专利名称：开口卷铁芯干式电力变压器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高性能的干式电力变压器，适用容量为30-3150千伏安。
背景技术：
干式电力变压器主要由铁芯和线圈组成，在产的干式电力变压器的铁 芯为叠片、巻铁芯结构。叠片结构铁芯，硅钢片叠积成型的铁芯在每片的 边接处都存在多处斜接缝，从而导致磁阻和铁损的增大，使变压器的励磁 电流也增大，降低了功率因数，严重影响了电网的供电质量；由于变压器 铁芯的接缝还会导致高达45-70分贝的变压器运行噪声；而巻铁芯结构的 变压器铁芯均为不开口式铁芯，虽性能好、噪音低，但由于受生产工艺上 的限制不能满足生产干式电力变压器的条件，也存在维修困难、使用不经 济等缺陷，也制约了巻铁芯在干式变压器上的推广和应用。 发明内容本发明涉及一种开口巻铁芯干式变压器，目的是解决叠片式铁芯干式 变压器的性能低、噪音大、高耗能及巻铁芯应用在干式变压器制造工艺， 加快节电、节能、环保的技术应用。开口巻铁芯干式变压器铁芯，是采用 圆、椭圆、立体三角型开口铁芯巻绕机巻绕而成。先由硅钢带纵剪线和硅 钢带折线开料机开出的直线或曲线条料，经铁芯巻绕机在对断开后的硅钢 带进行连续逐层巻制，其中每层中都有一个断口，断口的位置在铁芯巻绕 机的自动控制系统下按有规律的线性排列；通常根据制造的变压器容量需 要设定断口的位置，位置可设在边柱、上轭或下轭；铁芯中的三个芯柱的截面形状为圆形、台阶形(外接圆形)、多边形(外接圆形)，对应的高、 低压线圈套的截面形状为圆形。由于铁芯的开口特性，使得变压器在生产 及用户维修中不再需要巻铁芯线圈绕线专用设备进行生产或更换部件。本发明的工艺技术方案开口巻铁芯是采用本申请人在申请号为200610029267. 9中专利设备提供圆形、椭圆型立体三角型开口铁芯巻绕机 巻制；先巻绕成圆形后经液压机压制成外形为"口"字形且截面为内凹半 圆形的铁芯；将其两个为"口"字形开口巻铁芯并排放置，构成一个横"口" 字型的矩形框体。以横"口"字型的内凹半圆矩形框体为内芯模，再用巻 绕机在其框体外部用直线或曲线硅钢带巻绕成截面为外凸半圆形大"口" 字形的开口巻铁芯框体紧密巻绕结实，完成横"日"型三柱三相变压器铁 芯的巻制。铁芯制作工艺技术要求。将硅钢带条料在剪断后迅速的进行连续巻绕 成型，铁芯的三个芯柱截面是由两个圆形或台阶形(外接半圆形)或多边 形(外接半圆形)的内凹半圆形和一个与内凹半圆形相同形状的外凸半圆 形对接，形成截面为圆型的圆柱体。采用上述结构所制作的变压器铁芯， 需要经过退火工艺处理，以消除内应力、恢复磁力取向。本发明涉及的干式电力变压器，是以横"日"型三柱三相开口巻铁芯 框体作为基本构件，经过退火工艺处理后可将铁芯开口处逐层分别打开， 呈'U，型结构，把打开后'U，型的铁芯取出后一叠叠插入已绕制好的环 氧树脂干变或非包封干变所需要的变压器初级、次级线圈，然后进行套装、 浸漆、烘干等工艺处理，再安装夹件引出接线端，即可生产出三相三芯柱 环氧树脂干式电力变压器或非包封绝缘开口式巻铁芯干式电力变压器，涉及的干式电力变压器的种类是三相F级环氧树脂干式变压器、NOMEX浸 渍式非包封绝缘干式变压器，容量可在30KVA 3150KVA。本发明效果。截面为台阶形、多边形、圆形的开口巻铁芯的干式电力 变压器，具有磁路短、性能好、功率因数高、节省原材料、体积小、抗突 发短路能力强、工艺性好等特点。当开口巻铁芯截面形状为台阶形、多边 形时，材料的利用率是100%。在生产制造工艺上不再需要巻铁芯专用的绕 线设备，线圈可单独绕制，生产效率高，适于规模化生产。在变压器用户 端，变压器线圈一旦出现故障，将变压器铁芯开口处打开取出线圈后，对 线圈进行维修或更换，避免了用户增加更换变压器成本，从而获得了资源 再利用。
