變壓器卷鐵芯及其內(nèi)冷結(jié)構(gòu)制造技術(shù)

變壓器卷鐵芯及其內(nèi)冷結(jié)構(gòu)，立體卷鐵芯由三個(gè)具有封閉磁路的卷鐵芯元件構(gòu)成，其中每個(gè)卷鐵芯元件包括兩個(gè)直線(xiàn)部和兩個(gè)圓弧部，封閉的磁路由卷鐵芯元件的兩個(gè)直線(xiàn)部分別與兩個(gè)圓弧部首尾銜接形成，其縱斷面為跑道形，三個(gè)卷鐵芯元件的六個(gè)直線(xiàn)部相互兩兩結(jié)合組成卷鐵芯的三個(gè)鐵芯柱，三個(gè)卷鐵芯元件的六個(gè)圓弧部形成聯(lián)接三個(gè)鐵柱的上下六個(gè)弧形鐵軛。每個(gè)卷鐵芯元件的兩個(gè)直線(xiàn)部上分別設(shè)有沿其中心線(xiàn)伸展的冷卻槽，并且相鄰的兩個(gè)卷鐵芯元件上的兩個(gè)冷卻槽的槽口兩兩相對(duì)扣合，從而在各鐵芯柱內(nèi)部形成一條貫通的內(nèi)冷通道。本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)采用由新式三維立體卷鐵心結(jié)構(gòu)和消除卷鐵芯最內(nèi)熱點(diǎn)的內(nèi)冷新設(shè)計(jì)，溫度至少降低6℃，壽命增加至少一倍。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種卷繞鐵芯式變壓器，特別是一種帶有內(nèi)冷通道的立體變壓器卷鐵芯結(jié)構(gòu)，屬于電力變壓器制造
技術(shù)背景 變壓器是配電系統(tǒng)中大量使用的重要電器，它通過(guò)升高或降低電壓配合完成電力的經(jīng)濟(jì)輸送、分配與安全使用。隨著電氣工業(yè)的迅猛發(fā)展，對(duì)于電力變壓器的電壓、容量等功能要求和空載、溫升、絕緣、壽命等性能要求越來(lái)越高、越來(lái)越多，而改善功能和性能所涉及的核心技術(shù)之一在于變壓器的鐵芯。鐵芯可分為疊片式鐵芯和卷繞式鐵芯(簡(jiǎn)稱(chēng)卷鐵芯)，后者采用較薄的高導(dǎo)磁冷軋硅鋼片制造，充分發(fā)揮薄片渦流損耗低的優(yōu)勢(shì)，具有相對(duì)于疊片式鐵芯體積小、損耗低和噪聲低的特點(diǎn)。而立體卷鐵芯變壓器比平面卷鐵芯變壓器性能更優(yōu)越，它由三個(gè)框式的卷鐵芯元件相互結(jié)合而成，三個(gè)框式的卷鐵芯元件相互結(jié)合的部分構(gòu)成鐵芯柱，內(nèi)繞組和外繞組分別同芯地套裝在三個(gè)芯柱上。卷鐵芯的問(wèn)世，特別是立體卷鐵芯的問(wèn)世，為新一代電力變壓器的發(fā)展提供了新的方向，它比傳統(tǒng)的鐵芯具有明顯優(yōu)勢(shì)，特別是在節(jié)能環(huán)保方面具有更多的優(yōu)勢(shì)，然而其鐵芯內(nèi)部仍然存在高溫內(nèi)核區(qū)域，并且其溫度很難被降低，技術(shù)尚不成熟，有待進(jìn)一步發(fā)展。中國(guó)專(zhuān)利技術(shù)專(zhuān)利CN201110139988. 6公開(kāi)了一種非包封立體卷鐵心非晶合金干式變壓器，其冷卻道僅布設(shè)在鐵芯柱的外圍，三維立體鐵芯柱為實(shí)心結(jié)構(gòu)，這種外冷式芯柱結(jié)構(gòu)的冷卻效果不夠理想，而且現(xiàn)有鐵芯的內(nèi)圈是矩形縱切面，卷到外面卷繞好時(shí)四個(gè)角成近似圓形，鐵芯柱的截面為矩形、階梯形或多邊形，非真圓形，這種框式卷鐵芯元件在其橫軛和豎芯柱之間的結(jié)合部之間的內(nèi)應(yīng)力極不均勻，導(dǎo)致鐵芯在強(qiáng)大的電磁場(chǎng)中易變形。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的之一在于克服現(xiàn)有的立體卷鐵芯在冷卻結(jié)構(gòu)上存在的缺陷，提供一種變壓器卷鐵芯及其內(nèi)冷結(jié)構(gòu)，通過(guò)在卷鐵芯元件形成過(guò)程中所產(chǎn)生的內(nèi)冷式結(jié)構(gòu)，顯著改善了變壓器鐵芯的冷卻和散熱效果。