专利名称：变压器结构和变电设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及能够减小配置在机柜内的配电用变压器设置面积的变压器结构和变电设备。
在变电所等处设置的机柜内部，以配电用变压器为中心按需要安装有测定电流用的电流互感器、测定电压用的仪用变压器和断路器，各设备用电缆连接。如众所周知，上述变压器是一种在铁制箱体内充满绝缘油并将变压器本体浸入油中的油浸式变压器。
目前在使用3台单相变压器进行3相交流变压时，各变压器在横向并列设置状态下接线，因而在机柜内变压器占有的设置面积大，其结果是存在着机柜本身需大型化的问题。之所以如此，是因为在使用如上所述的油浸式变压器的情况下，由于在发生地震等灾害时变压器翻倒有引起火灾的危险，所以该变压器不能纵向叠置。同时也应指出纵向叠置存在着各变压器的维护检修极其麻烦的问题。另外还存在着在各变压器上分别连接电流互感器和仪用变压器以及断路器等作业既繁杂又花费时间、同时在机柜内高压部分外露而有使危险增大的缺点。
图9是迄今为止为进行3相和单相变电所采用的变压系统电路图，必须使用多个断路器VCB和开关PCS。在该系统的情况下，存在着当二次侧负荷增大时变压器烧坏的危险性极高这样的难点。
解决上述各种问题的一个方案是本专利申请人作为发明“变压器结构及变电设备”(特原平6—60264号)申请的。以前的申请涉及的变压器结构，如图7所示，是利用以合成树脂或合成橡胶等绝缘材料为材质的浇注材料1将变压器浇封成浇注成形变压器2，将其按规定位置固定在框体3的内部，同时将多个框体3按纵向叠置。在这种结构中，完全不存在象现有的油浸式变压器那样翻倒时漏油而发生火灾的危险。而且由于多台变压器纵向叠置，所以就有可能极大地减小设置面积。
在上述变压器结构中，当在框体3内部固定浇注成形变压器2时，如图8所示，是使变压器Tr的绕组4的中心轴线P成垂直状态配置的。因此，如将多个框体3叠置，则处于上下位置的浇注成形变压器2、2的磁力线(用双点划线表示)如图7所示相互干扰，将会发生使该框体3振动而产生噪音或发热等不正常情况。
本发明鉴于上述现有技术固有的上述缺点，提出极好地解决这些缺点的方案，其目的是减小在机柜内变压器占有的设置面积而实现小型化，同时提供一种能够防止产生振动噪音和发热的变压器结构及变电设备。
为达到上述目的，本发明的变压器结构的特征在于将配电用变压器用合成树脂或合成橡胶等绝缘材料浇封，将该浇注成形变压器在使上述变压器绕组中心轴线成水平状态下按规定位置固定在框体内部，并将装有上述浇注成形变压器的多个框体纵向叠置，同时将多台变压器相互连接。
为达到上述目的，本申请的另一发明的变压器结构的特征在于将配电用变压器用合成树脂或合成橡胶等绝缘材料浇封，将该浇注成形变压器在使上述变压器绕组的中心轴线成水平状态下按规定位置固定在框体内部，并将装有上述浇注成形变压器的多个框体纵向叠置，同时将多台单相变压器相互按V/V形连接。
为达到上述目的，本申请的另一发明的变电设备的特征在于将用合成树脂或合成橡胶等绝缘材料对配电用变压器浇封后而构成的浇注成形变压器和连接于上述变压器的电流互感器及仪用变压器再用合成树脂或合成橡胶等绝缘材料整体地浇封成变压器结构体，将该变压器结构体在使上述变压器绕组中心轴线成水平状态下配置在框体内部，将多个上述框体纵向叠置，同时将配置在各框体内的变压器结构体中的变压器相互连接，并将通过以上步骤组装成的变电装置配置在机柜内。
图1是表示采用实施例中的变压器结构的变电设备简略结构的正视图。
图2是表示实施例中的变电装置简略结构的说明图。
图3是表示实施例中的浇注成形变压器内部结构的说明图。
图4是实施例中的变压器接线图。
图5是实施例中的变电装置电路图。
图6是表示采用另一实施例中的变压器结构的变电设备简略结构的正视图。
图7是表示采用本专利申请人以前申请的变压器结构的变电设备简略结构的正视图。
图8是表示图7所示浇注成形变压器内部结构的说明图。
图9是现有技术涉及的变压系统电路图。符号说明10机柜12变压器结构体
14框体 16变电装置23浇注成形变压器26浇注材料28浇注材料 30绕组Tr变压器CT电流互感器PT仪用变压器VCB断路器P中心轴线以下一边参照附图一边列举最适当的例对本发明的变压器结构和变电设备进行说明。