对本发明结合附图和实施例的说明。图l是本发明的开口铁芯视图，开口位置在上轭；图2是本发明的开 口铁芯视图，开口位置在下轭和芯柱上；图3是本发明芯柱为圆形的芯柱 截面视图；图4是本发明芯柱为台阶形(外接圆形)的芯柱截面视图；图 5是本发明芯柱为多边形(外接圆形)的芯柱截面视图；图6是变压器的 主视图与俯视图；图7是开口位置单片硅钢片视图。图1中对应不同容量的铁芯的尺寸范围H的范围是400mm到 2000mm;Hl的范围是350mm到1800mm;Hw的范围是300mm到1500mm; Ll的范围是125mm到450mm; L的范围是400mm到950mm; Mo的范围 是170mm到750mm;轭宽范围是100mm到350mm;图2、图3、图4中对应不同容量变压器芯柱截面圆直径范围是60mm到500mm;图3中芯柱截面的台阶数称之为铁芯的级数(用n来表示)，对应不同 容量变压器n的范围是5 19，截面外接圆的直径范围是60mm到500mm，图中的11=11;图4中对应不同容量变压器芯柱截面的多边数的范围是8 50，截面 外接圆的直径范围是60mm到500mm;图5中对应不同容量的变压器外观尺寸范围a的范围是415mm到 1300mm; b的范围是100mm到750mm; c的范围是420mm到2500mm。 实施方式如图1所示，该变压器铁芯由两个外观形状为"口"字型截面为内凹 半圆形的开口巻铁芯(1)、 (2)并排放置构成一个横"口"字型的矩形框 体，另一个截面为外凸半圆形的开口巻铁芯矩形框体(3)将(1)、 (2)包 裹其内。如图3、图4、图5所示，开口巻铁芯的三个芯柱截面都是由两个内凹 半圆形和一个外凸半圆形对接成圆柱形，组装完的铁芯三个芯柱的截面均 为圆形。巻绕整个铁芯所采用的三个单相铁芯全部是硅钢带在切断后连续 绕制而成。如图4所示，开口巻铁芯的三个芯柱截面形状为台阶形(外接半圆形) (20) (21) (22)对接，组装完的铁芯三个芯柱的截面均为台阶形(外接 圆形)。参见图5，开口巻铁芯的三个芯柱截面形状为多边形(外接多边半 圆形)(10) (11) (12)对接，组装完毕的铁芯三个芯柱的截面均为多边形 (外接圆形)。对应的线圈套的截面形状为圆形。参见图l铁芯开口处是由硅钢带逐层间有断口且均匀分布条料巻绕而成，开口位置可在上轭(4) (5)，参见图2开口位置也可在边柱(8) (9)，开口位置也可在下轭参 见图2 (6) (7)。参见图6将拼装完成型的铁芯经整形后进行热处理， 再将开口铁芯在开口缝隙处打开成一U型，将绕制好的低压线圈(13)装 入三个铁芯柱中，然后将每组低压线圈外部紧固绝缘层(15)，再在绝缘层 外部将绕制好的高压线圈(14)装入其中，最后将铁芯逐层闭合复原绑扎 固定安装上夹件(17)和下夹件(18)并引出高压接线端(16)与低压接 线端(19)。最后，胶合、浸渍、烘干、组装即成干式电力变压器。如图7所示，(23)为断口位置在口字型内框上轭的单片硅钢片，(24) 为断口位置在外框大口子型上轭单片硅钢片，(25)为断口位置在口字型内 框边柱单片硅钢片；(26)为断口位置在外框大口子型边柱单片硅钢片；(27) 为断口位置在口字型内框下轭的单片硅钢片，(28)为断口位置在外框大口 子型下轭单片硅钢片。在本发明中，巻绕变压器铁芯所采用的硅钢带厚度 在0.18mm 0.35mm之间。如图8所示，硅钢带折线开料机上进行折线套裁开剪(29)，在普通硅 钢带纵剪线上进行开剪不同宽度硅钢带条料(30)，在专用的硅钢带折线开 料机上进行直线套裁开剪四边形条料(31)，分别巻绕成圆形、台阶形、多 边形铁芯。以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关专家、 业内人士、工程技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，均可 做出各种变型或完善。因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的范 畴，应由各权利要求所限定。
权利要求
