專利名稱:空氣自冷干式變壓器的制作方法
本實用新型是一種干式變壓器，適用于制造容量為5～2000千伏安的空氣自冷干式變壓器。
現有的空氣自冷干式變壓器，特別是容量較大的都比同容量油浸式變壓器增加了材料消耗量、外型尺寸和重量。變壓器是直立式安裝，也就是變壓器芯柱與地面垂直安裝，變壓器線圈與芯柱和鐵軛中間留有一定空間距離，形成通風氣道，線圈內用墊塊和撐條隔成許多通風氣道，空氣可以在這些氣道中流動，使變壓器冷卻，并保持一定溫升。由于變壓器的安裝方向，特別是空氣在線圈內流動方向與地面平行，冷熱空氣對流阻力很大，影響冷卻效果，因此若提高流過線圈導線的電流密度，減少導線材料的消耗量受到限制。
本實用新型在于改善現有空氣自冷干式變壓器的散熱效果，使線圈與芯柱、線圈與鐵軛及線圈內部空氣對流加強，在保證變壓器溫升允許條件下，提高流過線圈導線的電流密度，達到節(jié)省線圈導線材料的目的。
本實用新型的具體結構由以下的實施例及其附圖給出圖1是本實用新型的具體結構示意圖。
圖2是圖1沿A－A線剖面圖。
圖3是片狀線卷寬度與變壓器溫升關系曲線。
圖4是片狀線卷厚度與變壓器溫升關系曲線。
本實用新型是將變壓器鐵芯水平方向放置，臥式安裝如附圖1所示，鐵芯的容器〔3〕是豎直的，線圈是由若干個片狀線卷〔2〕構成，其軸線與地平面平行，線圈與鐵軛〔5〕、線圈與芯柱〔4〕之間用絕緣條塊固定，保證鐵芯〔6〕與線圈之間有一定空間距離。線圈的初、次級繞組都是由若干個片狀線卷〔2〕即并式線卷構成，每相鄰兩個片狀線卷〔2〕之間上下對稱放置一定寬度的絕緣墊塊〔1〕固定，以使每兩個片狀線卷之間形成一定空間距離。由此可見，這樣安裝結果，不但增加了變壓器鐵芯和線圈散熱面積，而且保證變壓器內部通風良好，特別是空氣在線圈內垂直方向流動不受阻力，空氣對流加強，熱交換迅速，成倍地增加變壓器冷卻效果。線圈冷卻條件的改善，提高了線圈導線的利用率，可使流過線圈導線的電流密度在原設計基礎上增加30％，僅此可節(jié)省導線材料的用量30～40％，降低了變壓器的重量。每個片狀線卷寬度(軸向尺寸)、相鄰兩片間距離、線卷平均匝長及線卷的厚度都與線圈的溫升密切相關，在滿足工藝要求和機械強度的條件下線圈繞組充填系數＝ (每片線卷寬度)/(每片線卷寬度＋相鄰兩片間距離) ％此值取40～60％。當片狀線卷厚度為36毫米，平均匝長為500毫米，組成軸向尺寸為200毫米內裝鐵芯的線圈、繞組充填系數取40％時，片狀線卷寬度與變壓器溫升關系曲線如附圖3所示，其中片狀線卷寬度為3.6～5.2毫米，片間距離即為4.0～6.3毫米為最佳值。在滿足以上最佳條件下線卷厚度與變壓器的溫升關系曲線如附圖4所示。當線卷厚度超過40毫米時，應在每個線卷厚的1／2處增加一個橫向通風道，同時每個線卷厚度超過40毫米時，每超過百分之十，流過導線電流密度應降低百分之一，反之可增加百分之二。每個線卷的平均匝長超過500毫米時，平均每超過百分之十，流過導線電流密度應降低百分之一，線卷平均匝長小于500毫米時，平均每減少百分之十，流過導線的電流密度增加百分之一。如需加外殼，外殼設計應有利于上下對流通風。
采用本實用新型制做的空氣自冷干式變壓器，比制做同容量的一般干式變壓器減少線圈導線(銅或鋁)使用量30～40％。適當考慮銅鐵比值也減少鐵芯重量10～15％。降低變壓器成本，減少變壓器重量和尺寸。此外當變壓器運行過程中突然出現輕載和空載時，本實用新型繞組溫升接近零，比一般干式變壓器冷卻速度快四倍。
用本實用新型對BXI－300焊接變壓器進行重新設計。鐵芯數據矽鋼片材質為Z10；鐵芯截面為60平方厘米；磁通密度取16500高斯／平方厘米；鐵芯口尺寸為270×100毫米；動鐵芯為梯形；矽鋼片總重46.5公斤。線圈繞組數據初、次級繞組導線電流密度取3.8安／平方毫米；初、次級平均匝長52毫米；初級繞組總匝數為180匝；初級向次級移匝為60匝；繞組在芯柱排列次序為初級、動鐵、次級、初級；次級匝數為36匝。每個片狀線卷寬度為4.2毫米，片間距離為5.8毫米，線卷厚度36毫米，繞組總重為20公斤，總有效材料重66.5公斤。暫載率為60％，絕緣等級為B級，僅為現有國內生產的同種產品所用有效材料用量的40％，是日本現有產品有效材料用量的60％。技術指標可達到部頒標準JB807－74要求。
用本實用新型對國內現在生產的KS－45／0.5三相干式變壓器進行重新設計。鐵芯數據矽鋼片材質為D43；鐵芯截面100平方厘米；磁通密度取13000高斯／平方厘米；鐵芯容器尺寸為260×120毫米(三個心柱二個窗口)；矽鋼片總重為160公斤。繞組數據初、次級繞組導線通過電流密度取3.5安／平方毫米；初次級繞組平均匝長為56毫米；初級匝數為76匝，次級匝數為32匝，初級在內層次級在外層；片狀線卷寬度為4.2毫米，片間距離為5.8毫米，初次級繞組加在一超厚度為34毫米，在線卷厚17毫米處加橫向通道，其厚度為8毫米，初級與鐵芯之間用絕緣條架空，三個芯柱上線圈繞組間距離為15～18毫米，絕緣等級為B級，繞組總重為48公斤。變壓器有效材料總重為208公斤。其電氣性能與現有國內生產的有效材料重330公斤的KS－45／0.5三相干式變壓器電氣性能相當。
權利要求
1.一種空氣自冷干式變壓器，主要由鐵芯[6]，由若干片狀線卷[2]構成的線圈、墊塊[1]等部分組成，其特征是變壓器臥式安裝，鐵心窗口[3]通道垂直地面。
2.根據權利要求
1所述的干式變壓器，其特征是由片狀線卷〔2〕的寬度和每相鄰兩片線卷間距離所決定的繞組充填系數取值為40～60％。
專利摘要
本實用新型涉及一種空氣自冷干式變壓器，它適用于制造容量為5～2000千伏安干式變壓器。變壓器臥式安裝，明顯改善了變壓器冷卻效果，線圈散熱速度快。采用本實用新型制做的變壓器比制做同容量的一般干式變壓器減少線圈導線使用量30～40％，鐵心重量10～15％。降低成本，減少變壓器重量和尺寸。
文檔編號H01F27/28GK86207697SQ86207697
公開日1987年12月5日 申請日期1986年9月27日
發(fā)明者靳平 申請人:靳平導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan