本實用新型涉及變壓器領域的一種非晶鐵芯變壓器。
背景技術:
采用非晶合金鐵芯的非晶鐵芯變壓器具有極低的空載損耗特性,是目前最節能的變壓器,也是國家鼓勵推廣的環保產品。
非晶鐵芯變壓器的鐵芯是用非晶合金帶材卷繞而成的。非晶合金帶材的寬度規格有142mm、170mm、213mm和140mm以下的各種規格。同時因為非晶合金帶材的硬度大,無法像硅鋼片那樣輕易被裁剪,因此非晶鐵芯變壓器的鐵芯通常被卷繞成矩形,與之配合的線圈也為矩形。但矩形的線圈抗短路能力差,非晶鐵芯變壓器容量越大,抗短路問題越嚴峻。目前非晶鐵芯變壓器的容量基本在2500kVA以下。
同時,非晶鐵芯變壓器的低壓線圈用銅箔繞制時,一旦銅箔較厚,在轉角處很難繞制服帖,低壓線圈形狀和尺寸難控制。
同時非晶鐵芯變壓器的容量越大,其負載工作電流越大,伴隨產生極大的負載噪音,矩形線圈的線匝較松散,有間隙,交流電流吸合力作用下噪聲尤其明顯。
技術實現要素:
本實用新型的目的是為了克服現有技術的不足,提供一種非晶鐵芯變壓器,其可以使低壓線圈和高壓線圈的繞制更加服帖,幅向尺寸控制更好,可以提高非晶鐵芯變壓器的可靠性和抗短路能力,可以使得非晶鐵芯變壓器的負載噪聲得到有效控制。
實現上述目的的一種技術方案是:一種非晶鐵芯變壓器,包括鐵芯,以及圍繞所述鐵芯的鐵芯柱截面設置的低壓線圈和高壓線圈;在所述鐵芯的寬度方向上,所述鐵芯的疊厚從兩端向中間梯度增加。
進一步的,所述鐵芯包括一排第一鐵芯組,所述第一鐵芯組包括內鐵芯卷和外鐵芯卷,所述內鐵芯卷和所述外鐵芯卷,都是由非晶合金帶材卷繞而成的,所述外鐵芯卷同軸卷繞在所述內鐵芯卷的徑向外側,所述內鐵芯卷的寬度小于所述外鐵芯卷的寬度,所述內鐵芯卷和所述外鐵芯卷在寬度方向居中對齊。
進一步的,所述鐵芯包括兩排同軸設置的第一鐵芯組,所述第一鐵芯組包括內鐵芯卷和外鐵芯卷,所述內鐵芯卷和所述外鐵芯卷,都是由非晶合金帶材卷繞而成的,所述外鐵芯卷同軸卷繞在所述內鐵芯卷的徑向外側,所述內鐵芯卷的寬度小于所述外鐵芯卷的寬度,所述內鐵芯卷寬度方向上的第一端面和所述外鐵芯卷寬度方向上第一端面是平齊的,構成所述第一鐵芯組的寬度方向上的第一端面,所述內鐵芯卷寬度方向上的第二端面和所述外鐵芯卷寬度方向上第二端面構成所述第一鐵芯組寬度方向上的第二端面,兩排所述第一鐵芯組寬度方向上的第二端面分別對應所述鐵芯寬度方向上的兩個端面。
再進一步的,兩排所述第一鐵芯組寬度方向上的第一端面是面接觸的。
再進一步的,兩排所述第一鐵芯組之間還設有與兩排所述第一鐵芯組同軸的第二鐵芯組,所述第二鐵芯組寬度方向的兩個端面與兩排所述第一鐵芯組寬度方向上的第一端面對應面接觸,所述第二鐵芯組的疊厚大于所述第一鐵芯組的總疊厚。
進一步的,所述非晶合金變壓器還包括絕緣筒,所述低壓線圈、所述絕緣筒和所述高壓線圈圍繞所述鐵芯的鐵芯柱截面,從內向外依次同軸設置,所述低壓線圈、所述絕緣筒和所述高壓線圈的軸向截面的形狀均呈弧邊矩形。
再進一步的,所述低壓線圈或所述高壓線圈上留有一至三圈軸向散熱氣道。
進一步的,所述非晶合金變壓器還包括絕緣骨架和主油道,所述絕緣骨架、所述低壓線圈、所述主油道和所述高壓線圈圍繞所述鐵芯的鐵芯柱截面,從內向外依次同軸設置;所述絕緣骨架、所述低壓線圈、所述主油道和所述高壓線圈的軸向截面的形狀均為弧邊矩形。
再進一步的,所述高壓線圈或所述低壓線圈上留有一至三圈軸向油道。
采用了本實用新型的一種非晶鐵芯變壓器的技術方案,包括鐵芯,以及圍繞所述鐵芯的鐵芯柱截面設置的低壓線圈和高壓線圈;在所述鐵芯的寬度方向上,所述鐵芯的疊厚從兩端向中間梯度增加。其技術效果是:可以使低壓線圈和高壓線圈的繞制更加服帖,幅向尺寸控制更好,可以提高非晶鐵芯變壓器的可靠性和抗短路能力,可以使得非晶鐵芯變壓器的負載噪聲得到有效控制。
