開口卷鐵芯乾式電力變壓器的製作方法

2023-05-23 10:00:51

專利名稱：開口卷鐵芯乾式電力變壓器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種高性能的乾式電力變壓器，適用容量為30-3150千伏安。
背景技術：
乾式電力變壓器主要由鐵芯和線圈組成，在產的乾式電力變壓器的鐵 芯為疊片、巻鐵芯結構。疊片結構鐵芯，矽鋼片疊積成型的鐵芯在每片的 邊接處都存在多處斜接縫，從而導致磁阻和鐵損的增大，使變壓器的勵磁 電流也增大，降低了功率因數，嚴重影響了電網的供電質量；由於變壓器 鐵芯的接縫還會導致高達45-70分貝的變壓器運行噪聲；而巻鐵芯結構的 變壓器鐵芯均為不開口式鐵芯，雖性能好、噪音低，但由於受生產工藝上 的限制不能滿足生產乾式電力變壓器的條件，也存在維修困難、使用不經 濟等缺陷，也制約了巻鐵芯在乾式變壓器上的推廣和應用。 發明內容本發明涉及一種開口巻鐵芯乾式變壓器，目的是解決疊片式鐵芯乾式 變壓器的性能低、噪音大、高耗能及巻鐵芯應用在乾式變壓器製造工藝， 加快節電、節能、環保的技術應用。開口巻鐵芯乾式變壓器鐵芯，是採用 圓、橢圓、立體三角型開口鐵芯巻繞機巻繞而成。先由矽鋼帶縱剪線和矽 鋼帶折線開料機開出的直線或曲線條料，經鐵芯巻繞機在對斷開後的矽鋼 帶進行連續逐層巻制，其中每層中都有一個斷口，斷口的位置在鐵芯巻繞 機的自動控制系統下按有規律的線性排列；通常根據製造的變壓器容量需 要設定斷口的位置，位置可設在邊柱、上軛或下軛；鐵芯中的三個芯柱的截面形狀為圓形、臺階形(外接圓形)、多邊形(外接圓形)，對應的高、 低壓線圈套的截面形狀為圓形。由於鐵芯的開口特性，使得變壓器在生產 及用戶維修中不再需要巻鐵芯線圈繞線專用設備進行生產或更換部件。本發明的工藝技術方案開口巻鐵芯是採用本申請人在申請號為200610029267. 9中專利設備提供圓形、橢圓型立體三角型開口鐵芯巻繞機 巻制；先巻繞成圓形後經液壓機壓製成外形為"口"字形且截面為內凹半 圓形的鐵芯；將其兩個為"口"字形開口巻鐵芯並排放置，構成一個橫"口" 字型的矩形框體。以橫"口"字型的內凹半圓矩形框體為內芯模，再用巻 繞機在其框體外部用直線或曲線矽鋼帶巻繞成截面為外凸半圓形大"口" 字形的開口巻鐵芯框體緊密巻繞結實，完成橫"日"型三柱三相變壓器鐵 芯的巻制。鐵芯製作工藝技術要求。將矽鋼帶條料在剪斷後迅速的進行連續巻繞 成型，鐵芯的三個芯柱截面是由兩個圓形或臺階形(外接半圓形)或多邊 形(外接半圓形)的內凹半圓形和一個與內凹半圓形相同形狀的外凸半圓 形對接，形成截面為圓型的圓柱體。採用上述結構所製作的變壓器鐵芯， 需要經過退火工藝處理，以消除內應力、恢復磁力取向。本發明涉及的乾式電力變壓器，是以橫"日"型三柱三相開口巻鐵芯 框體作為基本構件，經過退火工藝處理後可將鐵芯開口處逐層分別打開， 呈'U，型結構，把打開後'U，型的鐵芯取出後一疊疊插入已繞制好的環 氧樹脂幹變或非包封幹變所需要的變壓器初級、次級線圈，然後進行套裝、 浸漆、烘乾等工藝處理，再安裝夾件引出接線端，即可生產出三相三芯柱 環氧樹脂乾式電力變壓器或非包封絕緣開口式巻鐵芯乾式電力變壓器，涉及的乾式電力變壓器的種類是三相F級環氧樹脂乾式變壓器、NOMEX浸 漬式非包封絕緣乾式變壓器，容量可在30KVA 3150KVA。本發明效果。截面為臺階形、多邊形、圓形的開口巻鐵芯的乾式電力 變壓器，具有磁路短、性能好、功率因數高、節省原材料、體積小、抗突 發短路能力強、工藝性好等特點。當開口巻鐵芯截面形狀為臺階形、多邊 形時，材料的利用率是100%。在生產製造工藝上不再需要巻鐵芯專用的繞 線設備，線圈可單獨繞制，生產效率高，適於規模化生產。在變壓器用戶 端，變壓器線圈一旦出現故障，將變壓器鐵芯開口處打開取出線圈後，對 線圈進行維修或更換，避免了用戶增加更換變壓器成本，從而獲得了資源 再利用。


