專利名稱：非晶合金配電變壓器及其內(nèi)芯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種變壓器，具體涉及一種非晶合金配電變壓器及其內(nèi)芯。
背景技術(shù)：
非晶合金變壓器是高科技、環(huán)保節(jié)能產(chǎn)品，其節(jié)能和環(huán)保作用已被國際所公認(rèn)。目 前，小容量的非晶合金變壓器在制造、使用等技術(shù)上日趨成熟，其高效能〔它比普通硅鋼片 鐵心變壓器，空載損耗下降75%左右〕、美觀環(huán)保的卓越特性贏得了廣大用戶的一致推崇和 廣泛好評，被譽(yù)為"當(dāng)前世界電氣潮流的高科技綠色產(chǎn)品"。 通常，非晶合金變壓器與普通變壓器的結(jié)構(gòu)組成類似，包括鐵心、線圈和相應(yīng)的引 線端子等，如果是油浸式變壓器，還包括箱體、散熱器等部件。與普通變壓器的不同之處在 于，鐵心為非晶合金，由于鐵心材質(zhì)的變化，相應(yīng)的一些性能參數(shù)，如線圈匝數(shù)、結(jié)構(gòu)等就會 相應(yīng)的發(fā)生變化。 另外，由于容量不同，非晶合金變壓器的具體結(jié)構(gòu)的也不盡相同。例如，在專利 CN2459743Y中公開了一種三相油浸式非晶合金配電變壓器器芯結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，在方線 圈3的上、下端面各墊有墊塊5。墊塊5是一塊塊獨(dú)立的長方形狀，分別放在方線圈3露出 鐵心的側(cè)邊上，形成多點(diǎn)支撐。然而這種多點(diǎn)支撐不夠穩(wěn)固，而且支撐力量不夠均勻。特別 是對于大容量、體積龐大的變壓器而言，上述缺點(diǎn)變得更加明顯。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種非晶合金配
電變壓器及其內(nèi)芯，使其強(qiáng)度高、制造方便、裝配容易。 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 本實(shí)用新型提供一種非晶合金配電變壓器內(nèi)芯，包括鐵心，其為三相五柱式非晶
合金鐵心；線圈，為一矩形線圈，套在鐵心(1)柱上；框架，所述鐵心和線圈被限制在所述框
架內(nèi)，并且，所述線圈與鐵心之間留有空隙，在該空隙內(nèi)設(shè)有多個(gè)撐板，還包括位于所述框
架和所述線圈的上表面之間的第一壓板、位于所述框架和所述線圈的下表面之間的第二壓
板，第一壓板和第二壓板的整體均呈條狀，分別壓在所述三個(gè)線圈的上、下表面上。 優(yōu)選地，所述第一壓板、第二壓板與線圈接觸的表面具有油道，用于使變壓器油能
夠自由流通于線圈內(nèi)部，有利于散熱。 此外，本實(shí)用新型的非晶合金配電變壓器內(nèi)芯還可以包括壓在三個(gè)線圈位于鐵心 內(nèi)部的部分的墊塊。 優(yōu)選地，每一塊所述墊塊的表面具有油道，用于使變壓器油能夠通過所述墊塊自 由流通于線圈內(nèi)部。 優(yōu)選地，所述線圈的長寬比值為1.4 1.6 : 1。 特別地，所述線圈的長寬比值較佳為1.55 : 1。這樣，可以有效地降低空載損耗和 噪聲并節(jié)材。[0013] 優(yōu)選地，所述線圈的內(nèi)側(cè)為低壓線圈，外側(cè)為高壓線圈，其中，低壓線圈由銅箔繞 制。 在該非晶合金配電變壓器內(nèi)芯中，所述框架包括上夾件、下夾件和側(cè)夾件，所述上 夾件、下夾件和側(cè)夾件通過緊固件固定在一起，從而形成整體框架。變壓器采用框架式結(jié) 構(gòu)，主要采用連接框架，有利于裝配和控制裝配誤差。 此外，所述框架的上夾件和下夾件之間可通過多根螺桿相固緊。 優(yōu)選地，所述鐵心的工作磁密為1. 25T以下。 優(yōu)選地，所述鐵心和線圈之間的空隙為5mm左右。 本實(shí)用新型的所述線圈的一次側(cè)電壓為20kV。 本實(shí)用新型還提供一種變壓器，其具有上述非晶合金配電變壓器內(nèi)芯。 與現(xiàn)有三相油浸式非晶合金配電變壓器相比，本發(fā)明的有益效果在于 1.本實(shí)用新型提供的變壓器內(nèi)芯采用框架式結(jié)構(gòu)，主要采用連接框架，這種結(jié)構(gòu)
