構(gòu)件18用螺拴在若干個(gè)位置固定而聯(lián)結(jié)在一起。
上述變壓器結(jié)構(gòu)體12由配電用的單相變壓器Tr、電流互感器CT及儀用變壓器PT構(gòu)成，這些裝置相互連接。即如圖2所示，利用以絕緣材料為材質(zhì)的澆注材料26將單相變壓器Tr澆封而構(gòu)成澆注成形變壓器23，在該澆注成形變壓器23內(nèi)的單相變壓器Tr的一次側(cè)連接電流互感器CT及儀用變壓器PT。澆注成形變壓器23、電流互感器CT及儀用變壓器PT這3個(gè)部分再利用以合成樹脂或合成橡膠等絕緣材料作為材質(zhì)的澆注材料28澆封構(gòu)成一個(gè)整體，使其高壓部分不暴露于外部。也就是說，利用澆注材料28澆封制成的變壓器結(jié)構(gòu)體12，完全不存在象現(xiàn)有的油浸式變壓器那樣翻倒時(shí)漏油而發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)，因而是極其安全的結(jié)構(gòu)。作為澆注材料26、28最好使用環(huán)氧樹脂、聚酯等合成樹脂或丁基橡膠、乙烯·丙烯橡膠等合成橡膠。
上述澆注成形變壓器23，如圖3所示，在使構(gòu)成變壓器Tr的繞組30的中心軸線P成水平狀態(tài)下配置在框體14內(nèi)部。這樣一來，就能夠防止在如圖1所示的將變壓器結(jié)構(gòu)體12、12疊置的狀態(tài)下，由處于上下位置的澆注成形變壓器23、23產(chǎn)生的磁力線(用雙點(diǎn)劃線表示)的干擾。因此能夠防止因磁力線干擾而產(chǎn)生的振動(dòng)噪音和發(fā)熱。
上述電流互感器CT所連接的電流表A和上述儀用變壓器PT所連接的電壓表V配置在澆注材料28的外部。該電流表A和電壓表V使用能以小電流測(cè)定的數(shù)字式儀表。在與澆注材料28內(nèi)的電流互感器CT、儀用變壓器PT對(duì)應(yīng)的位置設(shè)有通孔，也可以提高散熱效果。
位于上部的變壓器結(jié)構(gòu)體12的澆注成形變壓器23內(nèi)的單相變壓器Tr和位于下部的變壓器結(jié)構(gòu)體12的澆注成形變壓器23內(nèi)的單相變壓器Tr，其結(jié)構(gòu)如圖4所示，為V/V形連接，按U、V、W—u、v、w進(jìn)行3相交流變壓，從o取出單相交流。在實(shí)施例中，在上側(cè)配置例如200KVA的單相變壓器Tr，同時(shí)在下側(cè)配置例如300KVA的單相變壓器Tr，構(gòu)成不同容量的V/V形連接。
如圖2所示，在上側(cè)變壓器結(jié)構(gòu)體12內(nèi)，連接在澆注成形變壓器23內(nèi)的單相變壓器Tr一次側(cè)的電流互感器CT和儀用變壓器PT上裝有斷路器VCB。在實(shí)施例中斷路器VCB是與變壓器結(jié)構(gòu)體12分別單獨(dú)設(shè)置的，但該斷路器VCB也可與變壓器結(jié)構(gòu)體12澆封成一個(gè)整體。另外如圖5中的電路圖所示，由于實(shí)施例的變電裝置16極其簡(jiǎn)單，能夠適應(yīng)加在變壓器Tr二次側(cè)的負(fù)荷，所以可防止變壓器Tr燒壞。圖1中的符號(hào)32表示設(shè)置在機(jī)柜10內(nèi)的冷卻風(fēng)扇等送風(fēng)器，利用該送風(fēng)器32將外部空氣導(dǎo)入機(jī)柜10內(nèi)，借此實(shí)現(xiàn)空冷作用。在機(jī)柜10的側(cè)面還設(shè)有內(nèi)部空氣的排氣部(圖中未畫出)。送風(fēng)器32還可設(shè)置在裝有變壓器結(jié)構(gòu)體12的框體14上，使空氣直接吹向變壓器結(jié)構(gòu)體12。另外可在夾持變壓器結(jié)構(gòu)體12的兩側(cè)(左右、上下、前后)設(shè)置一對(duì)送風(fēng)器32，由一側(cè)的送風(fēng)器32將空氣吹向變壓器結(jié)構(gòu)體12，而由另一側(cè)的送風(fēng)器32將空氣抽出，可以提高冷卻效率。