本技術(shù)的目的之二在于通過(guò)對(duì)卷鐵芯元件的縱切面形狀和截面形狀的新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用帶有雙弧形的跑道外形和真圓型截面的鐵芯磁路來(lái)增強(qiáng)立體卷鐵芯的整體穩(wěn)定性。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)采用了如下變壓器卷鐵芯及其內(nèi)冷結(jié)構(gòu)技術(shù)方三維立體卷鐵芯I由三個(gè)卷鐵芯元件11構(gòu)成，其中每個(gè)卷鐵芯元件11具有封閉的磁路，所述的每個(gè)卷鐵芯元件11包括兩個(gè)直線(xiàn)部111和兩個(gè)圓弧部112，所述的封閉的磁路由每個(gè)卷鐵芯元件11的兩個(gè)直線(xiàn)部111分別與兩個(gè)圓弧部112首尾銜接形成，其縱斷面為跑道形，三個(gè)卷鐵芯元件11的六個(gè)直線(xiàn)部111相互兩兩結(jié)合組成三維立體卷鐵芯I的三個(gè)鐵芯柱12，三個(gè)卷鐵芯元件11的六個(gè)圓弧部112形成聯(lián)接三個(gè)鐵柱的上下六個(gè)弧形鐵軛。所述的鐵芯柱12上從內(nèi)到外同芯套裝有低壓繞組2和高壓繞組3。所述的每個(gè)卷鐵芯元件11的兩個(gè)直線(xiàn)部111上分別設(shè)有沿其中心線(xiàn)伸展的冷卻槽13，并且相鄰的兩個(gè)卷鐵芯元件11上的兩個(gè)冷卻槽13的槽口兩兩相對(duì)扣合，從而在每個(gè)所合成的鐵芯柱12內(nèi)部形成一條橫截面為孔形的內(nèi)冷通道(13，13)。其中所述的內(nèi)冷通道(13，13)沿鐵芯柱12的中心線(xiàn)貫通整個(gè)或部分鐵芯柱12。其中所述的內(nèi)冷通道(13，13)的上端或上下兩端具有與變壓器冷卻絕緣介質(zhì)連通的開(kāi)口。其中所述的卷鐵芯元件11的橫截面為半圓型，所述的立體卷鐵芯I的每個(gè)芯柱12的橫截面為真圓型或近似真圓形。其中所述的卷鐵芯元件11由多層具有彈性的對(duì)接式鐵芯片料10疊卷而成，每層鐵芯片料10的開(kāi)口交錯(cuò)設(shè)置，開(kāi)/閉軛結(jié)構(gòu)設(shè)置在每層鐵芯片料10的開(kāi)口處。所述的開(kāi)/閉軛結(jié)構(gòu)為形成在卷鐵芯元件11的兩個(gè)圓弧部中的一個(gè)上的搭接縫結(jié)構(gòu)。其中所述的鐵芯片料10包括多層，各鐵芯片料10的厚度相等。其中每層鐵芯片料10占據(jù)卷鐵芯元件11的一個(gè)層序；所述的每層鐵芯片料10具有由兩個(gè)側(cè)邊和端邊構(gòu)成的輪廓，所述的兩個(gè)側(cè)邊輪廓形狀取決于該鐵芯片料10所在的卷鐵芯元件11的對(duì)應(yīng)層序的截面形狀尺寸、框架形狀尺寸；所述的兩個(gè)端邊輪廓形狀取決于所在的卷鐵芯元件11的對(duì)應(yīng)層序的開(kāi)軛位置和開(kāi)/閉軛結(jié)構(gòu)的形狀；每層鐵芯片料10還具有沿所述輪廓的厚度方向延伸的邊緣形狀，所述的邊緣形狀取決于所在的卷鐵芯元件11的對(duì)應(yīng)層序的橫截面的邊緣輪廓形狀。根據(jù)公知的六度理論認(rèn)為，溫度下降6度可延長(zhǎng)變壓器一倍的壽命，本技術(shù)內(nèi)冷式變壓器卷鐵芯采用在卷繞過(guò)程中生成冷卻通道的鐵柱內(nèi)冷卻新式結(jié)構(gòu)，徹底消除了鐵芯內(nèi)部最熱點(diǎn)，克服現(xiàn)有卷鐵芯的實(shí)心鐵柱內(nèi)核難以冷卻的缺陷，使卷鐵芯溫度下降至少6°C，壽命延長(zhǎng)一倍以上。附圖說(shuō)明圖1是本技術(shù)的變壓器卷鐵芯及其內(nèi)冷結(jié)構(gòu)實(shí)施例的局部結(jié)構(gòu)示意圖，圖中示出了三相內(nèi)冷式立體卷鐵芯變壓器的整體外觀結(jié)構(gòu)。圖2是圖1的俯視圖，圖中示出了內(nèi)冷式變壓器卷鐵芯的內(nèi)冷通道13。