三相立體疊鐵芯、三相立體疊鐵芯電力變壓器的製作方法

2023-05-23 17:05:29 3

本實用新型涉及變壓器製造技術，具體地說是一種三相立體疊鐵芯、三相立體疊鐵芯電力變壓器。

背景技術：

目前，立體卷鐵芯變壓器廣泛應用於配電變壓器的製造中，卷鐵芯本身在繞制時需要專用繞制設備，隨著變壓器容量增大，對繞制設備的要求也相應增加，因此變壓器容量受到制約。由於立體卷鐵芯為閉口結構，線圈需要在鐵芯上繞制，還需要複雜的工裝設備，而且線圈與鐵芯撐緊困難，造成變壓器抗短路能力大幅下降。鐵芯拐角位置為圓弧形結構，導致線圈壓緊困難，也會使變壓器抗短路能力下降。

同時，隨著變壓器容量增大，對線圈繞制設備的要求也會相應增加，因此變壓器容量受到制約。

立體卷鐵芯變壓器每種規格的線圈均需要配置不同型號的工裝設備，變壓器優化後原有的工裝設備將被閒置，造成巨大浪費。

中國實用新型專利(97105166.6)公開了一種三衡三節變壓器，其矽鋼片軛與柱之間採用對接方式，結構鬆散，鐵芯疊裝過程工藝極為複雜，如在疊片時需要用漆(膠)將下軛與柱粘為一體，再經過一系列加固處理後，還需入爐乾燥固化，冷卻後再進行分別對柱和軛進行接並，生產製造難度很高，實用性很差，製造工時長，鐵芯損耗較大，導致無法推廣應用。

技術實現要素：

針對現有技術中變壓器用立體卷鐵芯在製造過程中，工藝複雜，設備成本高、線圈抗短路能力差以及變壓器容量受到限制，同時三衡三節變壓器生產製造難度很高、實用性很差等不足，本實用新型要解決的技術問題是提供一種可提高抗短路能力，無需專用的鐵芯及線圈繞制設備，容量不受繞制設備限制，生產製造工藝簡單，具有實用價值的三相立體疊鐵芯、三相立體疊鐵芯電力變壓器。

為解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案是：

本實用新型一種三相立體疊鐵芯，具有三個豎直放置、結構相同的口字形鐵芯疊片結構，口字形結構豎直芯柱部分橫截面為半圓形，口字形結構由多層口字形鐵晶片疊裝組成，每層口字形鐵晶片均在同一個平面內，單層或多層間採用步進結構；三個相鄰口字形鐵芯疊片結構兩兩對接，形成具有三個鐵芯柱橫截面為圓形的三相立體疊鐵芯結構。

口字形鐵芯的上、下軛片寬與對應的芯柱片寬相等，上下軛與柱為45度斜接縫。

口字形鐵芯的上軛橫截面為不對稱山字形，下軛橫截面為倒置的不對稱山字形，上、下軛橫截面形狀為鏡像關係。

口字形鐵芯的上、下軛橫截面為紡錘形。

山字形或紡錘形的尖頂處理為平頂。

本實用新型三相立體疊鐵芯的電力變壓器，在每相三相立體疊鐵芯的芯柱外套裝空心圓柱形變壓器線圈，在變壓器線圈上、下端部分別採用三相整體壓緊裝置。

三相整體壓緊裝置包括壓板和墊塊，其中墊塊粘接於壓板上，墊塊間形成油道；墊塊與線圈相抵接，壓板通過夾件與鐵軛壓緊。

本實用新型具有以下有益效果及優點：

1.本實用新型為立體疊鐵芯結構，鐵芯為疊片方式，線圈為傳統的獨立繞制方式，較立體卷鐵芯變壓器線圈繞制更加方便，同時省去了鐵芯及線圈繞制工裝設備，節省了大量設備成本，同時容量不再受卷鐵芯設備及線圈繞制設備的限制；變壓器鐵芯口字形結構牢固，形成的三相立體結構非常穩定、牢固，生產製造工藝簡單，具有實用價值。