有利于裝配，且容易控制裝配誤差。 2.由于非晶合金鐵心受外加應(yīng)力后，損耗會增加60%左右，噪聲也隨之增大，為 避免非晶合金鐵心受力，本實(shí)用新型提供的非晶合金變壓器的鐵心"懸掛"在線圈上，線圈 通過壓板承重于框架上。 3.由于本實(shí)用新型的壓板為整個(gè)長條狀壓在線圈上，因此，用力均勻地支持著線 圈，并且使支撐變得穩(wěn)固。 4.當(dāng)采用本發(fā)明提供的油浸式非晶合金變壓器將20kV作為配電電壓時(shí)，可以取 消35/10kV級降壓方式，采用110 (66) /20/0. 4kV供電方式，降低了送變電的工程投資和線 路損耗，特別是在負(fù)荷密度大、線路長的情況下，顯著降低了損耗，增大了電能的輸送距離， 相應(yīng)也可減少發(fā)電機(jī)的裝機(jī)容量，減少建電廠、輸電、變電的投資，同時(shí)，相應(yīng)地就可能減少 C02、S02等有害氣體，避免造成不必要的環(huán)境污染。 5.由于本發(fā)明選擇了合理的磁密，如1. 25T以下，并通過設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)木€圈長寬比 例等方式，可以有效地降低空載損耗和噪聲。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)地說明。

[0027]圖la為本實(shí)用新型的非晶合金配電變壓器器身裝配的主視示意圖圖lb為圖la的俯視示意圖；圖lc為圖la的側(cè)視示意圖；圖2a為第一壓板的主視示意圖；圖2b為圖2a的俯視示意圖；圖2c為顯示安裝后第一壓板與線圈外延相吻合的示意圖；圖3a為墊板的主視示意圖；圖3b為圖3a的俯視示意圖；圖4a為本實(shí)用新型的上夾件的主視示意圖；圖4b為圖4a的俯視示意圖；圖4c為圖4a的側(cè)視示意4[0038] 圖5a為本實(shí)用新型的下夾件的主視示意圖； 圖5b為圖5a的俯視示意圖； 圖5c為圖5a的側(cè)視示意圖； 圖6a為本實(shí)用新型的側(cè)夾件的主視示意圖； 圖6b為圖6a的俯視示意圖； 圖6c為圖6a的側(cè)視示意圖； 圖7a為本實(shí)用新型的撐板的主視示意圖； 圖7b為圖7a的俯視示意圖；以及 圖7c為圖7a的側(cè)視示意圖。
具體實(shí)施方式圖la為本實(shí)用新型的非晶合金配電變壓器器身裝配的主視示意圖；圖lb為圖la 的俯視示意圖；圖lc為圖la的側(cè)視示意圖。如圖la lc所示，本實(shí)用新型提供一種非晶 合金配電變壓器內(nèi)芯，包括鐵心l，其為三相五柱式非晶合金鐵心；線圈2，為一矩形線圈， 通過打開非晶合金鐵心1上部的搭接套在鐵心柱上；框架3，所述鐵心1和線圈2被限制在 所述框架3內(nèi)，并且，所述線圈2與鐵心1之間留有空隙，在該空隙內(nèi)設(shè)有多個(gè)撐板4(如圖 7a 7c所示)；還包括位于所述框架3和所述線圈2的上表面之間的第一壓板51、位于所 述框架3和所述線圈2的下表面之間的第二壓板52，第一壓板51和第二壓板52的整體均 呈條狀，分別壓在所述三個(gè)線圈2的上、下表面上。 研發(fā)該非晶合金變壓器主要應(yīng)從選材、設(shè)計(jì)計(jì)算、噪聲、機(jī)械強(qiáng)度和抗短路能力等 關(guān)鍵技術(shù)方面加以控制。 在該實(shí)施例中，變壓器選用成熟的中機(jī)聯(lián)供非晶合金鐵心，低壓線圈選用機(jī)械強(qiáng) 度較好的銅箔。 抗短路能力是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的另一個(gè)重要問題。