本發(fā)明屬于變壓器制造領(lǐng)域，具體涉及一種非晶合金鐵心變壓器及其裝配方法，該裝配方法獲得的變壓器具有低裝配系數(shù)。

背景技術(shù)：

鐵基非晶合金具有優(yōu)異的軟磁性能，應(yīng)用于配電變壓器鐵心時，變壓器的優(yōu)良節(jié)能效果已得到廣泛認(rèn)可。

非晶合金鐵心配電變壓器的裝配工藝主要包括以下工序，如圖1所示，其中：

鐵心搭接邊打開：簡稱開鐵，是指將鐵心搭接邊由外向內(nèi)，以套為單位逐套打開。

鐵心套裝：是指將打開的鐵心推入線圈窗口中。

鐵心搭接邊關(guān)閉：簡稱合鐵，是指鐵心套裝后，由內(nèi)至外，以套為單位逐套關(guān)閉。

器身翻轉(zhuǎn)：是指將套裝好鐵心的線圈翻轉(zhuǎn)90度，使鐵心搭接邊方向朝下。

由于非晶材料對機(jī)械應(yīng)力非常敏感，鐵心受力或變形都會造成其磁性能的惡化。由于變壓器裝配工藝環(huán)節(jié)的搭接邊開合、搭接長度變化、器身翻轉(zhuǎn)等都會使鐵心受力或產(chǎn)生變形，因此裝配后鐵心的磁性能都會比裝配前明顯惡化。鐵心在變壓器裝配之后的總損耗與在裝配前單個鐵心總損耗之和的比值稱為鐵損裝配系數(shù)(Building factor，BF)：

對于總損耗來說，裝配系數(shù)BF一般都大于其理想值1.0。顯然，在變壓器裝配過程中的裝配系數(shù)越小越好。因此，如何降低裝配系數(shù)是一個非常重要的課題。

公開號為CN101145441A的中國發(fā)明專利申請公開了一種非晶變壓器的裝配方法，其主要特點包含：該專利豎直裝配法，鐵心開鐵前在鐵心搭接端涂變壓器油、鐵心框之間需平行但不能太緊，但該專利對如何降低變壓器裝配系數(shù)沒有具體的描述。

公開號為CN104616881A的中國發(fā)明專利申請公開了一種非晶合金變壓器平行推進(jìn)的裝配設(shè)備及其裝配方法，其主要特點包含：一種非晶合金變壓器平行推進(jìn)的裝配設(shè)備，鐵心迭裝后，應(yīng)用“吸、粘、封”的特殊工藝進(jìn)行處理，及采取一些措施防止鐵心碎片掉入器身中，但該專利對如何降低變壓器裝配系數(shù)也沒有具體的描述。

公開號為CN103646778A的中國發(fā)明專利申請公開了一種非晶變壓器鐵心組裝配結(jié)構(gòu)和裝配方法，其主要特點是提供了一種非晶變壓器鐵心組裝配結(jié)構(gòu)和裝配方法，保證在非晶變壓器安裝完成后，鐵心組的上下端面都是平整的，方便鐵心夾件的安裝。但該專利對如何降低變壓器裝配系數(shù)也沒有具體的描述。

目前，非晶配電變壓器鐵心的裝配系數(shù)一般在1.45～1.65之間，這導(dǎo)致非晶鐵心原本非常優(yōu)異的磁性能未能得到充分利用。因此，如何降低裝配系數(shù)是亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種非晶合金鐵心變壓器及其裝配方法，該裝配方法能夠降低鐵損裝配系數(shù)，制造具有低裝配系數(shù)的非晶變壓器，本發(fā)明的所述的變壓器包括電壓等級為6kV～35kV，額定容量為30kVA～2000kVA的各種類型的配電變壓器、風(fēng)電變壓器等，以解決非晶變壓器裝配系數(shù)偏高的問題。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種非晶合金鐵心變壓器的裝配方法，依次包括：準(zhǔn)備、鐵心搭接邊打開、鐵心套裝、鐵心搭接邊關(guān)閉、安裝上下夾件以及器身翻轉(zhuǎn)步驟，其中：

在所述鐵心搭接邊關(guān)閉步驟中，鐵心搭接邊的搭接長度不小于10mm；

在所述安裝上下夾件步驟和器身翻轉(zhuǎn)步驟之間還包括墊板步驟，以確保器身翻轉(zhuǎn)后鐵心搭接邊下垂量位于-2mm～2mm之間(比如-1.5mm、-1mm、-0.5mm、0mm、0.5mm、1mm、1.5mm)；或者在所述器身翻轉(zhuǎn)步驟后還包括墊板步驟，以確保器身翻轉(zhuǎn)后鐵心搭接邊下垂量位于-2mm～2mm之間。