1. 一种高性能干式电力变压器，其特征在于开口卷铁芯由两个外观形状为“口”字型截面为内凹半圆形的开口卷铁芯并排放置构成一个横“日”字型的矩形框体，另一个截面为外凸半圆形的开口卷铁芯矩形框体将横“日”字型的矩形框体包裹其内，铁芯三个芯柱的截面都是由两个内凹半圆形和一个外凸半圆形对接而成，拼装后铁芯三个柱的截面为准圆形。
2. 如权利要求1所述开口巻铁芯干式电力变压器，铁芯截面可为圆形结构， 每只开口巻铁芯(1)、 (2)、 (3)的截面形状为半圆型，拼装完后的铁芯 三个柱的截面为圆形的圆柱体结构。对应不同容量变压器芯柱截面圆的 直径范围是60mm到500mm。
3. 如权利要求1所述的开口巻铁芯干电力式变压器，铁芯截面可为台阶形(外接圆形)结构，开口巻铁芯(20)、 (21)、 (22)的截面形状为半圆 台阶形(外接半圆形)，拼装完后铁芯三个柱的截面为台阶形(外接圆形) 圆柱体结构。对应不同容量变压器容量台阶n级数的范围是5 19，截 面外接圆的直径范围是60mm到500mm。
4. 如权利要求1所述的开口巻铁芯干电力式变压器，铁心截面可为多边形(外接圆形)结构，每只开口巻铁芯(10)、 (11)、 (12)的截面形状为 半多边形(外接半圆形)，拼装完后的铁芯三个柱的截面为多边形(外接 圆形)圆柱体结构。对应不同容量变压器芯柱截面的多边数的范围是8 50，截面外接圆的直径范围是60mm到500mm。
5. 如权利要求1所述的开口巻铁芯干式电力变压器，其特征在于铁芯的断 口位置可以在三个位置，在上轭(4) (5)、在下轭(6) (7)、在 边柱(8) (9)。
6. 如权利要求1所述的开口巻铁芯干式变压器，其特征在于绕制铁芯的硅 钢带是在切断后连续绕制成圆形，在用液压机压成"口"字型内框，外框是巻制而成。铁芯所采用的硅钢带厚度在0.18mm 0.35mm之间。
7. 如权利要求1所述的开口巻铁芯干式电力变压器，其特征在于对应不同容量的铁芯的尺寸范围，H的范围是400mm到2000mm; Hl的范围是 350mm至lj 1800mm; Hw的范围是300mm妾lj 1500mm; Ll的范围是 125mm到450mm; L的范围是400mm到950mm; Mo的范围是170mm 到750mm;轭宽范围是100mm到350mm。
8. 如权利要求1所述的开口巻铁芯干式变压器，其特征在于对应不同容量变压器的外观尺寸范围，a的范围是415mm到1300mm; b的范围是 100mm到750mm; c的范围是420mm到2500mm。
9. 如权利要求1所述的开口巻铁芯干式变压器，其特征在于变压器的高压线圈(15)、低压线圈(13)绕在三个铁芯柱外，绝缘层(14)在高压 线圈和低压线圈中间，上夹件(17)和下夹件(18)紧固着铁芯的上轭 和下轭，引出的高压接线端(19)在变压器上轭的一边，引出的低压接 线端(12)在变压器上轭的另一边。
10. 如权利要求1所述的开口巻铁芯干式变压器，其特征在于三相F级环氧 树脂干式变压器及H级NOMEX浸渍式非包封绝缘干式变压器容量均 在30KVA 3150KVA。
全文摘要
一种高性能干式电力变压器。其特征在于铁芯框体均为硅钢带条料，采用本申请人在申请号为200610029267.9中提供圆、椭圆、立体三角型开口铁芯卷绕机，卷绕成两个外观形状为“口”字型，截面为内凹半圆形的开口卷铁芯并排放置，构成一个横“日”字型矩形框体，另一截面为外凸半圆形的开口卷铁芯矩形框体将横“日”字型矩形框体包裹其内，铁芯三个芯柱的截面都是由两个内凹半圆形和一个外凸半圆形对接而成，拼装后铁芯三个柱的截面为圆形或阶梯型或多边形圆柱体；由于铁芯开口特性，线圈单独绕制，在生产及维修时在开口缝隙的U形处将铁芯打开进行安装或更换线圈；可生产三相环氧树脂干式变压器、非包封绝缘干式变压器，容量在30KVA～3150KVA。
文档编号H01F27/30GK101276675SQ20071001073
公开日2008年10月1日 申请日期2007年3月27日 优先权日2007年3月27日
发明者李毅强, 苟东宇, 齐会南 申请人:齐会南;李毅强;苟东宇