专利名称：一种三相有载调容变压器的制作方法
技术领域：
本发明涉及三相变压技术领域，特别涉及一种三相有载调容变压器。
背景技术：
长期以来，我国农村电网具有负荷分散、季节性强、平均负荷率低的特点，在农网建设与改造中选用的变压器应符合农网的负荷特点，能够进一步降低变压器的空载损耗和空载电流，满足当前和今后数年内的负荷需求。而有载调容变压器正是根据农网这一特点设计的变压器，完全可以满足农网的需求。虽然调容变压器是成熟技术，但依据具体情况，现有的调容变压器仍有一定的不足。目前，现有的有载调容变压器，其低压绕组多为三部分组成即由1、2、3段绕组组成，如图1、2所示。其中，I段为少数线匝部分，2、3段为多数线匝部分。在有载调容变压器 大容量时2、3段绕组并联连接后再与I段绕组串联连接，而在小容量时1、2、3段绕组全部串联连接。三段绕组的排列方式一般分为两种一种为1、2、3段绕组幅向排列，绕组2、3段之间放置层间绝缘，然后与I段绕组之间放置油道，如图I所示；另一种为2、3段绕组轴向排列，然后与I段绕组幅向排列，2、3段绕组之间放置段间绝缘，然后与I段绕组之间放置油道,如图2所示。然而，对于图I所示的低压绕组结构的变压器，当变压器大容量运行时(即2、3段绕组并联)，由于2、3段绕组是幅向排列，则2、3段绕组的电阻不同，而且在漏磁场下感应的电动势也不相同，那么在2、3段绕组之间将会产生环流。严重时，这种环流所产生的损耗，将会占变压器总损耗的10%以上，这将大大增加变压器的制造成本，影响变压器的安全运行。对于如图2所示的低压绕组结构的变压器，由于2、3段绕组间段间绝缘的存在，使高低压安匝不平衡，降低了变压器的抗短路能力，而且由于绕组轴向并绕，为了使出线方便，限制了 2、3段绕组层数的选择范围，并且增加了绕制的时间。因此，现有的有载调容变压器增加了线圈损耗和成本，降低了变压器的抗短路能力，影响变压器的使用寿命。
发明内容
本发明的目的旨在至少从一定程度上解决上述的技术缺陷之一。为此，针对现有的有载调容变压器的空间利用率低、环流损耗大、影响使用寿命等问题，本发明提出了一种结构紧凑、绕制方法便捷、成本低、环流损耗几近于零的三相有载调容变压器。本发明实施例提出的三相有载调容变压器，包括铁芯；三相低压绕组，每相所述低压绕组包括三段绕线，所述三段绕线设置在所述铁芯之上，并且第二段绕线和第三段绕线轴向交叉并绕在所述铁芯之上；三相高压绕组，每相所述高压绕组设置在每相所述低压绕组之上；以及调容开关模块，所述调容开关模块分别与所述三相低压绕组和所述三相高压绕组相连，用于控制所述三相有载调容变压器在第一容量和第二容量之间进行切换，其中，所述第一容量大于所述第二容量。根据本发明实施例的三相有载调容变压器，其结构紧凑，降低了变压器的生产成本，同时绕制方法便捷，大大降低了绕制时间，提高了生产效率；并且，第二段和第三段绕线之间的环流几乎为零，降低了变压器的损耗。此外，还增加了变压器的抗短路能力。在本发明的一个实施例中，所述三相有载调容变压器在所述第一容量时，所述调容开关模块控制所述三相高压绕组进行三角形连接，并控制所述三相低压绕组中的所述第二段绕线和所述第三段绕线并联连接后与第一段绕线串联连接。在本发明的另一个实施例中，所述三相有载调容变压器在所述第二容量时，所述调容开关模块控制所述三相高压绕组进行星形连接，并控制所述三相低压绕组中的所述三段绕线串联连接。
其中，所述第二段绕线的匝数和所述第三段绕线的匝数相等，第一段绕线的匝数小于所述第二段绕线和所述第三段绕线的匝数。并且，所述第二段绕线和所述第三段绕线与所述第一段绕线之间设置油道。在本发明的一个实施例中，所述铁芯可以为卷积式结构或者叠积式结构。铁芯采用以上两种结构的三相有载调容变压器，均能降低变压器的空载电流，降低了空载损耗。在本发明的一个实施例中，所述三相高压绕组和所述三相低压绕组均为圆筒式结构。绕组采用圆筒式结构时，冲击电压分布好，变压器的油道散热效率高。在本发明的实施例中，所述三相低压绕组与所述铁芯之间设置绝缘纸筒。此外，所述的三相有载调容变压器还包括器身和油箱及组件。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图I为现有的一种有载调容变压器的低压绕组的示意图；图2为现有的另一种有载调容变压器的低压绕组的示意图；图3A为根据本发明实施例的三相有载调容变压器的剖视图；图3B为根据本发明实施例的三相有载调容变压器的主视图；以及图4为根据本发明实施例的三相有载调容变压器的低压绕组的示意图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此夕卜，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施·例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。