專利名稱：一種立體三角形鐵芯油浸式變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明型涉及一種立體三角形鐵芯油浸式變壓器，整體形狀是一截面 為等邊三角形的柱體。
技術(shù)背景油浸式變壓器主要由鐵芯、線圈和油箱組成，目前國內(nèi)傳統(tǒng)的油浸式 變壓器的鐵芯普遍采用疊片式鐵芯。疊片式鐵芯就是由各種規(guī)格的單片硅 鋼帶疊裝而成，由于在鐵芯疊裝時(shí)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。還有一定數(shù)量的油浸式變壓器的鐵芯結(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(gè)鐵芯柱都在一個(gè)平面上，三相磁路相互閉合，但三相磁路空載電流 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(gè)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(gè)單相鐵芯的芯柱拼對成一個(gè)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(^一1)倍(約16%)，目前都難以實(shí)現(xiàn)達(dá)到這一工藝安裝的要求。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 容量油浸式變壓器等。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明型提供一種立體三角形鐵芯油浸式變壓器，它的鐵芯采用的是 立體三角形開口巻鐵芯。開口巻鐵芯就是在巻鐵芯的制造過程中，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(gè)斷口，每 層斷口位置按有規(guī)律的線性排列，芯柱與芯柱之間的連接部分便是鐵軛， 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(gè)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(gè)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)明型相關(guān)變壓器的種類及容量三相油浸式變壓器的容量可在30KVA 3150KVA。本發(fā)明型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該油浸式變壓器的鐵 芯是用三個(gè)經(jīng)過退火定型后獨(dú)立的單相開口巻鐵芯以中心角120°的角度 拼裝成立體三角形開口鐵芯。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每只單相鐵芯芯柱截面積(*一1)倍的近似半圓形。巻繞整個(gè)鐵芯所采用的三只單相鐵芯全部是由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刺。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時(shí)，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這段厚度內(nèi)時(shí)，每巻繞一圈只巻繞上、下軛和一個(gè)柱面，從而漏掉一個(gè)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(shí)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柱截面積(^-1)倍。將開口鐵芯處逐層分別打開后呈U型，把繞制好的變壓器所需的初、次級線圈進(jìn)行套入芯柱之中，再將開口鐵芯層層 閉合放入油箱中并密封，即為油浸式變壓器。本發(fā)明型的有益效果是，這種油浸式變壓器具有抗突發(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)，該油浸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(shí)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)施例對本發(fā)明型進(jìn)一步說明。 圖i本發(fā)明型的鐵芯視圖。圖2本發(fā)明型的鐵芯立體視圖。圖3斷口位置在上軛的單個(gè)鐵芯的視圖。 圖4斷口位置在下軛的單個(gè)鐵芯的視圖。 圖5本發(fā)明型中每只單相鐵芯的芯柱截面為半圓形的視圖。 圖6本發(fā)明型中立體三角形鐵芯的芯柱截面為圓形的視圖。 圖7本發(fā)明型中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)明型中立體三角形鐵芯的芯柱截面為多邊形(外接圓形)的 視圖。圖9本發(fā)明型的外觀圖。圖10每層單片鐵芯不同位置的視圖。圖1中對應(yīng)不同容量的鐵芯的尺寸范圍H的范圍是400mm到2000mm;Hl的范圍是350mm到1800mm;Hw的范圍是300mm到1500mm;Ll的范圍是150mm到800mm; L的范圍是350mm到1000mm; Mo的范圍是300mm到900mm;軛寬范圍是80mm到400mm。 圖6中截面圓的直徑范圍是100mm到400mm。 圖8中截面外接圓的直徑范圍是100mm到400mm。 圖9中對應(yīng)不同容量變壓器的尺寸范圍h的范圍是500mm到2700mm; hl的范圍是50mm到綱0mm; b的范圍是400mm到1500mm;bl的范圍是450mm到1800mm。