本發(fā)明涉及30至1600kVA（千伏安）中等容量的單、三相電力變壓器及其制作方法，尤其涉及先制作繞組、將其置于專用機床上穿繞硅鋼帶構(gòu)成磁芯，再實施750℃至800℃整體退火的工藝方法。

背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)電力變壓器，無論是油浸的抑或是干式的，都必須裁剪或沖壓諸多尺寸的硅鋼片，將它們疊合成為橫斷面包絡(luò)線是圓形的柱體，再組裝成為鐵芯結(jié)構(gòu)。工序繁多、復(fù)雜，材料浪費也不少，而且制成的變壓器漏磁大，變電效率低。長期以來，人們一直都在努力尋求一種新的電力變壓器結(jié)構(gòu)和工藝方法，但是成果有限?，F(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)在生產(chǎn)的高效率電力變壓器有多種形式，包括非晶鐵芯變壓器和R型變壓器等。非晶鐵芯變壓器的鐵損值低但體積大，鐵芯制作工藝麻煩，退火后變脆，抗機械沖擊性能差，性價比低，難以推廣。R型變壓器結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，布局合理、磁路優(yōu)化、損耗低，節(jié)電效果顯著，但是其生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高，并且不能完全避免產(chǎn)生邊角余料的缺點。本申請人/發(fā)明人在十多年前提出了一款名稱為“變壓器卷繞磁心繞制方法及專用機床”的中國發(fā)明專利，于2001年7月4日獲授權(quán)公告，公告號為CN1068134C。所述專利公開了變壓器穿繞硅鋼帶磁芯專用機床結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案，以及這種穿繞硅鋼帶磁芯變壓器的基本構(gòu)造。這款專利公開的技術(shù)明顯簡化了硅鋼片材料的加工步驟，節(jié)約了原材料并大大提高了勞動生產(chǎn)率，產(chǎn)品變壓器的性能也有很大提高。但是所述專利并沒有公開該項技術(shù)用于電力變壓器制造的具體工藝步驟，以及這種穿繞硅鋼帶磁芯的單相和三相電力變壓器的具體實施例。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)高性能變壓器生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高的不足之處，而提出一種生產(chǎn)工藝簡單又成本低廉的高性能穿繞磁芯電力變壓器結(jié)構(gòu)及其制作方法。本發(fā)明解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是一種穿繞硅鋼帶磁芯的電力變壓器，適用于30至1600kVA容量范圍，至少包括一個繞組-磁芯模塊和用于將其安裝固定的絕緣支承裝置;所述繞組-磁芯模塊包括至少兩個繞組組件；每一繞組組件包括共中軸線地套疊在一起的內(nèi)、外層繞組；每個內(nèi)、外層繞組包括內(nèi)、外層瓷骨架，以及分別纏繞在內(nèi)、外層瓷骨架上的材質(zhì)為玻璃纖維絕緣銅線的內(nèi)、外層線圈；所述內(nèi)、外層繞組的橫斷面中央部位空腔呈近似矩形，用于容置穿繞的硅鋼帶以及讓所述倆繞組套疊；所述繞組-磁芯模塊由各該繞組組件的中心軸線首尾連接呈環(huán)形定位在專用機床上，從相鄰倆繞組組件之間的間隙塞入硅鋼帶穿繞，直至塞滿各內(nèi)層繞組內(nèi)空腔而構(gòu)成各該繞組組件共同的環(huán)形磁芯；各繞組組件和由硅鋼帶穿繞成的環(huán)形磁芯共同組成繞組-磁芯模塊；而且在該繞組-磁芯模塊的外表面和其內(nèi)諸縫隙中，還牢固地包覆和吸附有一層經(jīng)整體退火和真空浸漬而形成的絕緣漆膜；各該繞組-磁芯模塊的內(nèi)、外層線圈各自分別以互相串聯(lián)、并聯(lián)或混聯(lián)的方式電連接，分別用作為一次側(cè)、二次側(cè)線圈，或反之；所述繞組-磁芯模塊上設(shè)置有用于分別同一次側(cè)電網(wǎng)和二次側(cè)電網(wǎng)電連接的輸入接線裝置和輸出接線裝置；安裝固定于絕緣支承裝置上的只有一個繞組-磁芯模塊，就是單相電力變壓器；安裝固定于絕緣支承裝置上的有三個繞組-磁芯模塊，且各該繞組-磁芯模塊的內(nèi)層或外層線圈用作一次側(cè)即高電壓側(cè)的，相互做星形或三角形連接，那就是三相電力變壓器。所述繞組-磁芯模塊包括3至4個繞組組件，各該繞組組件的中心軸線首尾連接呈環(huán)形，它們共同擁有同一個穿繞硅鋼帶的環(huán)形磁芯；各該外層繞組的外層線圈相互串聯(lián)、并聯(lián)或混聯(lián)，用做高電壓的一次側(cè)線圈；各該內(nèi)層繞組的內(nèi)層線圈相互串聯(lián)、并聯(lián)或混聯(lián)，或各自分別輸出、獨立供電，用做較低電壓的二次側(cè)線圈；如此安排是為了獲得較好的磁耦合。所述內(nèi)、外層瓷骨架的兩端部分別有環(huán)繞其外表面徑向突起并軸向延伸的、各自的突楞；所述內(nèi)層繞組借助其自身的突楞卡接在外層繞組內(nèi)的空腔中;所述各內(nèi)、外層繞組分別通過各自的瓷骨架突楞互相嵌合固定。所述的穿繞硅鋼帶磁芯的電力變壓器還包括置于所述繞組-磁芯模塊中心軸線部位、用于各外層繞組之間絕緣的中心隔件，該中心隔件以其中央圓柱形通孔中心軸線為對稱軸，均勻分布有至少倆隔片，所述各隔片嵌入相鄰倆互相電連接的、用于高壓側(cè)的倆外層繞組之間，以提高其間的電絕緣強度。所述內(nèi)、外層瓷骨架各自的內(nèi)外環(huán)面上，等間隔地設(shè)置有用于方便纏繞內(nèi)、外層線圈的、徑向突起并軸向延伸的內(nèi)、外層瓷骨架隔板。所述絕緣支承裝置還包括與繞組組件數(shù)量相同的一組電工瓷材質(zhì)的單相立柱和上下兩塊環(huán)形枕木；所述環(huán)形枕木上設(shè)有與繞組組件數(shù)量相同的用于同單相立柱固定連接的固定隔板，所述各繞組組件嵌置于上下兩塊所述環(huán)形枕木的各固定隔板之間；所述單相立柱上設(shè)置有用于同輸入、輸出接線裝置連接的單相立柱連接耳。所述絕緣支承裝置還包括與繞組組件數(shù)量相同的一組電工瓷材質(zhì)的三相立柱和四塊環(huán)形枕木；所述環(huán)形枕木上設(shè)有與繞組組件數(shù)量相同的用于同三相立柱固定連接的固定隔板；所述四塊環(huán)形枕木兩兩之間各嵌置有一個繞組-磁芯模塊所用的各繞組組件；所述繞組組件嵌置于上下兩塊所述環(huán)形枕木的各固定隔板之間；所述各三相立柱上設(shè)置有用于同輸入、輸出接線裝置連接的三相立柱連接耳。所述各內(nèi)層繞組通過釬焊跨接在內(nèi)層瓷骨架突楞之間的連接銅片互相電連接；所述各外層繞組通過緊固件跨接在外層瓷骨架突楞之間的連接線互相電連接。所述輸入接線裝置包括用于高壓輸入電線絕緣的瓷瓶；所述輸出接線裝置包括位于內(nèi)層繞組端部用于同內(nèi)層線圈連接的連接槽、在連接槽和外部輸出銅排之間使用連接銅排進行電連接。本發(fā)明解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案還可以是一種用于電力變壓器的繞組-磁芯模塊，包括至少兩個繞組組件；每個繞組組件包括共中軸線地套疊在一起的內(nèi)、外層繞組；每個內(nèi)、外層繞組分別包括各自的內(nèi)、外層瓷骨架，以及分別纏繞在各自瓷骨架上的、材質(zhì)為玻璃纖維絕緣銅線的內(nèi)、外層線圈；所述內(nèi)、外層繞組的橫斷面中央部位空腔呈近似矩形，用于容置穿繞的硅鋼帶以及讓所述倆繞組套疊；所述繞組-磁芯模塊由各該繞組組件的中軸線首尾連接呈環(huán)形定位在專用機床上，從相鄰倆繞組組件之間的間隙塞入硅鋼帶自動穿繞，直至塞滿各內(nèi)層繞組內(nèi)空腔而構(gòu)成各該繞組組件共同的環(huán)形磁芯；各繞組組件和由硅鋼帶穿繞成的環(huán)形磁芯共同組成繞組-磁芯模塊；而且在該繞組-磁芯模塊的外表面和其內(nèi)諸縫隙中，還牢固地包覆和吸附有一層經(jīng)整體退火和真空浸漬而形成的絕緣漆膜；各該內(nèi)、外層線圈分別互相以串聯(lián)、并聯(lián)或混聯(lián)的方式電連接，用作為一、二次側(cè)線圈或反之；所述繞組-磁芯模塊上設(shè)置有分別用于同一次側(cè)、二次側(cè)電網(wǎng)電連接的輸入接線裝置和輸出接線裝置。本發(fā)明解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案還可以是一種制作所述穿繞硅鋼帶磁芯的電力變壓器的工藝方法，包括以下步驟：步驟A：在所述各內(nèi)、外層瓷骨架上分別纏繞內(nèi)、外層線圈制成各內(nèi)、外層繞組；所述各內(nèi)、外層線圈均由包覆或纏繞有無緯玻璃絲帶的絕緣銅導(dǎo)線卷繞而成;步驟B：將所述各內(nèi)層繞組分別共軸線地塞入各外層繞組內(nèi)，制成繞組組件，再由至少兩個繞組組件置于穿繞硅鋼帶專用機床上，以各該繞組組件的中心軸線首尾連接呈環(huán)形定位于其上，從相鄰倆繞組組件之間的間隙塞入硅鋼帶穿繞，直至塞滿各內(nèi)層繞組內(nèi)空腔而構(gòu)成各該繞組組件共同的環(huán)形磁芯。在實施了所述步驟B之后還有步驟C：由所述共同的環(huán)形磁芯穿繞在一起的各繞組組件，包括它們的內(nèi)、外層瓷骨架及其上纏繞的內(nèi)、外層線圈一同投入退火爐內(nèi)做調(diào)質(zhì)處理12至24小時，退火溫度750℃～800℃，以消除硅鋼帶在穿繞過程中積累內(nèi)應(yīng)力而對其導(dǎo)磁率造成的影響。在實施了步驟C之后還有步驟D：經(jīng)步驟C退火后的所述由共同的環(huán)形磁芯穿繞在一起的各繞組組件，俟其冷卻到5℃～40℃的環(huán)境溫度時，將其整體放入真空容器中浸漬絕緣漆30分鐘至5小時，取出烘干，制成待用的繞組-磁芯模塊在實施了步驟D之后還有步驟E：經(jīng)步驟D浸漬了絕緣漆的一個繞組-磁芯模塊安裝固定在由兩塊環(huán)形枕木和四個電工瓷材質(zhì)的單相立柱組成的絕緣支承裝置上組成一單相電力變壓器。在實施了步驟D之后還有步驟F：經(jīng)步驟D浸漬了絕緣漆的三個繞組-磁芯模塊分層安裝固定在由四塊環(huán)形枕木和四個電工瓷材質(zhì)的三相立柱組成的絕緣支承裝置上；并且各該繞組-磁芯模塊的內(nèi)層或外層線圈各自分別做星形或三角形連接，組成三相電力變壓器。同現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的有益效果是：1、由于穿繞磁芯的磁化方向完全與硅鋼片的軋制方向一致，且磁芯層間沒有搭頭接槰，磁路各處的磁通分布均勻，沒有明顯的高阻區(qū)、沒有接縫處磁通密度的畸變現(xiàn)象；在材質(zhì)相同的前提下，穿繞式磁芯與疊片式磁芯相比，可令磁芯損耗和漏磁都明顯降低；2、穿繞磁芯的電力變壓器工作磁通密度設(shè)計合理，在專用機床上穿繞的硅鋼帶極為致密，不會產(chǎn)生如疊片式磁芯那樣因磁路不連續(xù)和疊壓欠緊密而發(fā)出噪音，幾乎達到環(huán)保靜音狀態(tài)，最適合室內(nèi)和居民小區(qū)使用；3、穿繞硅鋼帶磁芯經(jīng)高溫退火處理，不僅消除了硅鋼帶因彎曲而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，而且細化了硅鋼帶內(nèi)的磁疇，提高了硅鋼帶二次再結(jié)晶能力，使硅鋼帶的磁性能大大優(yōu)于其出廠時的水平；4、由于硅鋼帶本身的電阻率較大，且各層硅鋼帶之間涂覆有絕緣漆或通過熱處理生成有氧化絕緣層，從而把渦流限制在各層薄片內(nèi)，使渦流損耗大為減少，變壓器本身發(fā)熱量就很低了；5、變壓器各繞組均勻分布包覆在環(huán)形磁芯各弧段，全部二次側(cè)、一次側(cè)線圈都充當散熱體，可與外部做充分的熱交換。附圖說明圖1是本發(fā)明穿繞硅鋼帶磁芯的電力變壓器優(yōu)選實施例之繞組-磁芯模塊100移除部分繞組組件120后的軸測投影示意圖；圖2是所述優(yōu)選實施例之繞組-磁芯模塊100移除環(huán)形磁芯150后各繞組組件120組合狀態(tài)的軸測投影結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2的正投影俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖2移除內(nèi)、外層線圈125、126后的橫斷面軸測投影結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是單個繞組組件120在移除內(nèi)、外層線圈125、126后的組合狀態(tài)軸測投影結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是圖5的正投影俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是單個外層瓷骨架124的軸測投影結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是圖7的正投影俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是單個內(nèi)層瓷骨架123的軸測投影結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是圖9的正投影俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是中心隔件140的軸測投影結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是各外層繞組122之間互相連接關(guān)系的軸測投影示意圖；圖13是各內(nèi)層繞組121之間互相連接關(guān)系的軸測投影示意圖；圖14是內(nèi)層線圈125和低壓輸出銅排196的連接關(guān)系示意圖，圖中省略了內(nèi)層瓷骨架123；圖15是外部輸出銅排196和連接銅排192連接關(guān)系示意圖，圖中連接槽191處于分離狀態(tài)；圖16是環(huán)形枕...