非晶合金變壓器線圈是矩形結(jié)構(gòu)，受 力不及圓形線圈均勻，承受短路電動力時(shí)容易變形，通過第一壓板51、第二壓板52將線圈 2軸向壓緊在上夾件31、下夾件32中。優(yōu)選地，在安裝變壓器時(shí)，兩個(gè)第一壓板51分別位 于3個(gè)線圈露出于鐵心1的兩側(cè)的上表面(圖lb所示的線圈寬度較短的表面)上。相似 地，在安裝變壓器時(shí)，兩個(gè)第二壓板52分別位于3個(gè)線圈露出于鐵心1的兩側(cè)的下表面的 下面。低壓線圈為銅箔繞制，足以承受鐵心質(zhì)量和短路時(shí)產(chǎn)生的軸向電動力。 圖2a為第一壓板51的主視示意圖；圖2b為圖2a的俯視示意圖。如圖2a和圖2b 所示，所述第一壓板51與線圈2接觸的表面具有油道511，用于使變壓器油能夠自由流通于 線圈2內(nèi)部。第一壓板51為整體條狀，并且其下表面(與線圈2接觸的表面)的形狀與線 圈2的形狀匹配，使線圈2受力均勻、支撐穩(wěn)固。在圖2b中可以清楚地看出，第一壓板51還 包括缺口 512，用于將墊塊53卡在其內(nèi)，從而防止墊塊53移位。此外，在第一壓板51上還 設(shè)置有安裝孔513，便于安裝，同時(shí)安裝孔513與螺桿34配合，可以防止第一壓板51移位。 在圖2b中，第一壓板51的下側(cè)表面的輪廓與線圈的外延相吻合。具體參見圖2c，圖2c示 意性示出在安裝上第一壓板51之后，第一壓板51與線圈外延相吻合。這樣，第一壓板51 既具有壓緊線圈的作用，又能減輕變壓器內(nèi)芯的重量。第二壓板52的作用與結(jié)構(gòu)與第一壓 板51相似，在此不再贅述。[0052] 結(jié)合圖la-lc，參見圖3a、3b，在裝配過程中，在長軸方向(圖lb所示的線圈的長 度方向)加墊支撐墊塊53，以將線圈壓緊。在安裝變壓器時(shí)，分別在線圈2的上、下表面與 鐵心1之間設(shè)置一塊墊塊53。墊塊53包括lmm左右厚度的絕緣紙板531，以及粘在絕緣 紙板531上的多個(gè)凸塊532。優(yōu)選地，凸塊532的排列及形狀對稱且厚度一致。這樣形成 的油道534，有助于使變壓器油通過所述墊塊53自由流通于線圈2內(nèi)部。然而，可以理解 的是，凸塊532的形狀可以是規(guī)則的，可以是不規(guī)則的；可以是多邊形，也可以是圓形等，只 要凸塊532的排列能夠使變壓器油通過所述墊塊53自由流通于線圈2內(nèi)部。為了防止凸 塊532移位，按照本領(lǐng)域技術(shù)人員的已知方式，例如用銷子533將凸塊532固定在絕緣紙板 531上。銷子533用絕緣材料制成。銷子533的高度不能高于凸塊532的厚度，即在安裝上 凸塊532之后不能突出于凸塊532。墊塊53除了具有增加線圈壓緊的作用之外，還可以起 到支撐鐵心l的作用。 非晶合金鐵心受外加應(yīng)力后，損耗會增加60%左右，噪聲也隨之增大，為避免非晶 合金鐵心受力，非晶合金變壓器的鐵心懸掛在線圈上，所述第一壓板51與線圈2接觸的表 面具有油道511，用于使變壓器油自由流通于線圈2內(nèi)部。線圈2的內(nèi)側(cè)為低壓線圈，外側(cè) 為高壓線圈，低壓線圈為銅箔繞制，其軸向的機(jī)械強(qiáng)度很高，足以"托起"非晶合金鐵心，線 圈通過壓板承重于夾件上。 如圖la lc、4a 6c所示，框架3包括上夾件31、下夾件32和側(cè)夾件33，上夾 件31、下夾件32和側(cè)夾件33通過緊固件固緊在一起，從而形成整體框架。在該實(shí)施例中， 框架3的上夾件31和下夾件32之間通過8根螺桿34相固緊。變壓器采用框架式結(jié)構(gòu)，主 要采用連接框架，有利于控制裝配誤差和鐵心的懸掛。 變壓器噪聲主要來源于鐵心的磁致伸縮。非晶合金的磁致伸縮程度比硅鋼片高約 10%，因此非晶合金鐵心變壓器的噪聲比同容量硅鋼片鐵心變壓器高。通過選取合理的工 作磁密以及非晶合金變壓器線圈的長寬比值，可以有效地降低空載損耗和噪聲。在該實(shí)施 例中，鐵心1的工作磁密為1. 25T以下。