附圖說明
圖1為三相三柱鐵芯的卷繞示意圖。
圖2為由兩排第一鐵芯組所組成的三相三柱鐵芯的左視圖。
圖3為三相五柱鐵芯的卷繞示意圖。
圖4為由第二鐵芯組和兩排第一鐵芯組所組成的三相五柱鐵芯的左視圖。
圖5為本實用新型的一種非晶鐵芯變壓器的鐵芯由一排第一鐵芯組組成時的鐵芯柱截面示意圖。
圖6為本實用新型的一種非晶鐵芯變壓器的鐵芯由兩排第一鐵芯組組成時的鐵芯柱截面示意圖。
圖7為本實用新型的一種非晶鐵芯變壓器的鐵芯由第二鐵芯組和兩排第一鐵芯組組成時的鐵芯柱截面示意圖。
圖8為本實用新型的一種非晶鐵芯變壓器的為干式變壓器時的結構示意圖。
圖9為本實用新型的一種非晶鐵芯變壓器的為油浸式變壓器時的結構示意圖。
具體實施方式
請參閱圖1至圖9,本實用新型的發明人為了能更好地對本實用新型的技術方案進行理解,下面通過具體地實施例,并結合附圖進行詳細地說明:
請參閱圖1至圖9,本實用新型的一種非晶鐵芯變壓器,包括鐵芯1,鐵芯1由一至三排并列設置的鐵芯組構成。
當鐵芯中只有一排鐵芯組時,即鐵芯1中只有一排第一鐵芯組2。
第一鐵芯組2由內鐵芯卷21和同軸卷繞在內鐵芯卷21徑向外側的外鐵芯卷22構成。卷繞內鐵芯卷21的非晶合金帶材的寬度小于卷繞外鐵芯卷22的非合金帶材的寬度,因此,內鐵芯卷21的寬度W1小于卷繞外鐵芯卷22的寬度W2。在卷繞內鐵芯卷21和外鐵芯卷22時,內鐵芯卷21和外鐵芯卷22在寬度方向居中對齊,內鐵芯卷21和外鐵芯卷22的寬度方向,也就是第一鐵芯組2的寬度方向和鐵芯1的寬度方向。因此第一鐵芯組2,也就是鐵芯1寬度方向上的兩個端面均呈階梯狀。在鐵芯1寬度方向的兩端,鐵芯1的疊厚為外鐵芯卷22的疊厚T2,在鐵芯1寬度方向的中部,鐵芯1的疊厚為外鐵芯卷22的疊厚T2和內鐵芯卷的疊厚T1之和,因此,在鐵芯1的寬度方向上,鐵芯1的疊厚從兩端向中間梯度增大。
當鐵芯中含有兩排鐵芯組,即鐵芯1中有兩排同軸設置的第一鐵芯組2。
第一鐵芯組2由內鐵芯卷21和同軸卷繞在內鐵芯卷21徑向外側的外鐵芯卷22構成。卷繞內鐵芯卷21的非晶合金帶材的寬度小于卷繞外鐵芯卷22的非合金帶材的寬度,因此,內鐵芯卷21的寬度W1小于卷繞外鐵芯卷22的寬度W2。內鐵芯卷21寬度方向上的第一端面和外鐵芯卷22寬度方向上的第一端面是平齊的,形成第一鐵芯組2寬度方向上的第一端面。內鐵芯卷21寬度方向上的第二端面和外鐵芯卷22寬度方向上第二端面構成第一鐵芯組2寬度方向上的第二端面,第一鐵芯組2寬度方向上的第二端面呈階梯狀。兩排第一鐵芯組2寬度方向上的第一端面是面接觸的。兩排第一鐵芯組2寬度方向上的第二端面對應形成鐵芯1寬度方向的兩個端面。在鐵芯1寬度方向的兩端,鐵芯1的疊厚為外鐵芯卷22的疊厚T2,在鐵芯1寬度方向的中部,鐵芯1的疊厚為外鐵芯卷22的疊厚T2和內鐵芯卷的疊厚T1之和,因此,在鐵芯1的寬度方向上,鐵芯1的疊厚從兩端向中間梯度增大。
當鐵芯1中含有三排鐵芯組時:即鐵芯1中有兩排同軸設置的第一鐵芯組2,以及在兩排第一鐵芯組2之間,與兩排第一鐵芯組2同軸設置的第二鐵芯組3。
