[發(fā)明專利]內(nèi)冷式變壓器卷鐵芯

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210326550.3
• 申請日: 2012-09-05
• 公開（公告）號: CN103050235A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬志剛
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東嶺先技術(shù)投資企業(yè)（有限合伙）
• 主分類號: H01F27/26
• 分類號: H01F27/26;H01F27/245;H01F27/08;H01F27/30
• 代理公司: 北京卓言知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11365
• 代理人: 龔清媛;趙國虹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種卷繞鐵芯式變壓器，特別是一種帶有內(nèi)冷通道的立體變壓器卷鐵芯結(jié)構(gòu)，屬于電力變壓器制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

變壓器是配電系統(tǒng)中大量使用的重要電器，它通過升高或降低電壓配合完成電力的經(jīng)濟(jì)輸送、分配與安全使用。隨著電氣工業(yè)的迅猛發(fā)展，對于電力變壓器的電壓、容量等功能要求和空載、溫升、絕緣、壽命等性能要求越來越高、越來越多，而改善功能和性能所涉及的核心技術(shù)之一在于變壓器的鐵芯。鐵芯可分為疊片式鐵芯和卷繞式鐵芯(簡稱卷鐵芯)，后者采用較薄的高導(dǎo)磁冷軋硅鋼片制造，充分發(fā)揮薄片渦流損耗低的優(yōu)勢，具有相對于疊片式鐵芯體積小、損耗低和噪聲低的特點(diǎn)。而立體卷鐵芯變壓器比平面卷鐵芯變壓器性能更優(yōu)越，它由三個(gè)框式的卷鐵芯元件相互結(jié)合而成，三個(gè)框式的卷鐵芯元件相互結(jié)合的部分構(gòu)成鐵芯柱，內(nèi)繞組和外繞組分別同芯地套裝在三個(gè)芯柱上。卷鐵芯的問世，特別是立體卷鐵芯的問世，為新一代電力變壓器的發(fā)展提供了新的方向，它比傳統(tǒng)的鐵芯具有明顯優(yōu)勢，特別是在節(jié)能環(huán)保方面具有更多的優(yōu)勢，然而其鐵芯內(nèi)部仍然存在高溫內(nèi)核區(qū)域，并且其溫度很難被降低，技術(shù)尚不成熟，有待進(jìn)一步發(fā)展。

中國發(fā)明專利CN201110139988.6公開了一種非包封立體卷鐵心非晶合金干式變壓器，其冷卻道僅布設(shè)在鐵芯柱的外圍，三維立體鐵芯柱為實(shí)心結(jié)構(gòu)，這種外冷式芯柱結(jié)構(gòu)的冷卻效果不夠理想，而且現(xiàn)有鐵芯的內(nèi)圈是矩形縱切面，卷到外面卷繞好時(shí)四個(gè)角成近似圓形，鐵芯柱的截面為矩形、階梯形或多邊形，非真圓形，這種框式卷鐵芯元件在其橫軛和豎芯柱之間的結(jié)合部之間的內(nèi)應(yīng)力極不均勻，導(dǎo)致鐵芯在強(qiáng)大的電磁場中易變形。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于克服現(xiàn)有的立體卷鐵芯在冷卻結(jié)構(gòu)上存在的缺陷，提供一種內(nèi)冷式變壓器卷鐵芯，通過在卷鐵芯元件形成過程中所產(chǎn)生的內(nèi)冷式結(jié)構(gòu)，顯著改善了變壓器鐵芯的冷卻和散熱效果。

本發(fā)明的目的之二在于通過對卷鐵芯元件的縱切面形狀和截面形狀的新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用帶有雙弧形的跑道外形和真圓型截面的鐵芯磁路來增強(qiáng)立體卷鐵芯的整體穩(wěn)定性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下內(nèi)冷式變壓器卷鐵芯技術(shù)方案：

三維立體卷鐵芯1由三個(gè)卷鐵芯元件11構(gòu)成，其中每個(gè)卷鐵芯元件11具有封閉的磁路，所述的每個(gè)卷鐵芯元件11包括兩個(gè)直線部111和兩個(gè)圓弧部112，所述的封閉的磁路由每個(gè)卷鐵芯元件11的兩個(gè)直線部111分別與兩個(gè)圓弧部112首尾銜接形成，其縱斷面為跑道形，三個(gè)卷鐵芯元件11的六個(gè)直線部111相互兩兩結(jié)合組成三維立體卷鐵芯1的三個(gè)鐵芯柱12，三個(gè)卷鐵芯元件11的六個(gè)圓弧部112形成聯(lián)接三個(gè)鐵柱的上下六個(gè)弧形鐵軛。所述的鐵芯柱12上從內(nèi)到外同芯套裝有低壓繞組2和高壓繞組3。所述的每個(gè)卷鐵芯元件11的兩個(gè)直線部111上分別設(shè)有沿其中心線伸展的冷卻槽13，并且相鄰的兩個(gè)卷鐵芯元件11上的兩個(gè)冷卻槽13的槽口兩兩相對扣合，從而在每個(gè)所合成的鐵芯柱12內(nèi)部形成一條橫截面為孔形的內(nèi)冷通道(13，13)。

其中所述的內(nèi)冷通道(13，13)沿鐵芯柱12的中心線貫通整個(gè)或部分鐵芯柱12。

其中所述的內(nèi)冷通道(13，13)的上端或上下兩端具有與變壓器冷卻絕緣介質(zhì)連通的開口。

其中所述的卷鐵芯元件11的橫截面為半圓型，所述的立體卷鐵芯1的每個(gè)芯柱12的橫截面為真圓型或近似真圓形。

其中所述的卷鐵芯元件11由多層具有彈性的對接式鐵芯片料10疊卷而成，每層鐵芯片料10的開口交錯(cuò)設(shè)置，開/閉軛結(jié)構(gòu)設(shè)置在每層鐵芯片料10的開口處。所述的開/閉軛結(jié)構(gòu)為形成在卷鐵芯元件11的兩個(gè)圓弧部中的一個(gè)上的搭接縫結(jié)構(gòu)。

其中所述的鐵芯片料10包括多層，各鐵芯片料10的厚度相等。其中每層鐵芯片料10占據(jù)卷鐵芯元件11的一個(gè)層序；所述的每層鐵芯片料10具有由兩個(gè)側(cè)邊和端邊構(gòu)成的輪廓，所述的兩個(gè)側(cè)邊輪廓形狀取決于該鐵芯片料10所在的卷鐵芯元件11的對應(yīng)層序的截面形狀尺寸、框架形狀尺寸；所述的兩個(gè)端邊輪廓形狀取決于所在的卷鐵芯元件11的對應(yīng)層序的開軛位置和開/閉軛結(jié)構(gòu)的形狀；每層鐵芯片料10還具有沿所述輪廓的厚度方向延伸的邊緣形狀，所述的邊緣形狀取決于所在的卷鐵芯元件11的對應(yīng)層序的橫截面的邊緣輪廓形狀。