專利名稱：變壓器結構和變電設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及能夠減小配置在機柜內的配電用變壓器設置面積的變壓器結構和變電設備。
在變電所等處設置的機柜內部，以配電用變壓器為中心按需要安裝有測定電流用的電流互感器、測定電壓用的儀用變壓器和斷路器，各設備用電纜連接。如眾所周知，上述變壓器是一種在鐵制箱體內充滿絕緣油并將變壓器本體浸入油中的油浸式變壓器。
目前在使用3臺單相變壓器進行3相交流變壓時，各變壓器在橫向并列設置狀態(tài)下接線，因而在機柜內變壓器占有的設置面積大，其結果是存在著機柜本身需大型化的問題。之所以如此，是因為在使用如上所述的油浸式變壓器的情況下，由于在發(fā)生地震等災害時變壓器翻倒有引起火災的危險，所以該變壓器不能縱向疊置。同時也應指出縱向疊置存在著各變壓器的維護檢修極其麻煩的問題。另外還存在著在各變壓器上分別連接電流互感器和儀用變壓器以及斷路器等作業(yè)既繁雜又花費時間、同時在機柜內高壓部分外露而有使危險增大的缺點。
圖9是迄今為止為進行3相和單相變電所采用的變壓系統(tǒng)電路圖，必須使用多個斷路器VCB和開關PCS。在該系統(tǒng)的情況下，存在著當二次側負荷增大時變壓器燒壞的危險性極高這樣的難點。
解決上述各種問題的一個方案是本專利申請人作為發(fā)明“變壓器結構及變電設備”(特原平6—60264號)申請的。以前的申請涉及的變壓器結構，如圖7所示，是利用以合成樹脂或合成橡膠等絕緣材料為材質的澆注材料1將變壓器澆封成澆注成形變壓器2，將其按規(guī)定位置固定在框體3的內部，同時將多個框體3按縱向疊置。在這種結構中，完全不存在象現(xiàn)有的油浸式變壓器那樣翻倒時漏油而發(fā)生火災的危險。而且由于多臺變壓器縱向疊置，所以就有可能極大地減小設置面積。
在上述變壓器結構中，當在框體3內部固定澆注成形變壓器2時，如圖8所示，是使變壓器Tr的繞組4的中心軸線P成垂直狀態(tài)配置的。因此，如將多個框體3疊置，則處于上下位置的澆注成形變壓器2、2的磁力線(用雙點劃線表示)如圖7所示相互干擾，將會發(fā)生使該框體3振動而產生噪音或發(fā)熱等不正常情況。
本發(fā)明鑒于上述現(xiàn)有技術固有的上述缺點，提出極好地解決這些缺點的方案，其目的是減小在機柜內變壓器占有的設置面積而實現(xiàn)小型化，同時提供一種能夠防止產生振動噪音和發(fā)熱的變壓器結構及變電設備。
為達到上述目的，本發(fā)明的變壓器結構的特征在于將配電用變壓器用合成樹脂或合成橡膠等絕緣材料澆封，將該澆注成形變壓器在使上述變壓器繞組中心軸線成水平狀態(tài)下按規(guī)定位置固定在框體內部，并將裝有上述澆注成形變壓器的多個框體縱向疊置，同時將多臺變壓器相互連接。
為達到上述目的，本申請的另一發(fā)明的變壓器結構的特征在于將配電用變壓器用合成樹脂或合成橡膠等絕緣材料澆封，將該澆注成形變壓器在使上述變壓器繞組的中心軸線成水平狀態(tài)下按規(guī)定位置固定在框體內部，并將裝有上述澆注成形變壓器的多個框體縱向疊置，同時將多臺單相變壓器相互按V/V形連接。
為達到上述目的，本申請的另一發(fā)明的變電設備的特征在于將用合成樹脂或合成橡膠等絕緣材料對配電用變壓器澆封后而構成的澆注成形變壓器和連接于上述變壓器的電流互感器及儀用變壓器再用合成樹脂或合成橡膠等絕緣材料整體地澆封成變壓器結構體，將該變壓器結構體在使上述變壓器繞組中心軸線成水平狀態(tài)下配置在框體內部，將多個上述框體縱向疊置，同時將配置在各框體內的變壓器結構體中的變壓器相互連接，并將通過以上步驟組裝成的變電裝置配置在機柜內。