圖3是構(gòu)成圖1所示的變壓器立體卷鐵芯的卷鐵芯元件的外觀結(jié)構(gòu)示意圖，圖中示出了跑道外形的鐵芯磁路結(jié)構(gòu)。圖4是圖3的C-C剖視圖，圖中示出了內(nèi)冷式變壓器卷鐵芯的鐵芯柱的真圓型截面結(jié)構(gòu)和芯柱內(nèi)的內(nèi)冷通道的截面結(jié)構(gòu)。圖5是圖3所示的卷鐵芯元件的開(kāi)/閉軛結(jié)構(gòu)第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中示出了跑道外形的鐵芯磁路結(jié)構(gòu)和冷卻槽沿中心線(xiàn)A方向貫通整個(gè)芯柱的結(jié)構(gòu)。圖6是圖3所示的卷鐵芯元件的開(kāi)/閉軛結(jié)構(gòu)第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中示出了跑道外形的鐵芯磁路結(jié)構(gòu)和冷卻槽沿中心線(xiàn)A方向貫通整個(gè)芯柱的結(jié)構(gòu)。圖7是圖5或者圖6的D-D剖視圖，圖中示出了卷鐵芯元件的冷卻槽的截面結(jié)構(gòu)。具體實(shí)施方式圖1-7是展示本技術(shù)變壓器卷鐵芯及其內(nèi)冷結(jié)構(gòu)的各實(shí)施方式的圖。以下結(jié)合附圖對(duì)本技術(shù)的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，但并不構(gòu)成對(duì)本技術(shù)的任何限制。圖1是本技術(shù)的變壓器卷鐵芯及其內(nèi)冷結(jié)構(gòu)實(shí)施例的局部結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1的俯視圖，圖中示出了套裝有低壓、高壓繞組的內(nèi)冷式立體卷鐵芯I的整體外觀結(jié)構(gòu)。參見(jiàn)圖1至圖2，本技術(shù)的新型內(nèi)冷式立體卷鐵芯電力變壓器包括一個(gè)三相三柱立體結(jié)構(gòu)的立體卷鐵芯1，它的三個(gè)相同的鐵芯柱12具有如圖1所示的平行的對(duì)稱(chēng)中心線(xiàn)A-A，各鐵芯柱12呈三角形布置，其截面形狀為2階真圓，在垂直于所述中心線(xiàn)的橫截面上的三個(gè)鐵芯柱12的中心的連線(xiàn)為等邊三角形，鐵芯I由三個(gè)卷鐵芯元件11構(gòu)成的三個(gè)鐵芯框組合成，每個(gè)卷鐵芯元件11的框架具有雙弧型外形，鐵芯I通過(guò)絕緣墊塊101坐落在機(jī)座10上，上夾件和下夾件按常規(guī)變壓器壓緊方式通過(guò)壓緊螺桿連接。變壓器的鐵芯1、同芯套裝的低壓和高壓繞組從內(nèi)層到外層依次排列，三相繞組成正三角形布置，并結(jié)合上墊塊105和下墊塊102來(lái)支撐和壓緊高低壓繞組，使整個(gè)變壓器本體形成一個(gè)如圖1、2所示的三維立體的剛性框架結(jié)構(gòu)。如果變壓器安裝在室內(nèi)，則底座10可直接固定安裝在變電室的基座上；如果變壓器安裝在室外，則底座10可與器身固定連接并使鐵芯1、低壓箔繞組2、高壓箔繞組3置于器身內(nèi)。由于電力變壓器還包括一些公知的其他部件，這些部件不在本技術(shù)要解決的技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案的范圍內(nèi)，所以本技術(shù)的權(quán)利要求對(duì)這些部件的技術(shù)方案未作具體限定，本技術(shù)的說(shuō)明書(shū)也省略了對(duì)這些部件的描述。下面以變壓器卷鐵芯的內(nèi)冷式結(jié)構(gòu)為核心，詳細(xì)說(shuō)明本技術(shù)的變壓器卷鐵芯及其內(nèi)冷結(jié)構(gòu)的實(shí)施例。參見(jiàn)圖1至圖7的實(shí)施例，本技術(shù)的內(nèi)冷式立體卷鐵芯I由三個(gè)卷鐵芯元件11合成，三個(gè)卷鐵芯元件11成正三角本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種變壓器卷鐵芯及其內(nèi)冷結(jié)構(gòu)，由三個(gè)卷鐵芯元件（11）構(gòu)成立體卷鐵芯（1），其中每個(gè)卷鐵芯元件（11）具有封閉的磁路，其特征在于，?