下面参照附图来描述本发明实施例提出的三相有载调容变压器。如图3A和3B所示，本发明实施例提出的三相有载调容变压器包括铁芯10、三相低压绕组20、三相高压绕组30和调容开关模块40。其中，如图4所示，每相低压绕组包括三段绕线a、b、c，三段绕线a、b、c均设置在铁芯10之上，并且第二段绕线b和第三段绕线c轴向交叉并绕在铁芯10之上。在本发明的一个实施例中，根据需要，在第二段绕线b和第三段绕线c外层铺设油道，并在油道上绕制第一段绕线a，且在绕线两端用端绝缘封死。也就是说，如图4所示，在第二段绕线b和第三段绕线c与第一段绕线a之间设置油道。进一步地，在本发明的实施例中，三相低压绕组20与铁芯10之间设置绝缘纸筒(图中未示出)。这样，在第二段绕线b和第三段绕线c轴向并绕，同时绕制在绝缘纸筒上，绕制方法便捷，提高了效率。需要说明的是，第二段绕线b和第三段绕线c轴向排列，而又不同于普通意义上的轴向分裂结构。而是由第二段绕线b和第三段绕线c轴向交错排列而成，这样既降低了第二段绕线b和第三段绕线c之间的电场强度，也使整个低压线圈的整体结构紧凑，既增加了线圈的抗短路能力，也降低了制造成本。另外，由于第二段绕线b和第三段绕线c为轴向排列，使两段绕线在同一漏磁场中，那么两段绕线感应的电势相同，第二段绕线b和第三段绕线c之间环流损耗几近于零，使低压线圈损耗降低，进一步降低了产品的制造成本，也使该三相有载调容变压器的运行更加安全、可靠。在本发明的实施例中，每相高压绕组设置在每相低压绕组之上，并且调容开关模块40分别与三相低压绕组20和三相高压绕组30相连，用于控制该三相有载调容变压器在第一容量和第二容量之间进行切换，其中，第一容量大于第二容量，即第一容量可以称为大容量，第二容量可以称为小容量。也就是说，三相低压绕组20中的每段绕线的出头和三相高压绕组30的绕线出头分别与调容开关模块40相连，由调容开关模块40控制三相低压绕组20和三相高压绕组30的连接方式。即言，该三相有载调容变压器是一种具有第一和第二容量即大小两个容量，并可根据负荷大小，在带电情况下由调容开关模块40自行进行调整的配电变压器。具体地，在本发明的一个实施例中，当三相有载调容变压器在第一容量即大容量时，调容开关模块40控制三相高压绕组30进行三角形连接，同时并控制三相低压绕组20中的第二段绕线b和第三段绕线c并联连接后与第一段绕线a串联连接。在本发明的另一个实施例中，当三相有载调容变压器在第二容量即小容量时，调容开关模块40控制三相高压绕组30进行星形连接，同时并控制三相低压绕组20中的三段绕线a、b、c串联连接。 其中，在本发明的实施例中，第二段绕线b的匝数和第三段绕线c的匝数相等，而第一段绕线a的匝数小于第二段绕线b和第三段绕线c的匝数。也就是说，第一段绕线a为少数线匝部分，第二段绕线b和第三段绕线c为多数线匝部分。并且当三相有载调容变压器由大容量调为小容量时，三相低压绕组20的匝数增力口，同时三相高压绕组30变为星形接法而相电压降低，且匝数增加与电压降低的倍数相当，可以保证输出电压不变。因此，通过改变三相低压绕组20的绕制方法，达到了降低损耗、降低成本、提高工作效率、增强变压器抗短路能力的目的。在本发明的一个实施例中，铁芯10可以为卷积式结构或者叠积式结构。也就是说，为满足用户的不同要求，铁芯10的结构可以有两种一是卷铁心结构，它是将硅钢片带料，加工卷制成封闭形铁心；二是叠积式的铁心结构，它是采用优质取向冷轧硅钢片，阶梯形三级全斜带尖角接缝，不冲孔，改善了磁路结构。这两种铁芯结构均可保证与同规格现有的有载调容变压器相比，空载损耗降低30%，空载电流下降70%。并且在本实施例中，三相高压绕组30和三相低压绕组20均可以为圆筒式结构。绕组均采用圆筒式结构，冲击电压分布好，油道散热效率高。且在采用卷铁心结构时高低压绕组直接绕制在铁心柱上，在线圈绕制方法上，采用高低压同轴绕制，并且进行浸漆处理，增加了绕组的抗短路能力。此外，在本发明的实施例中，结合图3A和图3B，该三相有载调容变压器还包括器身50、油箱60和组件70。其中，组件70包括油位计71、高压套管72和低压套管73等。另夕卜，适当地调整器身50有关主绝缘距离，沿线圈圆周的轴向支撑，均用层压纸板或层压木做成的绝缘块，能够保证受热基本不收缩，实现有效压紧。可以理解的是，油浸式变压器的油箱既是变压器器身的外壳和浸油的容器，又是变压器总装的骨架，因此，变压器油箱起到机械支撑、冷却散热和绝缘保护的作用。