专利名称：一种新型电力变压器铁心柱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力变压器的技术领域，尤其是一种新型的电力变压器铁心柱。
背景技术：
对于电力变压器而言，铁心是重要的组成部分，它既是变压器的磁通回路，又是变 压器的支撑核心。电力变压器的铁心是框形闭合结构，其中套绕组的部分为铁心柱。铁心 有心式和壳式两大基本结构形式，其中，心式铁心结构是我国变压器制造厂普遍采用的铁 心结构形式。在电力变压器的设计中，铁心柱的截面如何设计是一个很重要的环节。我国变压 器制造业通常采用全国统一的心式铁心结构的设计图纸。根据多年的生产经验，各生产厂 存在着对已有设计方案的疑问能否改进及如何改进这些设计，才能既提高使用效果，同时 又能降低变压器的成本。铁心柱有效截面的面积，等于多级铁心柱的几何截面积乘以叠片系数，而叠片系 数为一常数。设计时希望有效截面尽量大，这样既可以节省材料，又能够减少能量损耗。但 不是只考虑有效截面最大即可，还应考虑制造工艺的要求，这样才能很好地运用到实践中， 才能得到更好地推广。另外，因为铜导线在电流流过时会发热造成铜损，铁心在磁力线通过 时会发热造成铁损。所以，为了改善铁心内部的散热，铁心柱直径为380毫米以上时须设置 冷却油道。简单地说，就是在某些相邻阶梯形之间留下6毫米厚的水平空隙，空隙里充满 油，变压器工作时油上下循环带走铁心里的热量。具体油道数按工业要求选取，设计的油道 的位置应使其分割的相邻两部分铁心柱截面积近似相等。外接圆直径为650毫米的电力变压器铁心柱是当前运用较为广泛的一种电力变 压器铁心柱，具有很广的应用前景。但其铁心柱截面构造设计上还存在许多缺陷，其截面 构造设计还不够理想、有效截面积还不够大、圆截面利用率还不够高、铁心制造成本还不够 低、能量损耗的减少还不够多、散热性处理还不够好等。目前，针对外接圆直径为650毫米的电力变压器铁心柱，按我国变压器制造业采 用的全国统一的标准铁心设计图纸设计，其铁心填充系数(圆截面利用系数)仅为93%左 右，其利用率还不够高，不能很好地优化有效截面、不能很好地降低铁心制造成本；因为铁 心柱的有效截面积不够大、圆截面利用率还不够高，所以不能很好地减少能量损耗，同时有 些根本就没有设计油道，或者有些设计的油道使得相邻截面的近似度不够高，或者没有充 分考虑散热性，其使用效果还不是很好。另外，专利公开号为CN 101013624A(申请号为200610125501. 8)的专利《变压器 铁心截面优化设计方法》和在公开刊物《机械设计与制造》发表的《电力变压器铁心柱截面 的优化设计》，在对外接圆直径为650毫米的电力变压器铁心柱截面的优化设计中，因为设 计后的有效截面积还不够大，圆截面利用率不够高，使得其优化效果还不是很理想，其铁心 制造成本和能量损耗处理上还不是很好，且没有充分考虑散热性，没设计油道或没能对油 道进行很好地设计。发明内容本实用新型为解决上述技术问题提供了具有新型截面构造的一种新型电力变压 器铁心柱，特别适用于外接圆直径为650毫米的电力变压器铁心柱，其有效截面积更优、利 用率更高、铁心制造成本更低、减少能量损耗更多且具有较好地散热性等优点的电力变压 器铁心柱的新型截面构造。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种新型电力变压器铁心柱，其特征在于包括二十七级叠放的硅钢片，每级硅钢 片的截面呈矩形，每级硅钢片的截面在所有硅钢片形成的总截面的外接圆内上下轴对称， 左右也轴对称；第十级硅钢片和第十一级硅钢片之间、第十三级硅钢片和第十四级硅钢片 之间、第十四级硅钢片和第十五级硅钢片之间、第十七级硅钢片和第十八级硅钢片之间均 设置有用于散热的油道。所有硅钢片的外接圆直径为650毫米。所述第十级硅钢片和第十一级硅钢片之间设置的是宽为540毫米、厚为6毫米的 油道；第十三级硅钢片和第十四级硅钢片之间设置的是宽为620毫米、厚为6毫米的油道； 第十四级硅钢片和第十五级硅钢片之间设置的是宽为620毫米、厚为6毫米的油道；第十七 级硅钢片和第十八级硅钢片之间设置的是宽为540毫米、厚为6毫米的油道。所设置的四个油道将二十七级硅钢片的总截面划分为五个子截面，五个子截面的 面积相等。或者五个子截面的面积值相近似的误差小于或等于1. 12%。所述二十七级硅钢片的规格依次为第一级是宽为105毫米、厚为8. 4417毫米的硅钢片；第二级是宽为180毫米、厚为11. 2605毫米的硅钢片；第三级是宽为245毫米、厚为12. 7154毫米的硅钢片；第四级是宽为300毫米、厚为14. 4528毫米的硅钢片；第五级是宽为350毫米、厚为15. 7552毫米的硅钢片；第六级是宽为395毫米、厚为16. 6133毫米的硅钢片；第七级是宽为435毫米、厚为19. 6397毫米的硅钢片；第八级是宽为475毫米、厚为20. 3586毫米的硅钢片；第九级是宽为510毫米、厚为20. 5939毫米的硅钢片；第十级是宽为540毫米、厚为18. 6955毫米的硅钢片；第^^一级是宽为570毫米、厚为25. 3664毫米的硅钢片；第十二级是为595毫米、厚为33. 2425毫米的硅钢片；第十三级是宽为620毫米、厚为34. 807毫米的硅钢片；第十四级是宽为640毫米、厚为56. 789毫米的硅钢片；第十五级是宽为620毫米、厚为34. 807毫米的硅钢片；第十六级是宽为595毫米、厚为33. 2425毫米的硅钢片；第十七级是宽为570毫米、厚为25. 3664毫米的硅钢片；第十八级是宽为540毫米、厚为18. 6955毫米的硅钢片；[0034]第十九级是宽为510毫米、厚为20. 5939毫米的硅钢片；第二十级是宽为475毫米、厚为20. 3586毫米的硅钢片；第二^^一级是宽为435毫米、厚为19. 6397毫米的硅钢片；第二十二级是宽为395毫米、厚为16. 6133毫米的硅钢片；第二十三级是宽为350毫米、厚为15. 7552毫米的硅钢片；第二十四级是宽为300毫米、厚为14. 4528毫米的硅钢片；第二十五级是宽为245毫米、厚为12. 7154毫米的硅钢片；第二十六级是宽为180毫米、厚为11. 2605毫米的硅钢片；第二十七级是宽为105毫米、厚为8. 4417毫米的硅钢片。每级硅钢片的截面沿第十四级硅钢片的截面对称设置。本实用新型的有益效果在于本实用新型设计出了一种同时具有有效截面积更优、优化效果更好、截面积更大； 每级硅钢片的截面在所有硅钢片形成的总截面的外接圆内上下轴对称，左右也轴对称可以 是总截面的使利用率更高，比当前工业制造中运用的设计提高了 3%左右，而且也更美观； 铁心制造成本更低、减少能量损耗更多等优点；有更好的散热油道设计，可以使油道分割的 相邻两部分铁心柱截面积相等或近似相等程度较高，从而使其散热性更好，且更好地减少 了因发热而造成的铜损和铁损。
图1是本实用新型的结构示意图具体实施方式
如图1所示，一种新型电力变压器铁心柱，包括二十七级叠放的硅钢片，每级硅钢 片的截面呈矩形，每级硅钢片的截面在所有硅钢片形成的总截面的外接圆29内上下轴对 称，左右也轴对称，同时使叠放的硅钢片四边打齐(即在叠装过程中，每一级硅钢片是由多 块堆叠而成，而每一级要叠放整齐使之看起来要为一个整体)；第十级硅钢片10和第十一 级硅钢片11之间、第十三级硅钢片13和第十四级硅钢片14之间、第十四级硅钢片14和第 十五级硅钢片15之间、第十七级硅钢片17和第十八级硅钢片18之间均设置有用于散热的 油道28。所有硅钢片的外接圆29的直径为650毫米。所述第十级硅钢片10和第i^一级硅钢片11之间设置的是宽为540毫米、厚为6 毫米的油道28 ；第十三级硅钢片13和第十四级硅钢片14之间设置的是宽为620毫米、厚 为6毫米的油道28 ；第十四级硅钢片14和第十五级硅钢片15之间设置的是宽为620毫米、 厚为6毫米的油道28 ；第十七级硅钢片17和第十八级硅钢片18之间设置的是宽为540毫 米、厚为6毫米的油道28。所设置的四个油道28将二十七级硅钢片的总截面划分为五个子截面，五个子截 面的面积相等。或者五个子截面的面积值相近似的误差小于或等于1. 