三相立体叠铁芯、三相立体叠铁芯电力变压器及装配方法与流程

本发明涉及变压器制造技术，具体地说是一种三相立体叠铁芯、三相立体叠铁芯电力变压器及装配方法。

背景技术：

目前，立体卷铁芯变压器广泛应用于配电变压器的制造中，卷铁芯本身在绕制时需要专用绕制设备，随着变压器容量增大，对绕制设备的要求也相应增加，因此变压器容量受到制约。由于立体卷铁芯为闭口结构，线圈需要在铁芯上绕制，还需要复杂的工装设备，而且线圈与铁芯撑紧困难，造成变压器抗短路能力大幅下降。铁芯拐角位置为圆弧形结构，导致线圈压紧困难，也会使变压器抗短路能力下降。

同时，随着变压器容量增大，对线圈绕制设备的要求也会相应增加，因此变压器容量受到制约。

立体卷铁芯变压器每种规格的线圈均需要配置不同型号的工装设备，变压器优化后原有的工装设备将被闲置，造成巨大浪费。

中国发明专利(97105166.6)公开了一种三衡三节变压器，其硅钢片轭与柱之间采用对接方式，结构松散，铁芯叠装过程工艺极为复杂，如在叠片时需要用漆(胶)将下轭与柱粘为一体，再经过一系列加固处理后，还需入炉干燥固化，冷却后再进行分别对柱和轭进行接并，生产制造难度很高，实用性很差，制造工时长，铁芯损耗较大，导致无法推广应用。

技术实现要素：

针对现有技术中变压器用立体卷铁芯在制造过程中，工艺复杂，设备成本高、线圈抗短路能力差以及变压器容量受到限制，同时三衡三节变压器生产制造难度很高、实用性很差等不足，本发明要解决的技术问题是提供一种可提高抗短路能力，无需专用的铁芯及线圈绕制设备，容量不受绕制设备限制，生产制造工艺简单，具有实用价值的三相立体叠铁芯、三相立体叠铁芯电力变压器及装配方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明一种三相立体叠铁芯，具有三个竖直放置、结构相同的口字形铁芯叠片结构，口字形结构竖直芯柱部分横截面为半圆形，口字形结构由多层口字形铁芯片叠装组成，每层口字形铁芯片均在同一个平面内，单层或多层间采用步进结构；三个相邻口字形铁芯叠片结构两两对接，形成具有三个铁芯柱横截面为圆形的三相立体叠铁芯结构。

口字形铁芯的上、下轭片宽与对应的芯柱片宽相等，上下轭与柱为45度斜接缝。

口字形铁芯的上轭横截面为不对称山字形，下轭横截面为倒置的不对称山字形，上、下轭横截面形状为镜像关系。

口字形铁芯的上、下轭横截面为纺锤形。

山字形或纺锤形的尖顶处理为平顶。

本发明三相立体叠铁芯的电力变压器，在每相三相立体叠铁芯的芯柱外套装空心圆柱形变压器线圈，在变压器线圈上、下端部分别采用三相整体压紧装置。

三相整体压紧装置包括压板和垫块，其中垫块粘接于压板上，垫块间形成油道；垫块与线圈相抵接，压板通过夹件与铁轭压紧。

本发明三相立体叠铁芯电力变压器的装配方法，包括以下步骤：

分别制作三相立体叠铁芯和线圈；

去除三相立体叠铁芯的上轭部分；

放置下部整体压紧装置；

将三相线圈分别套装在三相立体叠铁芯的芯柱上；

内线圈与铁芯通过撑条和撑棒撑紧；

放置上部整体压紧装置；

安装上轭，形成三相立体叠铁芯电力变压器的器身；

按三相立体变压器的装配方式完成其他部分的组装，形成三相立体叠铁芯电力变压器。

三相立体叠铁芯的制作包括以下步骤：

将不同规格的叠片根据设计要求依层级次序水平叠装在支撑模具上，形成单个口字形叠片结构；

对每个口字形叠片结构进行捆绑固定；

将三个口字形叠片结构起立，分别竖直放置于下夹件上，相邻口字形铁芯叠片结构两两对接，形成具有三个铁芯柱横截面为圆形的三相立体叠铁芯结构。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明为立体叠铁芯结构，铁芯为叠片方式，线圈为传统的独立绕制方式，较立体卷铁芯变压器线圈绕制更加方便，同时省去了铁芯及线圈绕制工装设备，节省了大量设备成本，同时容量不再受卷铁芯设备及线圈绕制设备的限制；变压器铁芯口字形结构牢固，形成的三相立体结构非常稳定、牢固，生产制造工艺简单，具有实用价值。