在如上構(gòu)成的變電設(shè)備中，由于澆注成形變壓器23、電流互感器CT及儀用變壓器PT利用澆注材料28澆封成一個(gè)整體而構(gòu)成變壓器結(jié)構(gòu)體12，所以完全不存在因該結(jié)構(gòu)體12翻倒而發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)，這樣一來就有可能將多個(gè)變壓器結(jié)構(gòu)體12、12縱向疊置。因此，可以減小變壓器在機(jī)柜10內(nèi)所占的設(shè)置面積，這樣就能夠使機(jī)柜10小型化。由于該機(jī)柜10可設(shè)置在室外和室內(nèi)的任何位置，所以可因設(shè)置面積的減小而能有效利用設(shè)置場(chǎng)所的空間。由于以2臺(tái)單相變壓器Tr即能適應(yīng)3相和單相，所以具有能夠用1臺(tái)變壓器結(jié)構(gòu)體12供應(yīng)電氣配線系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。另外，在變壓器結(jié)構(gòu)體12、12疊置的狀態(tài)下，能防止?jié)沧⒊尚巫儔浩?3、23產(chǎn)生的磁力線的干擾，因而可以防止因磁力線干擾而產(chǎn)生的振動(dòng)噪音和發(fā)熱。
上述多個(gè)變壓器結(jié)構(gòu)體12、12僅是通過框體14、14互相固定而連接在一起，所以對(duì)于配置有例如上側(cè)為200KVA、下側(cè)為300KVA的變壓器Tr的變電裝置16，可在短時(shí)間內(nèi)簡(jiǎn)單地組裝更換成例如上側(cè)為300KVA、下側(cè)為500KVA的變壓器Tr，因而可縮短工期和減少費(fèi)用。另外，因電流互感器CT及儀用變壓器PT也澆封在內(nèi)而能夠提高其耐久壽命，所以幾乎無需維護(hù)檢修，即使是縱向疊置其作業(yè)也不麻煩。因此，幾乎不需要修理用零部件，可降低運(yùn)行成本。由于在機(jī)柜10內(nèi)高壓部分不外露，所以在清掃和維護(hù)檢修構(gòu)成變電裝置16的各設(shè)備時(shí)，作業(yè)人員即使進(jìn)入機(jī)柜10的內(nèi)部也可安全地進(jìn)行作業(yè)。另外，因變壓器結(jié)構(gòu)體12、12易于組裝，所以通過組裝更換配置有不同容量的單相變壓器Tr的變壓器結(jié)構(gòu)體12，可以簡(jiǎn)單地進(jìn)行整個(gè)裝置的容量變更。因變壓器Tr、電流互感器CT及儀用變壓器PT集中在一起，所以也具有有效利用內(nèi)部空間的優(yōu)點(diǎn)。并且由于高壓部分完全被模制材料28澆封在內(nèi)，所以也可省去機(jī)柜10而將變壓器結(jié)構(gòu)體12本身直接安裝設(shè)置。
在實(shí)施例中說明了將具有單相變壓器的2臺(tái)變壓器結(jié)構(gòu)體疊置的情況，但如圖6所示，也可將3臺(tái)具有單相變壓器的變壓器結(jié)構(gòu)體疊置安放。進(jìn)一步將4臺(tái)以上的變壓器結(jié)構(gòu)體疊置也是可能的。另外，也可將配置有3相變壓器的變壓器結(jié)構(gòu)體疊置，或?qū)⒕哂袉蜗嘧儔浩鞯淖儔浩鹘Y(jié)構(gòu)體與具有3相變壓器的變壓器結(jié)構(gòu)體疊置在一起。還可將AVR(自動(dòng)電壓調(diào)整器)和LRD或WW等整體澆封在變壓器結(jié)構(gòu)體內(nèi)部。
如上所述，按照本發(fā)明的變壓器結(jié)構(gòu)及變電設(shè)備，由于采用以絕緣材料澆封成的澆注成形變壓器，因而能夠?qū)⒍嗯_(tái)變壓器縱向疊置，可極大地減小設(shè)置面積。而且由于將構(gòu)成變壓器的繞組的中心軸線配置成水平狀態(tài)，所以可防止處于上下位置的澆注成形變壓器產(chǎn)生的磁力線的干擾，因而能夠極好地防止因磁力線干擾而產(chǎn)生的振動(dòng)噪音和發(fā)熱。也就是說，對(duì)使用極高電壓變壓器的變電設(shè)備是非常有效的。