對本發明結合附圖和實施例的說明。圖l是本發明的開口鐵芯視圖，開口位置在上軛；圖2是本發明的開 口鐵芯視圖，開口位置在下軛和芯柱上；圖3是本發明芯柱為圓形的芯柱 截面視圖；圖4是本發明芯柱為臺階形(外接圓形)的芯柱截面視圖；圖 5是本發明芯柱為多邊形(外接圓形)的芯柱截面視圖；圖6是變壓器的 主視圖與俯視圖；圖7是開口位置單片矽鋼片視圖。圖1中對應不同容量的鐵芯的尺寸範圍H的範圍是400mm到 2000mm;Hl的範圍是350mm到1800mm;Hw的範圍是300mm到1500mm; Ll的範圍是125mm到450mm; L的範圍是400mm到950mm; Mo的範圍 是170mm到750mm;軛寬範圍是100mm到350mm;圖2、圖3、圖4中對應不同容量變壓器芯柱截面圓直徑範圍是60mm到500mm;圖3中芯柱截面的臺階數稱之為鐵芯的級數(用n來表示)，對應不同 容量變壓器n的範圍是5 19，截面外接圓的直徑範圍是60mm到500mm，圖中的11=11;圖4中對應不同容量變壓器芯柱截面的多邊數的範圍是8 50，截面 外接圓的直徑範圍是60mm到500mm;圖5中對應不同容量的變壓器外觀尺寸範圍a的範圍是415mm到 1300mm; b的範圍是100mm到750mm; c的範圍是420mm到2500mm。 實施方式如圖1所示，該變壓器鐵芯由兩個外觀形狀為"口"字型截面為內凹 半圓形的開口巻鐵芯(1)、 (2)並排放置構成一個橫"口"字型的矩形框 體，另一個截面為外凸半圓形的開口巻鐵芯矩形框體(3)將(1)、 (2)包 裹其內。如圖3、圖4、圖5所示，開口巻鐵芯的三個芯柱截面都是由兩個內凹 半圓形和一個外凸半圓形對接成圓柱形，組裝完的鐵芯三個芯柱的截面均 為圓形。巻繞整個鐵芯所採用的三個單相鐵芯全部是矽鋼帶在切斷後連續 繞制而成。如圖4所示，開口巻鐵芯的三個芯柱截面形狀為臺階形(外接半圓形) (20) (21) (22)對接，組裝完的鐵芯三個芯柱的截面均為臺階形(外接 圓形)。參見圖5，開口巻鐵芯的三個芯柱截面形狀為多邊形(外接多邊半 圓形)(10) (11) (12)對接，組裝完畢的鐵芯三個芯柱的截面均為多邊形 (外接圓形)。對應的線圈套的截面形狀為圓形。參見圖l鐵芯開口處是由矽鋼帶逐層間有斷口且均勻分布條料巻繞而成，開口位置可在上軛(4) (5)，參見圖2開口位置也可在邊柱(8) (9)，開口位置也可在下軛參 見圖2 (6) (7)。參見圖6將拼裝完成型的鐵芯經整形後進行熱處理， 再將開口鐵芯在開口縫隙處打開成一U型，將繞制好的低壓線圈(13)裝 入三個鐵芯柱中，然後將每組低壓線圈外部緊固絕緣層(15)，再在絕緣層 外部將繞制好的高壓線圈(14)裝入其中，最後將鐵芯逐層閉合復原綁紮 固定安裝上夾件(17)和下夾件(18)並引出高壓接線端(16)與低壓接 線端(19)。最後，膠合、浸漬、烘乾、組裝即成乾式電力變壓器。如圖7所示，(23)為斷口位置在口字型內框上軛的單片矽鋼片，(24) 為斷口位置在外框大口子型上軛單片矽鋼片，(25)為斷口位置在口字型內 框邊柱單片矽鋼片；(26)為斷口位置在外框大口子型邊柱單片矽鋼片；(27) 為斷口位置在口字型內框下軛的單片矽鋼片，(28)為斷口位置在外框大口 子型下軛單片矽鋼片。在本發明中，巻繞變壓器鐵芯所採用的矽鋼帶厚度 在0.18mm 0.35mm之間。如圖8所示，矽鋼帶折線開料機上進行折線套裁開剪(29)，在普通矽 鋼帶縱剪線上進行開剪不同寬度矽鋼帶條料(30)，在專用的矽鋼帶折線開 料機上進行直線套裁開剪四邊形條料(31)，分別巻繞成圓形、臺階形、多 邊形鐵芯。以上實施例僅供說明本發明之用，而非對本發明的限制，有關專家、 業內人士、工程技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，均可 做出各種變型或完善。因此，所有等同的技術方案也應該屬於本發明的範 疇，應由各權利要求所限定。
權利要求
