[發明專利]繞組交錯式排列的心式變壓器

有效

• 申請號: 201910226112.1
• 申請日: 2019-03-25
• 公開（公告）號: CN109841394B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 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殼式和心式變壓器。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殼式和心式變壓器。

背景技術

變壓器是應用于電網和電力系統中的一種最主要電力設備，主要由鐵心和繞組（也叫線圈）構成。如按鐵心和繞組結構分類，變壓器可分成心式和殼式兩種。

心式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、中、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。三相五柱式心式大型變壓器也帶有旁鐵軛，但結構與計算方法與殼式有本質區別。

殼式變壓器鐵心結構較多，但主要結構如圖2、3所示，鐵心柱截面為長方形，鐵心迭片只有一種片寬，多個鐵心片疊加成一定的厚度，鐵心柱截面的外接形狀為長方形，放置方式為臥放，兩邊有旁鐵軛，鐵心包圍線圈，線圈交錯式排列。

心式變壓器與殼式變壓器最主要區別是線圈漏磁方向不同，造成線圈所受電動力的方向不同，所以其線圈、鐵心結構各有特點，另外，還有一點是鐵心磁通計算與分布兩者區別較大。

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。

變壓器放置方式主要是指器身是立放還是臥放，變壓器器身就是變壓器鐵心和繞組的組合部件。器身臥放還是立放對變壓器溫升和運輸影響極大。

殼式變壓器成本較高，但抗突發短路能力極好，故鐵心和線圈可以采用長方形截面。

鐵心一般由心柱、鐵軛構成，或包括旁柱，凡是套裝繞組的柱叫心柱。鐵心柱截面是圓形，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，只要心柱（也叫鐵心柱）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。

心式變壓器最大缺點是突發短路試驗通過率極低，目前國內不超50%。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。無論干式、油浸或其他浸漬型包括六弗化硫等變壓器都存在相同的問題。

殼式變壓器缺點是成本太高，鐵心內磁通分布復雜，三相線電壓易于不平衡。

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

繞組交錯式排列的心式變壓器（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，所述變壓器繞組是交錯式排列；

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。