在上述裝配方法中，作為一種優(yōu)選實施方式，所述搭接長度為10-16mm(比如10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、14.5mm、15mm、15.5mm)。

在上述裝配方法中，作為一種優(yōu)選實施方式，所述墊板步驟是在下夾件與鐵心搭接邊之間襯墊適當(dāng)厚度的絕緣板。優(yōu)選地，所述絕緣板為絕緣紙板。

在上述裝配方法中，作為一種優(yōu)選實施方式，在所述準(zhǔn)備步驟中，將變壓器油均勻地涂抹于鐵心搭接處，以所述鐵心搭接處底部有油滲出為準(zhǔn)。

在上述裝配方法中，作為一種優(yōu)選實施方式，所述變壓器的鐵心的鐵損裝配系數(shù)小于1.4。

在上述裝配方法中，作為一種優(yōu)選實施方式，所述變壓器的電壓等級為6kV～35kV，額定容量為30kVA～2000kVA。

在上述裝配方法中，作為一種優(yōu)選實施方式，所述變壓器為單相變壓器或三相變壓器；更優(yōu)選地，所述三相變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)為四框五柱式或三框三柱式結(jié)構(gòu)。

在上述裝配方法中，所述變壓器可以是非晶配電變壓器、非晶風(fēng)電變壓器等各種不同用途的非晶變壓器，優(yōu)選地，所述變壓器為非晶配電變壓器或非晶風(fēng)電變壓器。

采用上述裝配方法獲得的非晶合金鐵心變壓器。

在非晶合金鐵心配電變壓器的裝配試驗中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，造成鐵心磁性能惡化、產(chǎn)生裝配系數(shù)的主要原因包括：

首先，非晶鐵心在完成套裝后的搭接邊關(guān)閉過程中，關(guān)閉的質(zhì)量會影響鐵心的磁性能。應(yīng)用于配電變壓器的非晶鐵心多采用分布式搭接方式，一方面便于在變壓器裝配時可以通過打開該搭接邊將繞組套裝進(jìn)鐵心窗口內(nèi)，另一方面使每組帶材各自搭接，可降低每組帶材內(nèi)部磁通在閉合時的磁阻，參見圖2。對于每一組帶材而言，搭接處是其磁路上最大磁阻之處，往往決定了整個磁路的磁阻。而每個搭接處的搭接長度L又決定了搭接縫磁阻的大小。為了降低磁阻，鐵心在設(shè)計和制造時，一般都保證搭接處的搭接長度大于12mm。但是，由于組成變壓器的各種零部件的尺寸偏差及裝配工藝等原因，在變壓器裝配時往往無法完全恢復(fù)原來的搭接長度。本發(fā)明的發(fā)明人通過實驗發(fā)現(xiàn)，在鐵心套裝后，鐵心搭接邊關(guān)閉時的搭接長度與套裝后鐵心的鐵損裝配系數(shù)成反比，參見圖3。因此，為了降低磁路的磁阻和總損耗，必須保證在套裝后的鐵心搭接邊關(guān)閉過程中使搭接長度盡量長，最好能夠完全恢復(fù)到鐵心打開之前的長度。目前大多數(shù)變壓器制造商只能要求套裝后的鐵心搭接長度不小于8mm，但即使這種要求也經(jīng)常不能滿足，造成變壓器裝配后的磁性能明顯惡化，裝配系數(shù)明顯提高。

其次，在完成鐵心套裝之后，器身需要翻轉(zhuǎn)90°，使鐵心呈豎直方向，鐵心搭接邊向下，鐵心重量完全通過繞組傳遞到夾件上。此時，由于鐵心搭接邊呈自由狀態(tài)，會因重力而產(chǎn)生下垂，使搭接邊產(chǎn)生變形(如圖4所示)，因而使磁性能惡化。我們發(fā)現(xiàn)，如果在器身翻轉(zhuǎn)后，在鐵心搭接邊下方用絕緣板將搭接邊頂起，防止搭接邊下垂，則鐵心磁性能會明顯改善。鐵心的鐵損裝配系數(shù)與搭接邊下垂量有關(guān)(搭接邊下垂量指器身翻轉(zhuǎn)后的鐵心總高度與翻轉(zhuǎn)前的鐵心總高度之差)，參見圖5。因此，為了降低裝配系數(shù)，應(yīng)將器身翻轉(zhuǎn)后的搭接邊下垂量控制在-2mm～2mm之間。