1. 一種高性能幹式電力變壓器，其特徵在於開口卷鐵芯由兩個外觀形狀為「口」字型截面為內凹半圓形的開口卷鐵芯並排放置構成一個橫「日」字型的矩形框體，另一個截面為外凸半圓形的開口卷鐵芯矩形框體將橫「日」字型的矩形框體包裹其內，鐵芯三個芯柱的截面都是由兩個內凹半圓形和一個外凸半圓形對接而成，拼裝後鐵芯三個柱的截面為準圓形。
2. 如權利要求1所述開口巻鐵芯乾式電力變壓器，鐵芯截面可為圓形結構， 每隻開口巻鐵芯(1)、 (2)、 (3)的截面形狀為半圓型，拼裝完後的鐵芯 三個柱的截面為圓形的圓柱體結構。對應不同容量變壓器芯柱截面圓的 直徑範圍是60mm到500mm。
3. 如權利要求1所述的開口巻鐵芯乾電力式變壓器，鐵芯截面可為臺階形(外接圓形)結構，開口巻鐵芯(20)、 (21)、 (22)的截面形狀為半圓 臺階形(外接半圓形)，拼裝完後鐵芯三個柱的截面為臺階形(外接圓形) 圓柱體結構。對應不同容量變壓器容量臺階n級數的範圍是5 19，截 面外接圓的直徑範圍是60mm到500mm。
4. 如權利要求1所述的開口巻鐵芯乾電力式變壓器，鐵心截面可為多邊形(外接圓形)結構，每隻開口巻鐵芯(10)、 (11)、 (12)的截面形狀為 半多邊形(外接半圓形)，拼裝完後的鐵芯三個柱的截面為多邊形(外接 圓形)圓柱體結構。對應不同容量變壓器芯柱截面的多邊數的範圍是8 50，截面外接圓的直徑範圍是60mm到500mm。
5. 如權利要求1所述的開口巻鐵芯乾式電力變壓器，其特徵在於鐵芯的斷 口位置可以在三個位置，在上軛(4) (5)、在下軛(6) (7)、在 邊柱(8) (9)。
6. 如權利要求1所述的開口巻鐵芯乾式變壓器，其特徵在於繞制鐵芯的矽 鋼帶是在切斷後連續繞製成圓形，在用液壓機壓成"口"字型內框，外框是巻制而成。鐵芯所採用的矽鋼帶厚度在0.18mm 0.35mm之間。
7. 如權利要求1所述的開口巻鐵芯乾式電力變壓器，其特徵在於對應不同容量的鐵芯的尺寸範圍，H的範圍是400mm到2000mm; Hl的範圍是 350mm至lj 1800mm; Hw的範圍是300mm妾lj 1500mm; Ll的範圍是 125mm到450mm; L的範圍是400mm到950mm; Mo的範圍是170mm 到750mm;軛寬範圍是100mm到350mm。
8. 如權利要求1所述的開口巻鐵芯乾式變壓器，其特徵在於對應不同容量變壓器的外觀尺寸範圍，a的範圍是415mm到1300mm; b的範圍是 100mm到750mm; c的範圍是420mm到2500mm。
9. 如權利要求1所述的開口巻鐵芯乾式變壓器，其特徵在於變壓器的高壓線圈(15)、低壓線圈(13)繞在三個鐵芯柱外，絕緣層(14)在高壓 線圈和低壓線圈中間，上夾件(17)和下夾件(18)緊固著鐵芯的上軛 和下軛，引出的高壓接線端(19)在變壓器上軛的一邊，引出的低壓接 線端(12)在變壓器上軛的另一邊。
10. 如權利要求1所述的開口巻鐵芯乾式變壓器，其特徵在於三相F級環氧 樹脂乾式變壓器及H級NOMEX浸漬式非包封絕緣乾式變壓器容量均 在30KVA 3150KVA。
全文摘要
一種高性能幹式電力變壓器。其特徵在於鐵芯框體均為矽鋼帶條料，採用本申請人在申請號為200610029267.9中提供圓、橢圓、立體三角型開口鐵芯卷繞機，卷繞成兩個外觀形狀為「口」字型，截面為內凹半圓形的開口卷鐵芯並排放置，構成一個橫「日」字型矩形框體，另一截面為外凸半圓形的開口卷鐵芯矩形框體將橫「日」字型矩形框體包裹其內，鐵芯三個芯柱的截面都是由兩個內凹半圓形和一個外凸半圓形對接而成，拼裝後鐵芯三個柱的截面為圓形或階梯型或多邊形圓柱體；由於鐵芯開口特性，線圈單獨繞制，在生產及維修時在開口縫隙的U形處將鐵芯打開進行安裝或更換線圈；可生產三相環氧樹脂乾式變壓器、非包封絕緣乾式變壓器，容量在30KVA～3150KVA。
文檔編號H01F27/30GK101276675SQ20071001073
公開日2008年10月1日 申請日期2007年3月27日 優先權日2007年3月27日
發明者李毅強, 苟東宇, 齊會南 申請人:齊會南;李毅強;苟東宇