12%。二十七级硅钢片形成的电力变压器铁心柱截面分为27级，依次为第1级、第2级、第3级……第27级，其中在第1级叠放宽为105毫米、厚为8. 4417毫米的硅钢片1 ；在第2级叠放宽为180毫米、厚为11. 2605毫米的硅钢片2 ；在第3级叠放宽为245毫米、厚为12. 7154毫米的硅钢片3 ；在第4级叠放宽为300毫米、厚为14. 4528毫米的硅钢片4 ；在第5级叠放宽为350毫米、厚为15. 7552毫米的硅钢片5 ；在第6级叠放宽为395毫米、厚为16. 6133毫米的硅钢片6 ；在第7级叠放宽为435毫米、厚为19. 6397毫米的硅钢片7 ；在第8级叠放宽为475毫米、厚为20. 3586毫米的硅钢片8 ；在第9级叠放宽为510毫米、厚为20. 5939毫米的硅钢片9 ；在第10级叠放宽为540毫米、厚为18. 6955毫米的硅钢片10 ；在第10级上方插入宽为540毫米、厚为6毫米的油道28，用于散热；在第11级叠放宽为570毫米、厚为25. 3664毫米的硅钢片11 ；在第12级叠放宽为595毫米、厚为33. 2425毫米的硅钢片12 ；在第13级叠放宽为620毫米、厚为34. 807毫米的硅钢片13 ；在第13级上方插入宽为620毫米、厚为6毫米的油道28，用于散热；在第14级叠放宽为640毫米、厚为56. 789毫米的硅钢片14 ；在第14级上方插入宽为620毫米、厚为6毫米的油道28，用于散热；在第15级叠放宽为620毫米、厚为34. 807毫米的硅钢片15 ；在第16级叠放宽为595毫米、厚为33. 2425毫米的硅钢片16 ；在第17级叠放宽为570毫米、厚为25. 3664毫米的硅钢片17 ；在第17级上方插入宽为540毫米、厚为6毫米的油道28，用于散热；在第18级叠放宽为540毫米、厚为18. 6955毫米的硅钢片18 ；在第19级叠放宽为510毫米、厚为20. 5939毫米的硅钢片19 ；在第20级叠放宽为475毫米、厚为20. 3586毫米的硅钢片20 ；在第21级叠放宽为435毫米、厚为19. 6397毫米的硅钢片21 ；在第22级叠放宽为395毫米、厚为16. 6133毫米的硅钢片22 ；在第23级叠放宽为350毫米、厚为15. 7552毫米的硅钢片23 ；在第24级叠放宽为300毫米、厚为14. 4528毫米的硅钢片24 ；在第25级叠放宽为245毫米、厚为12. 7154毫米的硅钢片25 ；在第26级叠放宽为180毫米、厚为11. 2605毫米的硅钢片26 ；在第27级叠放宽为105毫米、厚为8. 4417毫米的硅钢片27 ；铁心片叠放完毕后，对铁心柱进行安装紧固。每级硅钢片的截面沿第十四级硅钢片14的截面对称设置。本实用新型的铁心柱几何截面积(含油道)的最大值可达320753. 1平方毫米，圆 截面利用系数可达96. 66%，比当前工业制造中运用的设计提高了 3%左右。另外，该设计 考虑了散热性对其进行了更好的油道设计，使油道分割的相邻两部分铁心柱截面积近似相 等程度较高，从而使其散热性更好，且更好地减少了因发热而造成的铜损和铁损。同时，该 设计也考虑到了制造工艺的要求，具有很强的实用性。
权利要求一种新型电力变压器铁心柱，其特征在于包括二十七级叠放的硅钢片，每级硅钢片的截面呈矩形，每级硅钢片的截面在所有硅钢片形成的总截面的外接圆(29)内上下轴对称，左右也轴对称；第十级硅钢片(10)和第十一级硅钢片(11)之间、第十三级硅钢片(13)和第十四级硅钢片(14)之间、第十四级硅钢片(14)和第十五级硅钢片(15)之间、第十七级硅钢片(17)和第十八级硅钢片(18)之间均设置有用于散热的油道(28)。
2.根据权利要求1所述的一种新型电力变压器铁心柱，其特征在于所述二十七级硅 钢片(17)的外接圆(29)的直径为650毫米。
