专利名称:空气自冷干式变压器的制作方法
本实用新型是一种干式变压器，适用于制造容量为5～2000千伏安的空气自冷干式变压器。
现有的空气自冷干式变压器，特别是容量较大的都比同容量油浸式变压器增加了材料消耗量、外型尺寸和重量。变压器是直立式安装，也就是变压器芯柱与地面垂直安装，变压器线圈与芯柱和铁轭中间留有一定空间距离，形成通风气道，线圈内用垫块和撑条隔成许多通风气道，空气可以在这些气道中流动，使变压器冷却，并保持一定温升。由于变压器的安装方向，特别是空气在线圈内流动方向与地面平行，冷热空气对流阻力很大，影响冷却效果，因此若提高流过线圈导线的电流密度，减少导线材料的消耗量受到限制。
本实用新型在于改善现有空气自冷干式变压器的散热效果，使线圈与芯柱、线圈与铁轭及线圈内部空气对流加强，在保证变压器温升允许条件下，提高流过线圈导线的电流密度，达到节省线圈导线材料的目的。
本实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图给出图1是本实用新型的具体结构示意图。
图2是图1沿A－A线剖面图。
图3是片状线卷宽度与变压器温升关系曲线。
图4是片状线卷厚度与变压器温升关系曲线。
本实用新型是将变压器铁芯水平方向放置，卧式安装如附图1所示，铁芯的容器〔3〕是竖直的，线圈是由若干个片状线卷〔2〕构成，其轴线与地平面平行，线圈与铁轭〔5〕、线圈与芯柱〔4〕之间用绝缘条块固定，保证铁芯〔6〕与线圈之间有一定空间距离。线圈的初、次级绕组都是由若干个片状线卷〔2〕即并式线卷构成，每相邻两个片状线卷〔2〕之间上下对称放置一定宽度的绝缘垫块〔1〕固定，以使每两个片状线卷之间形成一定空间距离。由此可见，这样安装结果，不但增加了变压器铁芯和线圈散热面积，而且保证变压器内部通风良好，特别是空气在线圈内垂直方向流动不受阻力，空气对流加强，热交换迅速，成倍地增加变压器冷却效果。线圈冷却条件的改善，提高了线圈导线的利用率，可使流过线圈导线的电流密度在原设计基础上增加30％，仅此可节省导线材料的用量30～40％，降低了变压器的重量。每个片状线卷宽度(轴向尺寸)、相邻两片间距离、线卷平均匝长及线卷的厚度都与线圈的温升密切相关，在满足工艺要求和机械强度的条件下线圈绕组充填系数＝ (每片线卷宽度)/(每片线卷宽度＋相邻两片间距离) ％此值取40～60％。当片状线卷厚度为36毫米，平均匝长为500毫米，组成轴向尺寸为200毫米内装铁芯的线圈、绕组充填系数取40％时，片状线卷宽度与变压器温升关系曲线如附图3所示，其中片状线卷宽度为3.6～5.2毫米，片间距离即为4.0～6.3毫米为最佳值。在满足以上最佳条件下线卷厚度与变压器的温升关系曲线如附图4所示。当线卷厚度超过40毫米时，应在每个线卷厚的1／2处增加一个横向通风道，同时每个线卷厚度超过40毫米时，每超过百分之十，流过导线电流密度应降低百分之一，反之可增加百分之二。每个线卷的平均匝长超过500毫米时，平均每超过百分之十，流过导线电流密度应降低百分之一，线卷平均匝长小于500毫米时，平均每减少百分之十，流过导线的电流密度增加百分之一。如需加外壳，外壳设计应有利于上下对流通风。
采用本实用新型制做的空气自冷干式变压器，比制做同容量的一般干式变压器减少线圈导线(铜或铝)使用量30～40％。适当考虑铜铁比值也减少铁芯重量10～15％。降低变压器成本，减少变压器重量和尺寸。此外当变压器运行过程中突然出现轻载和空载时，本实用新型绕组温升接近零，比一般干式变压器冷却速度快四倍。
用本实用新型对BXI－300焊接变压器进行重新设计。铁芯数据矽钢片材质为Z10；铁芯截面为60平方厘米；磁通密度取16500高斯／平方厘米；铁芯口尺寸为270×100毫米；动铁芯为梯形；矽钢片总重46.5公斤。线圈绕组数据初、次级绕组导线电流密度取3.8安／平方毫米；初、次级平均匝长52毫米；初级绕组总匝数为180匝；初级向次级移匝为60匝；绕组在芯柱排列次序为初级、动铁、次级、初级；次级匝数为36匝。每个片状线卷宽度为4.2毫米，片间距离为5.8毫米，线卷厚度36毫米，绕组总重为20公斤，总有效材料重66.5公斤。暂载率为60％，绝缘等级为B级，仅为现有国内生产的同种产品所用有效材料用量的40％，是日本现有产品有效材料用量的60％。技术指标可达到部颁标准JB807－74要求。
用本实用新型对国内现在生产的KS－45／0.5三相干式变压器进行重新设计。铁芯数据矽钢片材质为D43；铁芯截面100平方厘米；磁通密度取13000高斯／平方厘米；铁芯容器尺寸为260×120毫米(三个心柱二个窗口)；矽钢片总重为160公斤。绕组数据初、次级绕组导线通过电流密度取3.5安／平方毫米；初次级绕组平均匝长为56毫米；初级匝数为76匝，次级匝数为32匝，初级在内层次级在外层；片状线卷宽度为4.2毫米，片间距离为5.8毫米，初次级绕组加在一超厚度为34毫米，在线卷厚17毫米处加横向通道，其厚度为8毫米，初级与铁芯之间用绝缘条架空，三个芯柱上线圈绕组间距离为15～18毫米，绝缘等级为B级，绕组总重为48公斤。变压器有效材料总重为208公斤。其电气性能与现有国内生产的有效材料重330公斤的KS－45／0.5三相干式变压器电气性能相当。
权利要求
1.一种空气自冷干式变压器，主要由铁芯[6]，由若干片状线卷[2]构成的线圈、垫块[1]等部分组成，其特征是变压器卧式安装，铁心窗口[3]通道垂直地面。
2.根据权利要求
1所述的干式变压器，其特征是由片状线卷〔2〕的宽度和每相邻两片线卷间距离所决定的绕组充填系数取值为40～60％。
专利摘要
本实用新型涉及一种空气自冷干式变压器，它适用于制造容量为5～2000千伏安干式变压器。变压器卧式安装，明显改善了变压器冷却效果，线圈散热速度快。采用本实用新型制做的变压器比制做同容量的一般干式变压器减少线圈导线使用量30～40％，铁心重量10～15％。降低成本，减少变压器重量和尺寸。
文档编号H01F27/28GK86207697SQ86207697
公开日1987年12月5日 申请日期1986年9月27日
发明者靳平 申请人:靳平导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan