專利名稱：圖形化在線振動(dòng)監(jiān)測的長圓形非晶合金鐵心干式變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電氣技術(shù)非金合金干式變壓器技術(shù)領(lǐng)域，涉及干式變壓器結(jié)構(gòu)及其在線振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，受國際能源緊張形勢和國內(nèi)政策導(dǎo)向影響，非晶合金鐵心變壓器技術(shù)發(fā)展迅速，國家電網(wǎng)大力發(fā)展智能電網(wǎng)新形勢下，非晶合金鐵心變壓器節(jié)能優(yōu)勢也逐步被接受。非晶合金帶材具有許多獨(dú)特性能特點(diǎn)，如優(yōu)異的磁性、耐蝕性、耐磨性、高硬度、高強(qiáng)度、高電阻率等，由非晶合金帶材制成的鐵心具有高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、低矯頑力、低損耗， 相當(dāng)于硅鋼片的1/3-1/5、低激磁電流、良好的溫度穩(wěn)定性。非晶合金產(chǎn)晶在節(jié)能降耗方面有非常大的競爭優(yōu)勢，它的空載損耗只占到常規(guī)變壓器的40%左右，可以節(jié)能約60%。目前進(jìn)口的帶材只有144mm/170mm/213mm3種寬度,受非晶合金帶材的限制，國內(nèi)非晶合金變壓器結(jié)構(gòu)均為矩形結(jié)構(gòu)，加工工藝、操作難度比較復(fù)雜，變壓器抗短路能力差， 性能極不穩(wěn)定。此外，非晶合金材料對機(jī)械應(yīng)力非常敏感，非晶合金鐵心片厚度極薄，僅O. 025mm, 不到常用硅鋼片的1/10 ;疊片系數(shù)較低，只有O. 86，非晶合金鐵心受力后，變壓器的空載損耗會(huì)增加60%左右，磁致伸縮引起非晶合金振動(dòng)產(chǎn)生噪音。因此，在變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需采取特殊的緊固措施，減少鐵心受力，避免鐵心成為主承受件。同時(shí)，基于以上問題，改進(jìn)的新型結(jié)構(gòu)需要通過優(yōu)化監(jiān)測系統(tǒng)來進(jìn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)故障的監(jiān)測，以便于新型變壓器更好的的運(yùn)行和維護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供了支持圖形化在線振動(dòng)監(jiān)測的一種長圓形非晶合金干式變壓器鐵心，長圓線圈結(jié)構(gòu)較矩形線圈結(jié)構(gòu)節(jié)省材料10% -15%。本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方案是所用長圓形結(jié)構(gòu)中A、B、C三種帶材配合使用，由原來單一的一種規(guī)格帶材決定單一的線圈結(jié)構(gòu)尺寸，現(xiàn)可以靈活搭配，鐵心中間處為矩形，使用最寬型帶材，鐵心兩側(cè)為半圓弧型，選用最窄型鐵心。每種帶材的厚度可以自定。帶材層間設(shè)隔板，上下模搭接處涂上特殊3M膠水，使接縫處始終處于半液態(tài)黏結(jié)狀態(tài)。減少搭接處振動(dòng)， 降低噪音。配套良好的在線監(jiān)測系統(tǒng)，確保變壓器設(shè)備的正常運(yùn)行和改良后的優(yōu)良效果，方便維護(hù)。本發(fā)明的有益效果是鐵心及線圈在有效地勵(lì)磁區(qū)域增加了其填充系數(shù)，減少搭接處振動(dòng)，降低噪音，疊片系數(shù)原來為86%，現(xiàn)可以達(dá)到92% -95%，材料的利用率可提高 20%左右，線圈的加工難度大大降低，工藝操作簡單，大幅度提高了人工效率，更增加了企業(yè)效益，變壓器增加了抗短路的能力，性能更加可靠穩(wěn)定。實(shí)時(shí)精確的在線振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)保障了變壓器運(yùn)行和維護(hù)，具有現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值。


附圖I為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的非晶合金干式變壓器鐵心截面中1非晶合金帶材鐵心，2變壓器線圈，3層間隔板，4層間隔板上下模特殊3M 膠水A :142mm非晶合金帶材；B : 170mm非晶合金帶材；C :213mm非晶合金帶材。附圖2為監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖附圖3為軟件設(shè)計(jì)流程
具體實(shí)施例方式I參見附圖I。本發(fā)明的創(chuàng)新在于將現(xiàn)有的技術(shù)中，通常將變壓器線圈設(shè)計(jì)成矩形結(jié)構(gòu)，在此改進(jìn)成長圓形線圈結(jié)構(gòu)2，特殊的隔板膠粘設(shè)計(jì)不僅確保鐵心及線圈有效勵(lì)磁區(qū)域的同時(shí)，增加了填充系數(shù)，大大節(jié)省了用材量，同時(shí)起到減緩振動(dòng)和帶材受力，降低噪音的多重效果。具體設(shè)計(jì)為，所述的長圓形截面中段，采用C型213mm非晶合金帶材，厚度可自由選擇。截面上下對稱,分別采用B型170mm非晶合金帶材，A型142mm非晶合金帶材，同一種型號的帶材厚度不限，上下均分。層間隔板采用隔音粘和玻璃纖維網(wǎng)，鐵心搭接處兩個(gè)側(cè)面，層間隔板外表面涂有特殊的3M膠水。所述隔音粘和玻璃纖維網(wǎng)厚度為O. 45-0. 55mm。2參見附圖2變壓器內(nèi)部振動(dòng)源主要有鐵心和繞組，包括非晶合金帶材磁致伸縮引起鐵心的振動(dòng)，以及帶材間動(dòng)態(tài)的電磁力引起繞組的振動(dòng)等。本發(fā)明中的變壓器在線監(jiān)測技術(shù)優(yōu)越之處是以微處理技術(shù)為核心，具有標(biāo)準(zhǔn)程序軟件，可將傳感器、數(shù)據(jù)采集硬件、通信系統(tǒng)和分析功能組裝成一體，它的最突出特點(diǎn)是可以在運(yùn)行中實(shí)時(shí)監(jiān)測，彌補(bǔ)了室內(nèi)常規(guī)檢測方法和裝置的不足。通過LC108壓電加速度傳感器在線監(jiān)測鐵心和繞組的振動(dòng)信號，組建變壓器振動(dòng)測試系統(tǒng)、CM3504信號調(diào)理模塊、USB5935數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)組建變壓器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)， 并將采集的信號進(jìn)行分析和處理。利用LABVIEW軟件系統(tǒng)對采集的振動(dòng)信號數(shù)據(jù)采用時(shí)頻分析，即小波分析和短時(shí)傅里葉變換頻譜分析，克服了傳統(tǒng)的頻譜分析的不足，為以后變壓器振動(dòng)數(shù)據(jù)的分析方法做了初步驗(yàn)證短時(shí)傅里葉變換(STFT)
權(quán)利要求
1.本發(fā)明涉及了圖形化在線振動(dòng)監(jiān)測的長圓形非晶合金鐵心干式變壓器，它是將傳統(tǒng)的變壓器線圈矩形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成長圓結(jié)構(gòu)，并配套在線振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)。其特征在于1非金合金鐵心帶材(A :142mm非晶合金帶材；B :170mm非晶合金帶材；C :213mm非晶合金帶材)；2 長圓形繞組線圈及內(nèi)框骨架；3玻璃纖維網(wǎng)層間隔板；4涂有特殊3M膠水上下模搭接面。其中所述繞組內(nèi)框截面為長圓形。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圖形化在線振動(dòng)監(jiān)測的長圓形非晶合金鐵心干式變壓器，其特征在于鐵心的截面左右及上下對稱，并且呈階梯狀，內(nèi)框繞組骨架中間為矩形結(jié)構(gòu)，兩側(cè)成圓弧形。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圖形化在線振動(dòng)監(jiān)測的長圓形非晶合金鐵心干式變壓器，其特征在于鐵心分為若干層，A、B、C三組帶材寬度類型的疊片組。繞組內(nèi)框骨架由A、B、C 三種帶材相套接而成，每層為一種帶材的非晶合金鐵心，層與層之間通過玻璃纖維網(wǎng)隔板分離，每種類型的疊片組寬度均相等，每種疊片組的厚度可以靈活選擇。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圖形化在線振動(dòng)監(jiān)測的長圓形非晶合金鐵心干式變壓器，其特征在于非晶合金帶材搭接處設(shè)層間隔板，鐵心搭接處兩個(gè)側(cè)面，層間隔板外表面涂有特殊的3M膠水，使接縫始終處于半液態(tài)黏結(jié)狀態(tài)，減小搭接處振動(dòng)，降低變壓器噪聲。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圖形化在線振動(dòng)監(jiān)測的長圓形非晶合金鐵心干式變壓器，其特征在于基于Labview軟件的圖形化監(jiān)測系統(tǒng)，包括了 C108壓電加速度傳感器，CM3504 信號調(diào)理模塊，USB5935數(shù)據(jù)采集卡和采用時(shí)頻小波分析和短時(shí)傅里葉變換的頻譜分析，克服常規(guī)監(jiān)測方法和頻譜分析方法的不足。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圖形化在線振動(dòng)監(jiān)測的長圓形非晶合金鐵心干式變壓器，其特征在于利用LABVIEW軟件系統(tǒng)對采集的振動(dòng)信號數(shù)據(jù)采用時(shí)頻分析，即小波分析和短時(shí)傅里葉變換頻譜分析，克服了傳統(tǒng)的頻譜分析的不足，為以后變壓器振動(dòng)數(shù)據(jù)的分析方法做了初步驗(yàn)證短時(shí)傅里葉變換(STFT)
全文摘要
本發(fā)明屬于非晶合金干式變壓器技術(shù)領(lǐng)域，涉及鐵心結(jié)構(gòu)及其在線振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，包括了1非晶合金帶材；2長圓形繞組線圈及內(nèi)框骨架；3玻璃纖維網(wǎng)層間隔板；4涂有特殊3M膠水上下模搭接面，以及在線振動(dòng)系統(tǒng)。本發(fā)明公開了一種長圓形非晶合金鐵心結(jié)構(gòu)替代原有的矩形結(jié)構(gòu)，所述鐵心截面左右及上下對稱呈階梯狀，層間隔板上下模搭接特殊3M膠水緩沖帶材受力，降低變壓器噪音。線圈內(nèi)框內(nèi)A、B、C三種帶材可配合使用，線圈耗材有效減少效益明顯提高，可靠性增強(qiáng)。針對新型變壓器配套基于Labview圖形化在線振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，包括了壓電加速度傳感器、信號調(diào)理模塊，數(shù)據(jù)采集卡和時(shí)頻分析，可實(shí)時(shí)監(jiān)測新型變壓器受力振動(dòng)等工作狀態(tài)。
文檔編號H01F27/28GK102592788SQ20121000353
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月5日
發(fā)明者印德林, 廖志凌, 徐錫舟, 李 杰, 楊萬宏, 洪振興, 趙曉明 申請人:江蘇宏安變壓器有限公司