[發明專利]繞組交錯式配電變壓器

有效

• 申請號: 201910226110.2
• 申請日: 2019-03-25
• 公開（公告）號: CN109841393B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 高大為;孫銘鴻;孫崇山
• 申請（專利權）人: 孫崇山
• 主分類號: H01F27/28
• 分類號: H01F27/28;H01F27/245;H01F27/12;H01F30/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明是一種新型配電變壓器。綜合了現行的殼式變壓器和心式變壓器的結構優點，可以完全替代現行的配電變壓器。成本大幅度降低，突發短路試驗通過率基本100%。變壓器繞組的冷卻效果好、過載能力強，極限容量大，運輸方便。極限容量的優點要優于殼式。立式運輸不便時，可以倒裝運輸，降低運輸高度。結構緊湊，外觀體積小，整體重量輕，結構緊湊，引線安裝方便，電容分布均勻，絕緣可靠，抗雷擊和操作過電壓能力強。

技術領域

本發明是一種新型的配電變壓器，用于取代現有的繞組同心式排列的配電變壓器。

背景技術

配電變壓器是應用于電網和電力系統中的一種重要電力設備，主要由鐵心和繞組（也叫線圈）構成。配電變壓器主要是心式變壓器，繞組同心式排列。

配電變壓器基本結構如圖1所示（三相），鐵心柱截面為圓形、放置方式為立放，線圈截面也為圓形，高、低壓線圈依次同心地套在鐵心柱上，線圈包圍鐵心，線圈為同心式排列。鐵心柱截面是由多級不同片寬、不同厚度的鐵心片疊成，鐵心柱截面的外接形狀為外接圓，故叫鐵心柱截面是圓形。

殼式變壓器抗短路能力強，主要應用于大容量、高電壓產品中，因鐵心和繞組是長方形所以成本太高，鐵心內磁通分布復雜，而且三相線電壓易于不等。

心式變壓器與殼式相比成本低，但抗突發短路能力差，對繞組的圓度要求極高，如繞組圓度稍差，抗突發短路能力急劇下降。

鐵心一般由心柱（套裝繞組的鐵心柱）、鐵軛構成，或包括旁柱。心柱截面是圓形，也叫鐵心截面是圓形，無論鐵軛和旁柱是矩形、是圓形、山字形或其他形狀，只要鐵心柱截面是圓形，就叫鐵心截面是圓形。如鐵心柱是長方形，無論鐵軛和旁柱是矩形、是圓形或其他形狀，我們都叫鐵心截面是長方形。所以鐵心截面叫法是與鐵心柱相同，與鐵軛、旁柱無關。

目前，各國主要采用心式變壓器，約占總產量的95%。但也有幾家變壓器生產企業生產殼式變壓器，最主要的是美國西屋、日本三菱、法國施奈德三家。現在國內也有少量的生產，主要集中在電爐變壓器方面。

配電變壓器由于市場環境的需要，對成本要求極端苛刻，現國內各企業均以犧牲短路能力獲得成本的降低。配電變壓器突發短路試驗通過率極低，目前國內不超10%，甚至多數企業無一合格。由于成本原因，國內一些生產和科研院所設計了一批心式橢圓繞組的配電變壓器，規格主要是10KV電壓，容量在30—500KVA，成本雖降低了，但據國網公司抽查，突發短路試驗合格率極低。

從目前國內市場狀況分析，決定變壓器企業存亡的兩大難題：變壓器成本和突發短路試驗合格率。

發明內容

繞組交錯式配電變壓器（簡稱新型變壓器，下文同），特征是：包括變壓器鐵心、變壓器繞組；

其中，所述變壓器鐵心采用心式結構；

其中，所述變壓器繞組排列方式是交錯式；

其中，所述變壓器鐵心磁通計算方法與心式變壓器相同；

其中，所述變壓器阻抗計算方法與殼式變壓器相同。

繞組交錯式配電變壓器，特征是：所述變壓器鐵心截面和所述變壓器繞組截面是長圓形、或是橢圓形、或是長方形、或是由多組曲線組合成的形狀。

繞組交錯式配電變壓器，特征是：變壓器繞組采用盤式繞組。

繞組交錯式配電變壓器，特征是：大電流的變壓器繞組采用板式螺旋式繞組。

本技術主要采用心式鐵心，殼式交錯式繞組型式，因此對繞組和鐵心形式進行原理性分析是必要的。

新型變壓器鐵心，可以認為當一次繞組施加三相對稱正弦形線電壓時，鐵心中各磁通也三相對稱的正弦形磁通。在所有瞬時，三相磁通代數和等于零，即