本發(fā)明的有益效果在于：優(yōu)化了非晶變壓器的器身裝配工藝，可使鐵損裝配系數(shù)降低到1.4以下，相對于傳統(tǒng)的器身裝配方法，變壓器空載損耗能夠降低10％以上。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有非晶合金鐵心配電變壓器裝配工藝流程示意圖；

圖2為鐵心搭接邊示意圖，其中尺寸L為搭接長度；

圖3為變壓器裝配工藝系數(shù)(包括鐵損和激磁功率)隨搭接長度的變化曲線；

圖4為未墊板之前器身翻轉(zhuǎn)后鐵心搭接邊下垂示意圖；

圖5為器身翻轉(zhuǎn)后鐵心損耗裝配系數(shù)隨鐵心搭接邊下垂量的變化曲線；

圖6為鐵心與下夾件之間的墊有絕緣板的示意圖；

附圖中，標(biāo)記如下：

1-下夾件 2-上夾件 3-鐵心 4-線圈 5-絕緣紙板。

具體實施方式

下面以三相四框五柱式非晶變壓器裝配為例，對能夠降低非晶變壓器裝配系數(shù)的器身裝配方法進(jìn)行具體說明，需要特別說明的是，本方法雖然以三相四框五柱式非晶變壓器裝配為例進(jìn)行說明，但本發(fā)明也適用于單相變壓器和三框三柱式的非晶變壓器的器身裝配，只是在具體操作上略有區(qū)別，具體如下：

(1)準(zhǔn)備好裝配所用的設(shè)備、工裝、工具(均為常規(guī)裝配所用設(shè)備和工具)，調(diào)節(jié)好裝配工作臺V型架的高度，按照A、B、C三相順序?qū)?個線圈(單相變壓器為1個或2個線圈)依次放在V型架上。在線圈之間放置絕緣。

(2)按照中間二個大框、兩側(cè)二個小框的方式將待裝配鐵心擺放在液壓升降平臺車上(單相變壓器為1只或2只鐵心)。鐵心搭接處用漆刷均勻地涂抹變壓器油，以底部有油滲出為準(zhǔn)。

(3)然后用插片刀分套打開鐵心搭接邊，將鐵心邊框套入不銹鋼護(hù)套，將套上不銹鋼護(hù)套的鐵心完全推入繞組的窗口內(nèi)。

(4)以套為單位將鐵心搭接邊復(fù)原(即搭接邊關(guān)閉)，必須保證同一組的頭和尾相互搭接(即有一部分上下重疊，重疊部分的長度為搭接長度)，且必須保證搭接長度L不小于10mm。

(5)在非晶鐵心和外層硅鋼片之間放置一塊橡膠墊；安裝接地片。

(6)如鐵心為2排，在第一排鐵心合鐵完成后，在整個層面放置一層絕緣紙板，重復(fù)步驟(2)～(6)，完成第二層的套裝和搭接邊關(guān)閉。

(7)放置必要的絕緣材料，用0.25mm絕緣紙包裹鐵心。

(8)安裝上下夾件，為了防止在隨后的器身翻轉(zhuǎn)后鐵心搭接邊下垂，需要在下夾件與鐵心搭接邊之間襯墊適當(dāng)厚度的絕緣板，絕緣板的厚度應(yīng)充滿下夾件與搭接邊之間的空隙，以使得器身翻轉(zhuǎn)后搭接邊下垂量控制在‐2mm～2mm之間為準(zhǔn)。應(yīng)注意，對于四框五柱變壓器來說，由于大框鐵心與小框鐵心的尺寸不同，所使用的絕緣板的厚度也存在差異，參見圖6所示。

(9)將器身翻轉(zhuǎn)90°，變壓器裝配完畢。

以上方法中沒有詳細(xì)說明的內(nèi)容為本領(lǐng)域常規(guī)內(nèi)容、設(shè)備或方法。

采用上述器身裝配方法即可獲得本發(fā)明的低裝配系數(shù)的非晶變壓器。

表1為不同相數(shù)、不同容量、不同鐵心結(jié)構(gòu)形式的非晶變壓器分別采用上述方法和傳統(tǒng)方法進(jìn)行器身裝配，所獲得的變壓器的總損耗及裝配系數(shù)的對比。從測試數(shù)據(jù)看出，采用了本發(fā)明的裝配方法制得的非晶變壓器的鐵損裝配系數(shù)平均為1.32，比傳統(tǒng)裝配方法降低了12％以上。

以上實施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。

表1