第一鐵芯組2由內鐵芯卷21和同軸卷繞在內鐵芯卷21徑向外側的外鐵芯卷22構成。卷繞內鐵芯卷21的非晶合金帶材的寬度小于卷繞外鐵芯卷22的非合金帶材的寬度,因此,內鐵芯卷21的寬度W1小于卷繞外鐵芯卷22的寬度W2。內鐵芯卷21寬度方向上的第一端面和外鐵芯卷22寬度方向上的第一端面是平齊的,形成第一鐵芯組2寬度方向上的第一端面。內鐵芯卷21寬度方向上的第二端面和外鐵芯卷22寬度方向上第二端面構成第一鐵芯組2寬度方向上的第二端面,第一鐵芯組2寬度方向上的第二端面呈階梯狀。第二鐵芯組3由寬度為W3的等寬非晶合金帶材卷繞成,即第二鐵芯組3的寬度為W3。第二鐵芯組3設置在兩組第一鐵芯組2的中間。第二鐵芯組2寬度方向上的兩個端面對應與兩排第一鐵芯組2寬度方向上第一端面面接觸。第二鐵芯組3的疊厚T3,大于等于第一鐵芯組2的總疊厚,兩排第一鐵芯組2寬度方向上的第二端面對應形成鐵芯1寬度方向的兩個端面。在鐵芯1寬度方向的兩端,鐵芯1的疊厚為外鐵芯卷22的疊厚T2,在鐵芯1寬度方向的中部,鐵芯1的疊厚為第二鐵芯組3的疊厚T3,兩者之間的疊厚為外鐵芯卷22的疊厚T2和內鐵芯卷的疊厚T1之和,即第一鐵芯組2的總疊厚。因此,在鐵芯1的寬度方向上,鐵芯1的疊厚從兩端向中間梯度增大。
鐵芯1可以是三相五柱式或三相三柱式。無論鐵芯1是一排、兩排、三排鐵芯組,在鐵芯1的寬度方向上,鐵芯1的疊厚從兩端向中間梯度增大。因此鐵芯1的鐵芯柱截面的包絡線形成弧邊矩形。
若本實用新型的一種非晶鐵芯變壓器為干式變壓器,則除了鐵芯1以外,還包括圍繞鐵芯1的鐵芯柱截面設置的低壓線圈4,以及在低壓線圈4徑向外側設置的高壓線圈6。低壓線圈4和高壓線圈6的軸向截面的形狀,依托鐵芯1的鐵芯柱截面而呈弧邊矩形;低壓線圈4和高壓線圈6均是用漆包線或銅箔繞制后經環氧樹脂真空澆注后固化成型的。低壓線圈4和高壓線圈6徑向之間,可設置軸向截面形狀也為弧邊矩形的絕緣筒5。同時,低壓線圈4和高壓線圈6上均可留有一至三圈軸向散熱氣道7。低壓線圈4、絕緣筒5和高壓線圈6是同軸設置的。絕緣筒5增加了本實用新型的一種非晶鐵芯變壓器的主空道爬距。
若本實用新型的一種非晶鐵芯變壓器為油浸式變壓器,則除了鐵芯1以外,還包括圍繞鐵芯1的鐵芯柱截面,從內向外依次同軸設置的絕緣骨架9、低壓線圈4、主油道10和高壓線圈6。絕緣骨架9、低壓線圈4、主油道10和高壓線圈6均依托鐵芯1的鐵芯柱截面,因而軸向截面的形狀均為弧邊矩形。絕緣骨架9的厚度一般為4~8mm,根據非晶鐵芯變壓器容量的大小進行選擇。絕緣骨架9的外周壁上繞制低壓線圈4。低壓線圈4的徑向外側纏繞主油道10,主油道10的徑向外側繞制高壓線圈6,從而使絕緣骨架9、低壓線圈4、主油道10、高壓線圈6形成一個整體。為了增加散熱面積,高壓線圈6和低壓線圈4上均可設置一至三圈軸向油道7。
本實用新型通過鐵芯柱截面的包絡線為弧邊矩形的鐵芯1,使與之配合的低壓線圈4、高壓線圈6的軸向截面的形狀也呈弧邊矩形。這樣的設計,一是可以使銅箔、銅線繞制低壓線圈4和高壓線圈6時更服帖,低壓線圈4和高壓線圈6的幅向尺寸控制好。二是可以增加非晶鐵芯變壓器承受幅向電動力的能力,提高了非晶鐵芯變壓器的可靠性和抗短路能力;三是繞制低壓線圈4和高壓線圈6更加緊湊,使得非晶鐵芯變壓器的負載噪聲可以得到有效控制,特別是對干式變壓器的低壓線圈4澆注結構的負載噪聲控制更好。
采用一排第一鐵芯組2構成鐵芯1的非晶鐵芯變壓器的容量可為50~200kVA,采用兩排第一鐵芯組2構成鐵芯1的非晶鐵芯變壓器的容量可為200~2000kVA;采用兩排第二鐵芯組3和第一鐵芯組2構成鐵芯1的非晶鐵芯變壓器的容量可為2000~6300kVA。
本技術領域中的普通技術人員應當認識到,以上的實施例僅是用來說明本實用新型,而并非用作為對本實用新型的限定,只要在本實用新型的實質精神范圍內,對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型的權利要求書范圍內。