而本发明实施例中的三相有载调容变压器的油箱60可以选用传统的管状散热器油箱或片式散热器油箱，也可用波纹油箱。在本发明的实施例中，调容开关模块40还包括调容开关，而调容开关是一种复合式电阻过渡埋入式有载调容分接开关，开关有隔离于变压器的单独油室利用变压器油作绝缘和灭弧介质，其结构简单，体积紧凑，便于用户检修和换油。并且开关的安装法兰上面，即露出变压器油箱60平面的那一部分，是机械传动部分，由单相电机带动二级蜗轮蜗杆做减速传动，由上隔板下面的弓形板推动主弹簧拉伸储能，利用弹簧“过死点”后释放的能量推动拨槽件，由拨槽件推动槽轮，作传动一定角度的运动，完成开关的操作任务。在动触头支架的主动触头和辅助触头之间，由过渡电阻作切换过程中的限流作用，开关的动静触头上均镶嵌铜钨合金，能够延长开关的使用寿命。
根据本发明实施例的三相有载调容变压器，由于第二段绕线b和第三段绕线c轴向交叉排列，使得这两段的绕线长度相同、电阻相等，而且两段绕线在漏磁场中感应的电动势也相同，所以第二段绕线b和第三段绕线c之间的环流几乎为零，降低了变压器的损耗。同时还由于第二段绕线b和第三段绕线c轴向交叉排列，使得第二段绕线b和第三段绕线c可以同时绕制，大大的降低了绕组的绕制时间，提高了生产效率。并且，由于第二段绕线b和第三段绕线c轴向交叉排列，使得第二段绕线b和第三段绕线c之间无需放置层间绝缘和段间绝缘，所以低压绕组的结构更加紧凑，降低了变压器的生产成本。最后，由于第二段绕线b和第三段绕线c轴向交叉排列，使得第二段绕线b和第三段绕线c之间无需放置段间绝缘，所以使高低压绕组之间的安匝更加平衡，增加了变压器的抗短路能力。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
权利要求
1.一种三相有载调容变压器，其特征在于，包括 铁芯; 三相低压绕组，每相所述低压绕组包括三段绕线，所述三段绕线设置在所述铁芯之上，并且第二段绕线和第三段绕线轴向交叉并绕在所述铁芯之上； 三相高压绕组，每相所述高压绕组设置在每相所述低压绕组之上；以及 调容开关模块，所述调容开关模块分别与所述三相低压绕组和所述三相高压绕组相连，用于控制所述三相有载调容变压器在第一容量和第二容量之间进行切换，其中，所述第一容量大于所述第二容量。
2.如权利要求I所述的三相有载调容变压器，其特征在于，所述三相有载调容变压器在所述第一容量时，所述调容开关模块控制所述三相高压绕组进行三角形连接，并控制所述三相低压绕组中的所述第二段绕线和所述第三段绕线并联连接后与第一段绕线串联连接。
3.如权利要求I所述的三相有载调容变压器，其特征在于，所述三相有载调容变压器在所述第二容量时，所述调容开关模块控制所述三相高压绕组进行星形连接，并控制所述三相低压绕组中的所述三段绕线串联连接。
4.如权利要求I所述的三相有载调容变压器，其特征在于，所述第二段绕线的匝数和所述第三段绕线的匝数相等，第一段绕线的匝数小于所述第二段绕线和所述第三段绕线的匝数。
5.如权利要求4所述的三相有载调容变压器，其特征在于，所述第二段绕线和所述第三段绕线与所述第一段绕线之间设置油道。
6.如权利要求I所述的三相有载调容变压器，其特征在于，所述铁芯为卷积式结构或者叠积式结构。
7.如权利要求I所述的三相有载调容变压器，其特征在于，所述三相高压绕组和所述三相低压绕组均为圆筒式结构。
8.如权利要求7所述的三相有载调容变压器，其特征在于，所述三相低压绕组与所述铁芯之间设置绝缘纸筒。
9.如权利要求I所述的三相有载调容变压器，其特征在于，还包括器身和油箱及组件。
全文摘要
本发明公开了一种三相有载调容变压器，其包括铁芯；三相低压绕组，每相所述低压绕组包括三段绕线，所述三段绕线设置在所述铁芯之上，并且第二段绕线和第三段绕线轴向交叉并绕在所述铁芯之上；三相高压绕组，每相所述高压绕组设置在每相所述低压绕组之上；以及调容开关模块，所述调容开关模块分别与所述三相低压绕组和所述三相高压绕组相连，用于控制所述三相有载调容变压器在第一容量和第二容量之间进行切换，其中，所述第一容量大于所述第二容量。该三相有载调容变压器结构紧凑、绕制方法便捷、制造成本低，并且第二段绕线和第三段绕线之间的环流损耗几近于零，损耗低。
文档编号H01F29/04GK102930964SQ201210387489
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月12日 优先权日2012年10月12日
发明者张勇, 尹文, 朱凯, 杜育红, 孙开 , 谢洪生, 张金龙, 王鹤 申请人:沈阳昊诚电气股份有限公司