图1是采用实施例涉及的变压器结构的变电设备简略结构图。将分别装有变压器结构体12的框体14、14纵向叠置联结而构成的变电装置16配置在机柜10的内部。如图所示，框体14制成矩形框架形状，变压器结构体12按规定位置固定在上部框体构件18和下部框体构件20之间。而且上侧的框体14和下侧的框体14通过将下部框体构件20和上部框体构件18用螺拴在若干个位置固定而联结在一起。
上述变压器结构体12由配电用的单相变压器Tr、电流互感器CT及仪用变压器PT构成，这些装置相互连接。即如图2所示，利用以绝缘材料为材质的浇注材料26将单相变压器Tr浇封而构成浇注成形变压器23，在该浇注成形变压器23内的单相变压器Tr的一次侧连接电流互感器CT及仪用变压器PT。浇注成形变压器23、电流互感器CT及仪用变压器PT这3个部分再利用以合成树脂或合成橡胶等绝缘材料作为材质的浇注材料28浇封构成一个整体，使其高压部分不暴露于外部。也就是说，利用浇注材料28浇封制成的变压器结构体12，完全不存在象现有的油浸式变压器那样翻倒时漏油而发生火灾的危险，因而是极其安全的结构。作为浇注材料26、28最好使用环氧树脂、聚酯等合成树脂或丁基橡胶、乙烯·丙烯橡胶等合成橡胶。
上述浇注成形变压器23，如图3所示，在使构成变压器Tr的绕组30的中心轴线P成水平状态下配置在框体14内部。这样一来，就能够防止在如图1所示的将变压器结构体12、12叠置的状态下，由处于上下位置的浇注成形变压器23、23产生的磁力线(用双点划线表示)的干扰。因此能够防止因磁力线干扰而产生的振动噪音和发热。
上述电流互感器CT所连接的电流表A和上述仪用变压器PT所连接的电压表V配置在浇注材料28的外部。该电流表A和电压表V使用能以小电流测定的数字式仪表。在与浇注材料28内的电流互感器CT、仪用变压器PT对应的位置设有通孔，也可以提高散热效果。
位于上部的变压器结构体12的浇注成形变压器23内的单相变压器Tr和位于下部的变压器结构体12的浇注成形变压器23内的单相变压器Tr，其结构如图4所示，为V/V形连接，按U、V、W—u、v、w进行3相交流变压，从o取出单相交流。在实施例中，在上侧配置例如200KVA的单相变压器Tr，同时在下侧配置例如300KVA的单相变压器Tr，构成不同容量的V/V形连接。
如图2所示，在上侧变压器结构体12内，连接在浇注成形变压器23内的单相变压器Tr一次侧的电流互感器CT和仪用变压器PT上装有断路器VCB。在实施例中断路器VCB是与变压器结构体12分别单独设置的，但该断路器VCB也可与变压器结构体12浇封成一个整体。另外如图5中的电路图所示，由于实施例的变电装置16极其简单，能够适应加在变压器Tr二次侧的负荷，所以可防止变压器Tr烧坏。图1中的符号32表示设置在机柜10内的冷却风扇等送风器，利用该送风器32将外部空气导入机柜10内，借此实现空冷作用。在机柜10的侧面还设有内部空气的排气部(图中未画出)。送风器32还可设置在装有变压器结构体12的框体14上，使空气直接吹向变压器结构体12。另外可在夹持变压器结构体12的两侧(左右、上下、前后)设置一对送风器32，由一侧的送风器32将空气吹向变压器结构体12，而由另一侧的送风器32将空气抽出，可以提高冷却效率。
在如上构成的变电设备中，由于浇注成形变压器23、电流互感器CT及仪用变压器PT利用浇注材料28浇封成一个整体而构成变压器结构体12，所以完全不存在因该结构体12翻倒而发生火灾的危险，这样一来就有可能将多个变压器结构体12、12纵向叠置。因此，可以减小变压器在机柜10内所占的设置面积，这样就能够使机柜10小型化。由于该机柜10可设置在室外和室内的任何位置，所以可因设置面积的减小而能有效利用设置场所的空间。由于以2台单相变压器Tr即能适应3相和单相，所以具有能够用1台变压器结构体12供应电气配线系统的优点。另外，在变压器结构体12、12叠置的状态下，能防止浇注成形变压器23、23产生的磁力线的干扰，因而可以防止因磁力线干扰而产生的振动噪音和发热。
