[发明专利]截面为椭圆形开口卷铁芯干式变压器

说明书

所属技术领域

本发明型涉及一种高性能的干式电力变压器。

背景技术

目前使用干式变压器的铁芯大部分为叠片式结构，由硅钢片叠积而成。由于叠积成型的铁芯在每层边连接处都存在多处斜接缝，而导致磁阻和铁损的增大，使变压器的励磁电流也增大，降低了功率因数，严重影响了电网的供电质量。变压器接缝还导致了运行噪声大的问题。为了克服上述叠片式铁芯的缺陷，近年来发展趋势采用卷铁芯制作干式变压器，但是由于卷铁芯为无接缝结构，也存在诸多问题，如：变压器线圈绕线时需要专用的绕线设备，并且要带着铁芯进行绕线，绕线工序困难、复杂、生产效率低。尤其是浸漆工艺，要将变压器的铁芯和线圈绕线一块浸漆，不能满足正常生产工艺的要求。维修方面更是非常困难，变压器一旦线圈出现故障，就无法从铁芯上取下线圈进行更换，必然造成整个变压器的报废。由于存在上述缺点，制约了卷铁芯的应用发展。

发明内容

本发明设计一种椭圆形开口卷铁芯干式变压器，由于具有开口特性和截面呈圆形结构，不仅解决叠片式铁芯干式变压器的性能低，同时也解决了卷铁芯干式变压器生产工艺和制造上的问题。椭圆形开口铁芯制造过程是用本申请人研制的专用的变压器折线开料机开剪出能卷制椭圆形的曲线硅钢片条料，采用本申请人在申请号为200610029267.9中提供圆、椭圆、立体三角型开口铁芯卷绕机卷制而成。卷制中卷绕机对曲线硅钢片条料是在断开后进行连续逐层卷绕，铁芯截面呈椭圆形或准椭圆形，将卷绕平面为圆形用液压机成型为“口”字状的矩形结构铁芯。铁芯每层中有一个断口，每层断口位置按有规律的线性排列，通常设在上铁轭或下铁轭。本发明型叙述的变压器铁芯的三个芯柱的截面形状可以为椭圆形、台阶形(外接椭圆形、多边形(外接椭圆形)，对应的线圈套的截面形状呈椭圆形。由于铁芯呈现开口特性，使得整个变压器在生产及维修中不需要卷铁芯专用的线圈绕线设备。本发明型涉及的干式电力变压器的种类及容量：三相F级环氧树脂干式变压器、H级NOMEX浸渍式非包封绝缘干式变压器，容量可在30KVA～3150KVA。

本发明型解决其技术问题所采用的技术方案是：椭圆形开口卷铁芯干式变压器的铁芯截面为椭圆形，对应不同容量变压器的长轴和短轴(即a和b)的比例范围是1∶0.4～1∶0.7，长轴的尺寸范围是20mm到500mm，短轴的尺寸范围是10mm到350mm。。该变压器的铁芯是由两个外观形状为“口”字型其截面呈内凹半椭圆形的开口卷铁芯并排放置构成一个外观形状呈横“日”字型铁芯框体，在横“日”字型铁芯框体外部被一个外观形状呈大“口”字型其形截面呈外凸半椭圆形的开口卷铁芯框体紧密包实。铁芯三个芯柱的截面都是由两个内凹半椭圆形和一个外凸半椭圆形对接而成，三个芯柱截面为椭圆形柱体。铁芯的硅钢带选用的厚度在0.18mm到0.35mm之间。本发明型所述的每只“口”字型铁芯的截面呈半椭圆形、台阶形(外接半椭圆形)、多边形(外接半椭圆形)，拼装完后的铁芯三个芯柱的截面呈椭圆形、台阶形(外接椭圆形)、多边形(外接椭圆形)结构的柱体。芯柱与芯柱之间的连接部分便是铁芯铁轭，铁芯开口位置可在下轭也可在上轭。将开口铁芯处逐层分别打开后呈U型，把绕制好的变压器所需的初级、次级线圈进行套装、浸漆、装配等工艺处理，完成三相三芯柱开口卷铁芯干式电力变压器制造过程。

本发明的有益效果是，椭圆形开口卷铁芯干式变压器性能比截面为圆形的不开口卷铁芯变压器磁路更短、功率因数更高、体积更小、抗突发短路的能力强、工艺条件好，空载损耗下降10％，空载电流下降约20％左右，噪声降低4分贝以上，节省硅钢带10％左右，当外型呈台阶形或多边形时材料的利用率是100％，整体生产成本可下降10％以上。在生产制造过程中不需要专用的卷铁芯专用的绕线设备，线圈可单独绕制，提高了生产效率。在变压器使用中，变压器线圈一旦出现故障，在变压器铁芯开口处打开并取出线圈进行维修或更换，彻底解决了不开口卷铁芯不能维修的缺陷。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明型进一步说明。

图1是本发明型的铁芯视图；

图2是本发明型芯柱呈椭圆形的芯柱截面视图；

图3是本发明型芯柱呈台阶形(外接椭圆形)的芯柱截面视图；

图4是本发明型芯柱呈多边形(外接椭圆形)的芯柱截面视图；

图5断口位置在上轭的铁芯的视图；

图6断口位置在下轭的铁芯的视图；

图7截面呈椭圆形的开口卷铁芯干式变压器的外观图；

图8单相铁芯每层硅钢片的视图。