具體實(shí)施方案參見圖2，該變壓器的鐵芯采用了三只同形狀的單相開口巻鐵芯(4) (6)按中心角12(f的角度拼裝組合成立體三角形開口鐵芯，線圈套在三 個(gè)柱(1) (3)中，拼裝完畢的鐵芯三個(gè)芯柱的截面為圓形或多邊形(外 接圓形)。巻繞整個(gè)鐵芯所采用的三只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 開口巻鐵芯的縫隙處是有規(guī)則的均勻分布，斷口位置在上軛(7)時(shí)，每層 的形狀為(20)，斷口位置(21);參見圖4、圖10，斷口位置在下軛(9) 時(shí)，每層的形狀為(18)，斷口位置(19)。參見圖5，若每只開口巻鐵芯 的截面形狀為半圓形，參見圖6，拼裝完畢的鐵芯三個(gè)芯柱的截面均為圓 形；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，拼裝完畢的鐵芯三個(gè)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。在繞制每只單相鐵芯時(shí)，在巻繞到一定厚度時(shí) 上、下軛交替進(jìn)行雙層疊繞動作，使每只單相鐵芯軛的截面積大于其柱截面積的(^一1)倍，雙層疊繞的硅鋼片形狀為(22)、 (23)，它們交替 巻繞且上、下軛位置始終重疊。將拼裝完畢的立體三角形開口巻鐵芯在開 口縫隙處層層打開成一 U型，將繞制好的線圈套入三個(gè)鐵芯柱中再把鐵芯 層層閉合，安裝完夾件后將鐵芯放入油箱中加上封蓋，從頂部引出三個(gè)高 壓套管(11)和三個(gè)低壓套管(14)及地線(16)，油位計(jì)(15)、排氣裝 置(12)、分接開關(guān)(17)，三組散熱片(13)分布在三個(gè)側(cè)面上。
權(quán)利要求
1. 一種立體三角形鐵芯油浸式變壓器，其特征是該變壓器的鐵芯采用了三只形狀相同的單相開口卷鐵芯(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所述的一種立體三角形鐵芯油浸式變壓器，其特征是每只單相開口巻鐵芯的斷口位置在上軛(7)、在下軛(9)，每只單相開口巻鐵芯軛的截面積大于其芯柱截面積的(4 -1)倍。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立體三角形鐵芯油浸式變壓器，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(gè) 柱的截面為圓形，截面圓的直徑范圍是100mm到400mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立體三角形鐵芯油浸式變壓器，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(gè)柱的截面為多邊形(外接圓形)，截面外接圓的直徑范圍是 100mm到400mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立體三角形鐵芯油浸式變壓器，其特征是 對應(yīng)不同容量變壓器的鐵芯尺寸范圍，H的范圍是400mm到2000mm; Hl的范圍是350mm到1800mm; Hw的范圍是300mm到1500mm; Ll 的范圍是150mm到800mm; L的范圍是350mm到1000mm; Mo的范 圍是300mm到900mm;軛寬范圍是80mm到400mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立體三角形鐵芯油浸式變壓器，其特征是變壓器的外觀形狀是截面為等邊三角形的柱體，三組散熱片(13)分布 在三個(gè)側(cè)面上，對應(yīng)不同容量的變壓器的尺寸范圍，h的范圍是500mm 到2700mm; hl的范圍是50mm到1000mm; b的范圍是400mm到1500mm; bl的范圍是450mm到1800mm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立體三角形鐵芯油浸式變壓器，其特征是 變壓器外部頂端的高壓套管(14)成三角形排列，下面一排為油位計(jì)(15)、 排氣裝置(12)、分接開關(guān)(17)，最后一排為三個(gè)低壓套管(11)和一 個(gè)地線套管(16)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種立體三角形鐵芯油浸式變壓器，其特征是 相關(guān)變壓器的種類為三相油浸式變壓器，容量在30KVA 3150KVA。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種立體三角形鐵芯油浸式變壓器。它包括鐵芯、高壓套管(11)、低壓套管(14)、地線(16)、油位計(jì)(15)、排氣裝置(12)、分接開關(guān)(17)，散熱片(13)。它的鐵芯用三個(gè)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(見上式)倍，同時(shí)拼裝完畢的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(shí)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H01F27/08GK101276679SQ200710038428
公開日2008年10月1日 申請日期2007年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月26日
發(fā)明者齊會南 申請人:齊會南