2.本发明由于为立体叠铁芯结构，与传统的叠铁芯结构线圈套装工艺一致，线圈与铁芯撑紧得到了保障，同时也解决了线圈压紧问题，提高了变压器抗短路能力。

3.本发明较传统的普通叠铁芯变压器节省了铁芯材料，降低了成本。

4.本发明的漏磁分布优于传统的普通叠铁芯变压器，降低了漏磁在夹件、油箱中的涡流损耗。

5.本发明的上下轭硅钢片为竖直放置，相对铁立体卷铁芯结构，由漏磁引起的损耗较小，降低了铁轭局部过热。

6.本发明变压器整体高度降低，因而也降低了运输高度，对于大容量变压器可减少大量的运输费用和拆装费。

附图说明

图1为本发明结构铁芯示意图；

图2为本发明铁芯俯视示意图；

图3为本发明铁芯步进结构示意图；

图4为本发明铁芯线圈装配后的示意图；

图5为本发明中上、下轭横截面示意图(一)；

图6为本发明中上、下轭横截面示意图(二)；

图7为本发明三相铁芯柱放置示意图。

其中，1为芯柱，2为上轭，3为下轭，4为线圈。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明一种电力变压器用三相立体叠铁芯，具有三个竖直放置、结构相同的口字形铁芯叠片结构，口字形结构竖直芯柱部分横截面为半圆形，口字形结构由多层口字形铁芯片叠装组成，每层口字形铁芯片均在同一个平面内，单层或多层间采用步进结构，如图3所示，叠装后结构非常牢固。三个相邻口字形铁芯叠片结构两两对接，形成具有三个铁芯柱横截面为圆形的三相立体叠铁芯结构。

口字形铁芯的上、下轭片宽与对应的芯柱片宽相等。

口字形铁芯的上轭横截面可为不对称山字形，下轭横截面可为倒置的不对称山字形，上、下轭横截面形状为镜像关系，如图5所示。

或者口字形铁芯的上、下轭横截面均为纺锤形，如图6所示。

为了降低运输高度，将山字形或纺锤形的尖顶处理为平顶，同时也节省了铁芯材料。

本发明三相立体叠铁芯的电力变压器，采用三相立体叠铁芯做为器身主体结构，在每相三相立体叠铁芯的芯柱外套装空心圆柱形变压器线圈，在变压器线圈上、下端部分别采用三相整体压紧装置，该三相整体压紧装置包括压板和垫块，其中垫块粘接于压板上，垫块间形成油道；垫块与线圈相抵接，压板通过夹件与铁轭压紧。这种整体压紧装置与传统的叠铁芯结构线圈套装工艺一致，与卷铁芯变压器相比，线圈与铁芯撑紧得到了保障，同时也解决了线圈压紧问题，显著提高变压器的抗短路能力，三相整体压紧装置制作简单，降低了工艺难度，提高了装配效率。

如图4所示，将上述结构的三相立体叠铁芯应用于400kVA的三相变压器中，其三相线圈可以独立绕制，绕制完成后再与立体叠铁芯的心柱部分进行套装，然后再叠插上轭，本发明结构可以三人同时叠插上轭，能够缩短装配时间。

本发明三相立体叠铁芯电力变压器的装配方法包括以下步骤：

分别制作三相立体叠铁芯和线圈；

去除三相立体叠铁芯的上轭部分；

放置下部整体压紧装置；

将三相线圈分别套装在三相立体叠铁芯的芯柱上；

内线圈与铁芯通过撑条和撑棒撑紧；

放置上部整体压紧装置；

安装上轭，形成三相立体叠铁芯电力变压器的器身；

按三相立体变压器的装配方式完成其他部分的组装，形成三相立体叠铁芯电力变压器。

其中，三相立体叠铁芯的制作包括以下步骤：

将不同规格的叠片根据设计要求依层级次序水平叠装在支撑模具上，形成单个口字形叠片结构；

对每个口字形叠片结构进行捆绑固定；

将三个口字形叠片结构起立，分别竖直放置于下夹件上，相邻口字形铁芯叠片结构两两对接，形成具有三个铁芯柱横截面为圆形的三相立体叠铁芯结构。三相铁芯柱放置示意图如图7所示。

每个口字形叠片的心柱部分横截面总体为半圆形，上、下轭横截面可为不对称山字形或纺锤形，也可将山字形或纺锤形的尖顶处理为平顶。

本发明三相立体叠铁芯可适用于各种规格的电力变压器，尤其是10000kVA以上的大型电力变压器，集成度更高，更加节省空间，降低了由漏磁引起的结构件涡流损耗，避免了局部过热的发生。