所述的每個(gè)卷鐵芯元件（11）包括兩個(gè)直線(xiàn)部（111）和兩個(gè)圓弧部（112），所述的封閉的磁路由每個(gè)卷鐵芯元件（11）的兩個(gè)直線(xiàn)部（111）分別與兩個(gè)圓弧部（112）首尾銜接形成，其縱斷面為跑道形，三個(gè)卷鐵芯元件（11）的六個(gè)直線(xiàn)部（111）相互兩兩結(jié)合組成立體卷鐵芯（1）的三個(gè)鐵芯柱（12），三個(gè)卷鐵芯元件（11）的六個(gè)圓弧部（112）形成聯(lián)接三個(gè)鐵芯柱的上下六個(gè)弧形鐵軛；?所述的每個(gè)卷鐵芯元件（11）的兩個(gè)直線(xiàn)部（111）上分別設(shè)有沿其中心線(xiàn)伸展的冷卻槽（13），并且相鄰的兩個(gè)卷鐵芯元件（11）上的兩個(gè)冷卻槽（13）的槽口兩兩相對(duì)扣合，從而在每個(gè)所合成的鐵芯柱（12）內(nèi)部形成一條橫截面為孔形的內(nèi)冷通道（13，13）。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種變壓器卷鐵芯及其內(nèi)冷結(jié)構(gòu)，由三個(gè)卷鐵芯元件(11)構(gòu)成立體卷鐵芯(1)，其中每個(gè)卷鐵芯元件(11)具有封閉的磁路，其特征在于， 所述的每個(gè)卷鐵芯元件(11)包括兩個(gè)直線(xiàn)部(111)和兩個(gè)圓弧部(112)，所述的封閉的磁路由每個(gè)卷鐵芯元件(11)的兩個(gè)直線(xiàn)部(111)分別與兩個(gè)圓弧部(112)首尾銜接形成，其縱斷面為跑道形，三個(gè)卷鐵芯元件(11)的六個(gè)直線(xiàn)部(111)相互兩兩結(jié)合組成立體卷鐵芯(I)的三個(gè)鐵芯柱(12)，三個(gè)卷鐵芯元件(11)的六個(gè)圓弧部(112)形成聯(lián)接三個(gè)鐵芯柱的上下六個(gè)弧形鐵軛； 所述的每個(gè)卷鐵芯元件(11)的兩個(gè)直線(xiàn)部(111)上分別設(shè)有沿其中心線(xiàn)伸展的冷卻槽(13 )，并且相鄰的兩個(gè)卷鐵芯元件(11)上的兩個(gè)冷卻槽(13 )的槽口兩兩相對(duì)扣合，從而在每個(gè)所合成的鐵芯柱(12)內(nèi)部形成一條橫截面為孔形的內(nèi)冷通道(13，13)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器卷鐵芯及其內(nèi)冷結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的內(nèi)冷通道(13，13)的上端或上下兩端具有與變壓器冷卻絕緣介質(zhì)連通的開(kāi)口。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變壓器卷鐵芯及其內(nèi)冷結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的內(nèi)冷通道(13，13)沿鐵芯柱(12)的中心線(xiàn)貫通整個(gè)或部分鐵芯柱(12)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器卷鐵芯及其內(nèi)冷結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的卷鐵芯元件(11)的橫截面為半圓型，所述的立體卷鐵芯(I)的每個(gè)鐵芯柱(12...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬志剛，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：廣東嶺先技術(shù)投資企業(yè)有限合伙，
類(lèi)型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：