另一方面，非晶合金變壓器線圈是矩形結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì) 計(jì)算時(shí)應(yīng)避免低壓矩形線圈長軸與短軸差別過大，通常長和寬的比例是1.2 : l，而在該實(shí) 施例中，線圈2的長寬比值為1.4 1.6 : 1。優(yōu)選地，線圈2的長寬比值為1.55 : 1。 另外，在設(shè)計(jì)變壓器時(shí)，用軟件計(jì)算出各主要的振動模態(tài)和聲學(xué)模態(tài)頻率，在設(shè)計(jì) 時(shí)有意識地避開這些模態(tài)頻率，優(yōu)化結(jié)構(gòu)盡寸控制共振。 鐵心和線圈之間的裕度也很重要。這是因?yàn)樵６冗^小則鐵心受擠壓，會影響到性 能；裕度過大，鐵心振動加劇，噪聲也會增大。在該實(shí)施例中，鐵心1和線圈2之間的空隙為 5mm左右。 在框架和鐵心之間加墊減震吸音材料等舉措可以降低非晶合金變壓器的噪聲。 通過上述幾方面的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化大大降低了非晶合金配電變壓器的噪聲、提高 變壓器的性能。 具體地，本實(shí)用新型的非晶合金配電變壓器內(nèi)芯線圈2的一次側(cè)電壓為20kV。當(dāng) 然， 一次側(cè)電壓也可以為其他數(shù)值，當(dāng)線圈2的一次側(cè)電壓不同時(shí)，鐵心1、線圈2的高壓、低 壓線圈等的參數(shù)應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)地調(diào)整。 本實(shí)用新型還提供一種變壓器，其具有上述非晶合金配電變壓器內(nèi)芯。當(dāng)然還包 括其它的部件，如箱體等，但由于這些與現(xiàn)有技術(shù)相同，因此，在此不再重復(fù)說明。[0062] 綜上所述，本實(shí)用新型的三相非晶合金配電變壓器及其內(nèi)芯強(qiáng)度高、制造方便、裝 配容易，使線圈與上下夾件之間支撐穩(wěn)固、受力均勻。 最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施方案僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參 照上述實(shí)施方案對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依然可以對 本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改和等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋 在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求一種非晶合金配電變壓器內(nèi)芯，包括鐵心(1)，其為三相五柱式非晶合金鐵心；線圈(2)，為一矩形線圈，套在鐵心(1)柱上；框架(3)，所述鐵心(1)和線圈(2)被限制在所述框架(3)內(nèi)，并且，所述線圈(2)與鐵心(1)之間留有空隙，在該空隙內(nèi)設(shè)有多個(gè)撐板(4)；其特征在于，還包括位于所述框架(3)和所述線圈(2)的上表面之間的第一壓板(51)、位于所述框架(3)和所述線圈(2)的下表面之間的第二壓板(52)，第一壓板(51)和第二壓板(52)的整體均呈條狀，分別壓在所述三個(gè)線圈(2)的上、下表面上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的非晶合金配電變壓器內(nèi)芯，其特征在于，所述第一壓板(51)、 第二壓板(52)與線圈(2)接觸的表面具有油道(511)，用于使變壓器油能夠自由流通于線 圈(2)內(nèi)部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非晶合金配電變壓器內(nèi)芯，其特征在于，還包括壓在三個(gè)線 圈(2)位于鐵心(1)內(nèi)部的部分的墊塊(53)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的非晶合金配電變壓器內(nèi)芯，其特征在于，每一塊所述墊塊 (53)的表面具有油道(534)，用于使變壓器油能夠通過所述墊塊(53)自由流通于線圈(2) 內(nèi)部。