上述多个变压器结构体12、12仅是通过框体14、14互相固定而连接在一起，所以对于配置有例如上侧为200KVA、下侧为300KVA的变压器Tr的变电装置16，可在短时间内简单地组装更换成例如上侧为300KVA、下侧为500KVA的变压器Tr，因而可缩短工期和减少费用。另外，因电流互感器CT及仪用变压器PT也浇封在内而能够提高其耐久寿命，所以几乎无需维护检修，即使是纵向叠置其作业也不麻烦。因此，几乎不需要修理用零部件，可降低运行成本。由于在机柜10内高压部分不外露，所以在清扫和维护检修构成变电装置16的各设备时，作业人员即使进入机柜10的内部也可安全地进行作业。另外，因变压器结构体12、12易于组装，所以通过组装更换配置有不同容量的单相变压器Tr的变压器结构体12，可以简单地进行整个装置的容量变更。因变压器Tr、电流互感器CT及仪用变压器PT集中在一起，所以也具有有效利用内部空间的优点。并且由于高压部分完全被模制材料28浇封在内，所以也可省去机柜10而将变压器结构体12本身直接安装设置。
在实施例中说明了将具有单相变压器的2台变压器结构体叠置的情况，但如图6所示，也可将3台具有单相变压器的变压器结构体叠置安放。进一步将4台以上的变压器结构体叠置也是可能的。另外，也可将配置有3相变压器的变压器结构体叠置，或将具有单相变压器的变压器结构体与具有3相变压器的变压器结构体叠置在一起。还可将AVR(自动电压调整器)和LRD或WW等整体浇封在变压器结构体内部。
如上所述，按照本发明的变压器结构及变电设备，由于采用以绝缘材料浇封成的浇注成形变压器，因而能够将多台变压器纵向叠置，可极大地减小设置面积。而且由于将构成变压器的绕组的中心轴线配置成水平状态，所以可防止处于上下位置的浇注成形变压器产生的磁力线的干扰，因而能够极好地防止因磁力线干扰而产生的振动噪音和发热。也就是说，对使用极高电压变压器的变电设备是非常有效的。
另外，由于组装时可只联结装有变压器的框体，所以可以缩短作业时间。而且，由于变压器、电流互感器和仪用变压器浇封成一个整体，所以将变电设备设置在机柜内时无须进行各部件的连接，因而可进一步缩短时间。同时能够防止变压器、电流互感器和仪用变压器性能恶化和损坏，提高耐久寿命因而减少运行成本。另外，由于变压器是用绝缘材料浇封而成的，所以能有效地防止在机柜内发生触电事故，能安全地进行清扫或维护检修作业。
权利要求
1.一种变压器结构，其特征在于将配电用变压器(Tr)用合成树脂或合成橡胶等绝缘材料(26)浇封，将该浇注成形变压器(23)在使上述变压器(Tr)绕组(30)的中心轴线P成水平状态下按规定位置固定在框体(14)内部，并将装有上述浇注成形变压器(23)的多个框体(14、14)纵向叠置，同时将多台变压器(Tr、Tr)互相连接。
2.一种变压器结构，其特征在于将配电用变压器(Tr)用合成树脂或合成橡胶等绝缘材料(26)浇封，将该浇注成形变压器(23)在使上述变压器(Tr)绕组(30)的中心轴线P成水平状态下按规定位置固定在框体(14)内部，并将装有上述浇注成形变压器(23)的多个框体(14、14)纵向叠置，同时将多台变压器(Tr、Tr)互相按V/V形连接。
3.一种变电设备，其特征在于将用合成树脂或合成橡胶等绝缘材料(26)对配电用变压器(Tr)浇封后而构成的浇注成形变压器(23)和连接于上述变压器(Tr)的电流互感器(CT)及仪用变压器(PT)再用合成树脂或合成橡胶等绝缘材料整体地浇封成变压器结构体(12)，将该变压器结构体(12)在使上述变压器(Tr)绕组(30)的中心轴线P成水平状态下配置在框体(14)内部，将上述框体(14)多个纵向叠置，同时将配置在各框体(14)内的变压器结构体(12)中的变压器(Tr)互相连接，并将通过以上步骤组装成的变电装置(16)配置在机柜(10)内。
4.按照权利要求3所述的变电设备，其特征在于上述变压器结构体(12)中的变压器(Tr)连接了断路器(VCB)。
全文摘要
本发明的目的是减小变压器在机柜内占有的设置面积，同时防止振动噪音和发热。变压器结构体是将用浇注材料浇封单相变压器而构成的浇注成型变压器和连接在单相变压器一次侧的电流互感器及仪用变压器用浇注材料整体浇封而成。变压器结构体按规定位置固定在矩形框体内部。2个框体纵向叠置并互相联结。2个框体纵向叠置联结而构成的变电装置被配置在机柜内部。在使变压器的绕组中心轴线成水平状态下，将浇注成型变压器配置在框体内。
文档编号H01F30/12GK1128395SQ9511874
公开日1996年8月7日 申请日期1995年11月3日 优先权日1994年11月4日
发明者山本诚 申请人:山本诚