另外，由于組裝時(shí)可只聯(lián)結(jié)裝有變壓器的框體，所以可以縮短作業(yè)時(shí)間。而且，由于變壓器、電流互感器和儀用變壓器澆封成一個(gè)整體，所以將變電設(shè)備設(shè)置在機(jī)柜內(nèi)時(shí)無須進(jìn)行各部件的連接，因而可進(jìn)一步縮短時(shí)間。同時(shí)能夠防止變壓器、電流互感器和儀用變壓器性能惡化和損壞，提高耐久壽命因而減少運(yùn)行成本。另外，由于變壓器是用絕緣材料澆封而成的，所以能有效地防止在機(jī)柜內(nèi)發(fā)生觸電事故，能安全地進(jìn)行清掃或維護(hù)檢修作業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種變壓器結(jié)構(gòu)，其特征在于將配電用變壓器(Tr)用合成樹脂或合成橡膠等絕緣材料(26)澆封，將該澆注成形變壓器(23)在使上述變壓器(Tr)繞組(30)的中心軸線P成水平狀態(tài)下按規(guī)定位置固定在框體(14)內(nèi)部，并將裝有上述澆注成形變壓器(23)的多個(gè)框體(14、14)縱向疊置，同時(shí)將多臺(tái)變壓器(Tr、Tr)互相連接。
2.一種變壓器結(jié)構(gòu)，其特征在于將配電用變壓器(Tr)用合成樹脂或合成橡膠等絕緣材料(26)澆封，將該澆注成形變壓器(23)在使上述變壓器(Tr)繞組(30)的中心軸線P成水平狀態(tài)下按規(guī)定位置固定在框體(14)內(nèi)部，并將裝有上述澆注成形變壓器(23)的多個(gè)框體(14、14)縱向疊置，同時(shí)將多臺(tái)變壓器(Tr、Tr)互相按V/V形連接。
3.一種變電設(shè)備，其特征在于將用合成樹脂或合成橡膠等絕緣材料(26)對(duì)配電用變壓器(Tr)澆封后而構(gòu)成的澆注成形變壓器(23)和連接于上述變壓器(Tr)的電流互感器(CT)及儀用變壓器(PT)再用合成樹脂或合成橡膠等絕緣材料整體地澆封成變壓器結(jié)構(gòu)體(12)，將該變壓器結(jié)構(gòu)體(12)在使上述變壓器(Tr)繞組(30)的中心軸線P成水平狀態(tài)下配置在框體(14)內(nèi)部，將上述框體(14)多個(gè)縱向疊置，同時(shí)將配置在各框體(14)內(nèi)的變壓器結(jié)構(gòu)體(12)中的變壓器(Tr)互相連接，并將通過以上步驟組裝成的變電裝置(16)配置在機(jī)柜(10)內(nèi)。
4.按照權(quán)利要求3所述的變電設(shè)備，其特征在于上述變壓器結(jié)構(gòu)體(12)中的變壓器(Tr)連接了斷路器(VCB)。
全文摘要
本發(fā)明的目的是減小變壓器在機(jī)柜內(nèi)占有的設(shè)置面積，同時(shí)防止振動(dòng)噪音和發(fā)熱。變壓器結(jié)構(gòu)體是將用澆注材料澆封單相變壓器而構(gòu)成的澆注成型變壓器和連接在單相變壓器一次側(cè)的電流互感器及儀用變壓器用澆注材料整體澆封而成。變壓器結(jié)構(gòu)體按規(guī)定位置固定在矩形框體內(nèi)部。2個(gè)框體縱向疊置并互相聯(lián)結(jié)。2個(gè)框體縱向疊置聯(lián)結(jié)而構(gòu)成的變電裝置被配置在機(jī)柜內(nèi)部。在使變壓器的繞組中心軸線成水平狀態(tài)下，將澆注成型變壓器配置在框體內(nèi)。
文檔編號(hào)H01F30/12GK1128395SQ9511874
公開日1996年8月7日 申請(qǐng)日期1995年11月3日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月4日
發(fā)明者山本誠(chéng) 申請(qǐng)人:山本誠(chéng)