3.根据权利要求2所述的一种新型电力变压器铁心柱，其特征在于所述第十级硅钢 片(10)和第十一级硅钢片(11)之间设置的是宽为540毫米、厚为6毫米的油道(28)；第 十三级硅钢片和第十四级硅钢片之间设置的是宽为620毫米、厚为6毫米的油道(28)；第 十四级硅钢片和第十五级硅钢片之间设置的是宽为620毫米、厚为6毫米的油道(28)；第 十七级硅钢片和第十八级硅钢片之间设置的是宽为540毫米、厚为6毫米的油道(28)。
4.根据权利要求1或2所述的一种新型电力变压器铁心柱，其特征在于所设置的四 个油道(28)将二十七级硅钢片的总截面划分为五个子截面，五个子截面的面积相等。
5.根据权利要求1或2所述的一种新型电力变压器铁心柱，其特征在于所设置的四 个油道(28)将二十七级硅钢片的总截面划分为五个子截面，五个子截面的面积值的近似 误差小于或等于1.12%。
6.根据权利要求1或3所述的一种新型电力变压器铁心柱，其特征在于所述二十七 级硅钢片的规格依次为第一级是宽为105 i_米、厚为8.4417 痛■米的硅钢片(1)；第二级是宽为180 i_米、厚为11.2605 ‘毫米的硅钢片⑵第三级是宽为245 i_米、厚为12.7154 ‘毫米的硅钢片⑶第四级是宽为300 3_米、厚为14.4528 ;毫米的硅钢片⑷第五级是宽为350 i_米、厚为15.7552 ;毫米的硅钢片(5)第六级是宽为395 i_米、厚为16.6133 ;毫米的硅钢片(6)第七级是宽为435 i_米、厚为19.6397 ;毫米的硅钢片(7)第八级是宽为475 i_米、厚为20.3586 ;毫米的硅钢片⑶第九级是宽为510 3_米、厚为20.5939 ;毫米的硅钢片(9)第十级是宽为540 i_米、厚为18.6955 ;毫米的硅钢片(10)第十一级是宽为570毫米、厚为25. 3664毫米的硅钢片(11)； 第十二级是为595毫米、厚为33. 2425毫米的硅钢片(12)； 第十三级是宽为620毫米、厚为34. 807毫米的硅钢片(13)； 第十四级是宽为640毫米、厚为56. 789毫米的硅钢片(14)； 第十五级是宽为620毫米、厚为34. 807毫米的硅钢片(15)； 第十六级是宽为595毫米、厚为33. 2425毫米的硅钢片(16)； 第十七级是宽为570毫米、厚为25. 3664毫米的硅钢片(17)； 第十八级是宽为540毫米、厚为18. 6955毫米的硅钢片(18)； 第十九级是宽为510毫米、厚为20. 5939毫米的硅钢片(19)； 第二十级是宽为475毫米、厚为20. 3586毫米的硅钢片(20)；第二十一级是宽为435毫米、厚为19. 6397毫米的硅钢片(21)； 第二十二级是宽为395毫米、厚为16. 6133毫米的硅钢片(22)； 第二十三级是宽为350毫米、厚为15. 7552毫米的硅钢片(23)； 第二十四级是宽为300毫米、厚为14. 4528毫米的硅钢片(24)； 第二十五级是宽为245毫米、厚为12. 7154毫米的硅钢片(25)； 第二十六级是宽为180毫米、厚为11. 2605毫米的硅钢片(26)； 第二十七级是宽为105毫米、厚为8. 4417毫米的硅钢片(27)。
7.根据权利要求1所述的一种新型电力变压器铁心柱，其特征在于每级硅钢片的截 面沿第十四级硅钢片的截面对称设置。
专利摘要本实用新型公开了一种新型电力变压器铁心柱，包括二十七级叠放的硅钢片，每级硅钢片的截面呈矩形，每级硅钢片的截面在所有硅钢片形成的总截面的外接圆内上下轴对称，左右也轴对称；第十级硅钢片和第十一级硅钢片之间、第十三级硅钢片和第十四级硅钢片之间、第十四级硅钢片和第十五级硅钢片之间、第十七级硅钢片和第十八级硅钢片之间均设置有用于散热的油道；本实用新型铁心柱的有效截面积更优、更大，优化效果更好，对截面的利用率更高；铁心制造成本更低、减少能量损耗更多等优点；有更好的散热油道设计，可以使油道分割的相邻两部分铁心柱截面积相等或近似相等程度较高，从而使其散热性更好，且更好地减少了因发热而造成的铜损和铁损。
文档编号H01F41/02GK201765913SQ20102029918
公开日2011年3月16日 申请日期2010年8月20日 优先权日2010年8月20日
发明者徐昌贵, 李洁, 蒋雪峰, 邱忠才, 郭宏宇 申请人:蒋雪峰