[發明專利]一種有橫向氣道高壓澆注線圈變壓器及其制造方法

在審

• 申請號: 201710180620.1
• 申請日: 2017-03-23
• 公開（公告）號: CN106847482A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 魏勝璋;梁新榮;魏海
• 申請（專利權）人: 江西特種變壓器廠
• 主分類號: H01F27/28
• 分類號: H01F27/28;H01F27/08;H01F27/32;H01F41/04
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司36115
• 代理人: 郭顯文

技術領域

本發明涉及環氧澆注變壓器的制造，具體涉及一種有橫向氣道高壓澆注線圈變壓器及其制造方法。

背景技術

環氧澆注變壓器制造廠家總是希望變壓器產品在滿足相應國家標準規定的空載損耗、負載損耗、阻抗電壓、工頻耐壓、局部放電、噪聲以及繞組溫升的基本要求前提下，盡量做到體積小、耗材少、重量輕、成本低。而環氧澆注變壓器主要由鐵心和線圈兩大部件組成。

如申請后視為撤回的CN200710037948.4專利申請名稱為：立體三角形開口卷鐵芯干式變壓器，采用可拆卸鐵軛立體卷鐵心，可做到三相磁路長度對稱相等，且最短，耗材最少，材料成本最低。它是將立體卷鐵心的上鐵軛部分做成斷開式的立體卷鐵心，不僅融合了立體閉口卷鐵心磁通方向與硅鋼片瞐粒取向完全一致，空載損耗低、噪音低、抗短路能力強、過勵磁能力強的優勢，而且又不需要專用的線圈在鐵心上繞制的設備，現有的生產設備即可滿足生產，鐵心、線圈單獨制造，可批量化生產。且便于更換線圈。避免了環氧澆注干變澆注線圈連同鐵心一塊澆注，浸漬干變浸漬線圈連同鐵心一塊浸漬的高難度、復雜化、不通用的繁瑣工藝。同時，在生產大容量變壓器時不再受卷繞設備的限制。可全面替代目前的各種形式的疊片式鐵心，連續卷制的閉合式卷鐵心。

又如，本申請人申請的CN201610238388.8《一種復合主氣道絕緣結構的環氧澆注變壓器及其制造方法》和ZL201620321996.0《一種復合主氣道絕緣結構的環氧澆注變壓器》，采用復合主氣道絕緣結構的線圈，可做到大大地縮小高壓線圈和低壓線圈之間的主絕緣距離，從而縮小整個干式變壓器的體積，降低線圈和鐵心的材料成本。它是把主氣道絕緣制造成復合結構，在高壓線圈內表面和低壓線圈外表面的環氧樹脂包封層內，分別設置一個高強度絕緣層，同時，在高壓線圈和低壓線圈之間至少放置一個絕緣筒。高強度絕緣層、絕緣筒和含有玻璃絲網格的環氧樹脂以及它們之間的空氣，組成復合主氣道絕緣結構。復合主氣道絕緣距離S比常規主絕緣距離縮小30％以上，縮小了變壓器的體積，降低了變壓器的成本，同時也降低了變壓器的空載損耗。

為了進一步縮小變壓器的體積，還可以把線圈繞成端面平面型或迭繞成餅式結構的連續式線圈，餅間無墊塊。通常，圓筒式線圈軸向高度＝每匝線寬×(毎層匝數+1)+裕度，即軸向高度要多占據1匝線寬的位置，線匝從前1匝慢慢進入第2匝的位置，尾端在首端之鄰近1匝位置，線圈端面呈斜面型，斜度為1匝線寬/線圈直徑。當采取毎繞1匝，尾端對準首端，在接近首端處做一個“S”彎換位，進入第2匝，即每匝線“S”彎換位進入下一匝，此時線圈端面呈平面型，線圈的軸向高度＝每匝線寬×毎層匝數+裕度，上述計算軸向高度的公式中不出現+1，不再多占據1匝線寬的位置，我們稱這種“S”彎換位進入下一匝的線圈為端面平面型線圈。

基于上述對比文件和端面平面型線圈的結構特征，可以把變壓器設計和制造做到體積最小、耗材最少、重量最輕、成本最低。但是，一旦線圈體積最小后，其散熱表面積也就最小。當散熱表面積小到一定程度后，因為線圈的負載損耗維持原標準不變，則線圈表面每平方米面積承受的負載損耗值，即熱負荷W/m²就隨之加大，造成線圈的溫升超過國家標準規定的限值要求。

如何保證在縮小體積的情況下，確保溫升符合標準，這就是本申請要解決的課題。

自世界上發明變壓器近兩百年來，首先發明的是干式變壓器。由于干式變壓器的絕緣和散熱的限制而導致電壓上不去、容量上不去的問題，使干式變壓器的發展一度幾乎停滯不前。只是出現了環氧樹脂絕緣的干式變壓器后，才改變了干式變壓器這一狀態。若解決了干式變壓器的散熱問題，大容量的干式變壓器將會得到較快的發展。

環氧澆注變壓器的高壓線圈，在運行中會產生損耗，損耗變成熱量，熱量再通過線圈的表面散發到空氣中去，一時散發不出去的熱量，使線圈產生溫升。而溫升又有限值要求，它不得超過線圈所選用絕緣材料的絕緣耐熱等級溫升限值。否則，絕緣材料老化，絕緣性能破壞，導致整個變壓器電氣性能破壞，變壓器壽命將終止。為此，必須保證線圈表面每平方米面積承受的負載損耗值，即熱負荷W/m²不得超過某一數值，才能控制澆注線圈的溫升不超過國家標準規定的限值要求。降低熱負荷就是降低變壓器的溫升。如要降低熱負荷值，其一是降低線圈的損耗，其二是增大線圈表面的散熱面積。