2.本實用新型由於為立體疊鐵芯結構，與傳統的疊鐵芯結構線圈套裝工藝一致，線圈與鐵芯撐緊得到了保障，同時也解決了線圈壓緊問題，提高了變壓器抗短路能力。

3.本實用新型較傳統的普通疊鐵芯變壓器節省了鐵芯材料，降低了成本。

4.本實用新型的漏磁分布優於傳統的普通疊鐵芯變壓器，降低了漏磁在夾件、油箱中的渦流損耗。

5.本實用新型的上下軛矽鋼片為豎直放置，相對鐵立體卷鐵芯結構，由漏磁引起的損耗較小，降低了鐵軛局部過熱。

6.本實用新型變壓器整體高度降低，因而也降低了運輸高度，對於大容量變壓器可減少大量的運輸費用和拆裝費。

附圖說明

圖1為本實用新型結構鐵芯示意圖；

圖2為本實用新型鐵芯俯視示意圖；

圖3為本實用新型鐵芯步進結構示意圖；

圖4為本實用新型鐵芯線圈裝配後的示意圖；

圖5為本實用新型中上、下軛橫截面示意圖(一)；

圖6為本實用新型中上、下軛橫截面示意圖(二)；

圖7為本實用新型三相鐵芯柱放置示意圖。

其中，1為芯柱，2為上軛，3為下軛，4為線圈。

具體實施方式

如圖1、2所示，本實用新型一種電力變壓器用三相立體疊鐵芯，具有三個豎直放置、結構相同的口字形鐵芯疊片結構，口字形結構豎直芯柱部分橫截面為半圓形，口字形結構由多層口字形鐵晶片疊裝組成，每層口字形鐵晶片均在同一個平面內，單層或多層間採用步進結構，如圖3所示，疊裝後結構非常牢固。三個相鄰口字形鐵芯疊片結構兩兩對接，形成具有三個鐵芯柱橫截面為圓形的三相立體疊鐵芯結構。

口字形鐵芯的上、下軛片寬與對應的芯柱片寬相等。

口字形鐵芯的上軛橫截面可為不對稱山字形，下軛橫截面可為倒置的不對稱山字形，上、下軛橫截面形狀為鏡像關係，如圖5所示。

或者口字形鐵芯的上、下軛橫截面均為紡錘形，如圖6所示。

為了降低運輸高度，將山字形或紡錘形的尖頂處理為平頂，同時也節省了鐵芯材料。

本實用新型三相立體疊鐵芯的電力變壓器，採用三相立體疊鐵芯做為器身主體結構，在每相三相立體疊鐵芯的芯柱外套裝空心圓柱形變壓器線圈，在變壓器線圈上、下端部分別採用三相整體壓緊裝置，該三相整體壓緊裝置包括壓板和墊塊，其中墊塊粘接於壓板上，墊塊間形成油道；墊塊與線圈相抵接，壓板通過夾件與鐵軛壓緊。這種整體壓緊裝置與傳統的疊鐵芯結構線圈套裝工藝一致，與卷鐵芯變壓器相比，線圈與鐵芯撐緊得到了保障，同時也解決了線圈壓緊問題，顯著提高變壓器的抗短路能力，三相整體壓緊裝置製作簡單，降低了工藝難度，提高了裝配效率。

如圖4所示，將上述結構的三相立體疊鐵芯應用於400kVA的三相變壓器中，其三相線圈可以獨立繞制，繞制完成後再與立體疊鐵芯的心柱部分進行套裝，然後再疊插上軛，本實用新型結構可以三人同時疊插上軛，能夠縮短裝配時間。

本實用新型三相立體疊鐵芯電力變壓器的裝配方法包括以下步驟：

分別製作三相立體疊鐵芯和線圈；

去除三相立體疊鐵芯的上軛部分；

放置下部整體壓緊裝置；

將三相線圈分別套裝在三相立體疊鐵芯的芯柱上；

內線圈與鐵芯通過撐條和撐棒撐緊；

放置上部整體壓緊裝置；

安裝上軛，形成三相立體疊鐵芯電力變壓器的器身；

按三相立體變壓器的裝配方式完成其他部分的組裝，形成三相立體疊鐵芯電力變壓器。

其中，三相立體疊鐵芯的製作包括以下步驟：

將不同規格的疊片根據設計要求依層級次序水平疊裝在支撐模具上，形成單個口字形疊片結構；

對每個口字形疊片結構進行捆綁固定；

將三個口字形疊片結構起立，分別豎直放置於下夾件上，相鄰口字形鐵芯疊片結構兩兩對接，形成具有三個鐵芯柱橫截面為圓形的三相立體疊鐵芯結構。三相鐵芯柱放置示意圖如圖7所示。

每個口字形疊片的心柱部分橫截面總體為半圓形，上、下軛橫截面可為不對稱山字形或紡錘形，也可將山字形或紡錘形的尖頂處理為平頂。

本實用新型三相立體疊鐵芯可適用於各種規格的電力變壓器，尤其是10000kVA以上的大型電力變壓器，集成度更高，更加節省空間，降低了由漏磁引起的結構件渦流損耗，避免了局部過熱的發生。