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的非晶合金配電變壓器內(nèi)芯，其特征在于，所述線圈(2)的長寬 比值為1.4 1.6 : 1。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的非晶合金配電變壓器內(nèi)芯，其特征在于，所述線圈(2)的長寬 比值較佳為1.55 : 1。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的非晶合金配電變壓器內(nèi)芯，其特征在于，所述線圈(2)的內(nèi)側(cè) 為低壓線圈，外側(cè)為高壓線圈，其中，低壓線圈由銅箔繞制。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l-7任一所述的非晶合金配電變壓器內(nèi)芯，其特征在于，所述框架(3) 包括上夾件(31)、下夾件(32)和側(cè)夾件(33)，所述上夾件(31)、下夾件(32)和側(cè)夾件(33) 通過緊固件固緊在一起，從而形成整體框架(3)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的非晶合金配電變壓器內(nèi)芯，其特征在于，所述框架(3)的上夾 件(31)和下夾件(32)之間通過多根螺桿(34)相固緊。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的非晶合金配電變壓器內(nèi)芯，其特征在于，所述鐵心(1)的工 作磁密為1.25T以下。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l-7任一所述的非晶合金配電變壓器內(nèi)芯，其特征在于，所述線圈 (2)的一次側(cè)電壓為20kV。
12. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的非晶合金配電變壓器內(nèi)芯，其特征在于，所述鐵心(1)和線 圈(2)之間的空隙為5mm左右。
13. —種變壓器，其特征在于，具有權(quán)利要求1-12任一所述非晶合金配電變壓器內(nèi)芯。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種非晶合金配電變壓器及其內(nèi)芯，該非晶合金配電變壓器內(nèi)芯包括鐵心(1)，其為三相五柱式非晶合金鐵心；線圈(2)，為一矩形線圈，套在鐵心(1)柱上；框架(3)，所述非晶鐵心(1)和線圈(2)被限制在所述框架(3)內(nèi)，并且，所述線圈(2)與鐵心(1)之間留有空隙，在該空隙內(nèi)設(shè)有多個(gè)撐板(4)，還包括分別位于所述框架(3)和所述線圈(2)的上、下表面之間的第一壓板(51)、第二壓板(52)，第一壓板(51)和第二壓板(52)的整體均呈條狀，分別壓在所述三個(gè)線圈(2)的上、下表面上。本實(shí)用新型的非晶合金配電變壓器及其內(nèi)芯強(qiáng)度高、制造方便、裝配容易，使線圈與上下夾件之間支撐穩(wěn)固、受力均勻。
文檔編號H01F27/30GK201478078SQ20092016578
公開日2010年5月19日 申請日期2009年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者范淑芳, 鄭金春, 錢亞麗 申請人:杭州錢江電氣集團(tuán)股份有限公司