圖1是表示采用實施例中的變壓器結構的變電設備簡略結構的正視圖。
圖2是表示實施例中的變電裝置簡略結構的說明圖。
圖3是表示實施例中的澆注成形變壓器內部結構的說明圖。
圖4是實施例中的變壓器接線圖。
圖5是實施例中的變電裝置電路圖。
圖6是表示采用另一實施例中的變壓器結構的變電設備簡略結構的正視圖。
圖7是表示采用本專利申請人以前申請的變壓器結構的變電設備簡略結構的正視圖。
圖8是表示圖7所示澆注成形變壓器內部結構的說明圖。
圖9是現(xiàn)有技術涉及的變壓系統(tǒng)電路圖。符號說明10機柜12變壓器結構體
14框體 16變電裝置23澆注成形變壓器26澆注材料28澆注材料 30繞組Tr變壓器CT電流互感器PT儀用變壓器VCB斷路器P中心軸線以下一邊參照附圖一邊列舉最適當?shù)睦龑Ρ景l(fā)明的變壓器結構和變電設備進行說明。
圖1是采用實施例涉及的變壓器結構的變電設備簡略結構圖。將分別裝有變壓器結構體12的框體14、14縱向疊置聯(lián)結而構成的變電裝置16配置在機柜10的內部。如圖所示，框體14制成矩形框架形狀，變壓器結構體12按規(guī)定位置固定在上部框體構件18和下部框體構件20之間。而且上側的框體14和下側的框體14通過將下部框體構件20和上部框體構件18用螺拴在若干個位置固定而聯(lián)結在一起。
上述變壓器結構體12由配電用的單相變壓器Tr、電流互感器CT及儀用變壓器PT構成，這些裝置相互連接。即如圖2所示，利用以絕緣材料為材質的澆注材料26將單相變壓器Tr澆封而構成澆注成形變壓器23，在該澆注成形變壓器23內的單相變壓器Tr的一次側連接電流互感器CT及儀用變壓器PT。澆注成形變壓器23、電流互感器CT及儀用變壓器PT這3個部分再利用以合成樹脂或合成橡膠等絕緣材料作為材質的澆注材料28澆封構成一個整體，使其高壓部分不暴露于外部。也就是說，利用澆注材料28澆封制成的變壓器結構體12，完全不存在象現(xiàn)有的油浸式變壓器那樣翻倒時漏油而發(fā)生火災的危險，因而是極其安全的結構。作為澆注材料26、28最好使用環(huán)氧樹脂、聚酯等合成樹脂或丁基橡膠、乙烯·丙烯橡膠等合成橡膠。
上述澆注成形變壓器23，如圖3所示，在使構成變壓器Tr的繞組30的中心軸線P成水平狀態(tài)下配置在框體14內部。這樣一來，就能夠防止在如圖1所示的將變壓器結構體12、12疊置的狀態(tài)下，由處于上下位置的澆注成形變壓器23、23產生的磁力線(用雙點劃線表示)的干擾。因此能夠防止因磁力線干擾而產生的振動噪音和發(fā)熱。
上述電流互感器CT所連接的電流表A和上述儀用變壓器PT所連接的電壓表V配置在澆注材料28的外部。該電流表A和電壓表V使用能以小電流測定的數(shù)字式儀表。在與澆注材料28內的電流互感器CT、儀用變壓器PT對應的位置設有通孔，也可以提高散熱效果。
位于上部的變壓器結構體12的澆注成形變壓器23內的單相變壓器Tr和位于下部的變壓器結構體12的澆注成形變壓器23內的單相變壓器Tr，其結構如圖4所示，為V/V形連接，按U、V、W—u、v、w進行3相交流變壓，從o取出單相交流。在實施例中，在上側配置例如200KVA的單相變壓器Tr，同時在下側配置例如300KVA的單相變壓器Tr，構成不同容量的V/V形連接。
如圖2所示，在上側變壓器結構體12內，連接在澆注成形變壓器23內的單相變壓器Tr一次側的電流互感器CT和儀用變壓器PT上裝有斷路器VCB。在實施例中斷路器VCB是與變壓器結構體12分別單獨設置的，但該斷路器VCB也可與變壓器結構體12澆封成一個整體。另外如圖5中的電路圖所示，由于實施例的變電裝置16極其簡單，能夠適應加在變壓器Tr二次側的負荷，所以可防止變壓器Tr燒壞。圖1中的符號32表示設置在機柜10內的冷卻風扇等送風器，利用該送風器32將外部空氣導入機柜10內，借此實現(xiàn)空冷作用。在機柜10的側面還設有內部空氣的排氣部(圖中未畫出)。送風器32還可設置在裝有變壓器結構體12的框體14上，使空氣直接吹向變壓器結構體12。另外可在夾持變壓器結構體12的兩側(左右、上下、前后)設置一對送風器32，由一側的送風器32將空氣吹向變壓器結構體12，而由另一側的送風器32將空氣抽出，可以提高冷卻效率。
在如上構成的變電設備中，由于澆注成形變壓器23、電流互感器CT及儀用變壓器PT利用澆注材料28澆封成一個整體而構成變壓器結構體12，所以完全不存在因該結構體12翻倒而發(fā)生火災的危險，這樣一來就有可能將多個變壓器結構體12、12縱向疊置。因此，可以減小變壓器在機柜10內所占的設置面積，這樣就能夠使機柜10小型化。由于該機柜10可設置在室外和室內的任何位置，所以可因設置面積的減小而能有效利用設置場所的空間。由于以2臺單相變壓器Tr即能適應3相和單相，所以具有能夠用1臺變壓器結構體12供應電氣配線系統(tǒng)的優(yōu)點。另外，在變壓器結構體12、12疊置的狀態(tài)下，能防止?jié)沧⒊尚巫儔浩?3、23產生的磁力線的干擾，因而可以防止因磁力線干擾而產生的振動噪音和發(fā)熱。
上述多個變壓器結構體12、12僅是通過框體14、14互相固定而連接在一起，所以對于配置有例如上側為200KVA、下側為300KVA的變壓器Tr的變電裝置16，可在短時間內簡單地組裝更換成例如上側為300KVA、下側為500KVA的變壓器Tr，因而可縮短工期和減少費用。另外，因電流互感器CT及儀用變壓器PT也澆封在內而能夠提高其耐久壽命，所以幾乎無需維護檢修，即使是縱向疊置其作業(yè)也不麻煩。因此，幾乎不需要修理用零部件，可降低運行成本。由于在機柜10內高壓部分不外露，所以在清掃和維護檢修構成變電裝置16的各設備時，作業(yè)人員即使進入機柜10的內部也可安全地進行作業(yè)。另外，因變壓器結構體12、12易于組裝，所以通過組裝更換配置有不同容量的單相變壓器Tr的變壓器結構體12，可以簡單地進行整個裝置的容量變更。因變壓器Tr、電流互感器CT及儀用變壓器PT集中在一起，所以也具有有效利用內部空間的優(yōu)點。并且由于高壓部分完全被模制材料28澆封在內，所以也可省去機柜10而將變壓器結構體12本身直接安裝設置。
在實施例中說明了將具有單相變壓器的2臺變壓器結構體疊置的情況，但如圖6所示，也可將3臺具有單相變壓器的變壓器結構體疊置安放。進一步將4臺以上的變壓器結構體疊置也是可能的。另外，也可將配置有3相變壓器的變壓器結構體疊置，或將具有單相變壓器的變壓器結構體與具有3相變壓器的變壓器結構體疊置在一起。還可將AVR(自動電壓調整器)和LRD或WW等整體澆封在變壓器結構體內部。
如上所述，按照本發(fā)明的變壓器結構及變電設備，由于采用以絕緣材料澆封成的澆注成形變壓器，因而能夠將多臺變壓器縱向疊置，可極大地減小設置面積。而且由于將構成變壓器的繞組的中心軸線配置成水平狀態(tài)，所以可防止處于上下位置的澆注成形變壓器產生的磁力線的干擾，因而能夠極好地防止因磁力線干擾而產生的振動噪音和發(fā)熱。也就是說，對使用極高電壓變壓器的變電設備是非常有效的。
另外，由于組裝時可只聯(lián)結裝有變壓器的框體，所以可以縮短作業(yè)時間。而且，由于變壓器、電流互感器和儀用變壓器澆封成一個整體，所以將變電設備設置在機柜內時無須進行各部件的連接，因而可進一步縮短時間。同時能夠防止變壓器、電流互感器和儀用變壓器性能惡化和損壞，提高耐久壽命因而減少運行成本。另外，由于變壓器是用絕緣材料澆封而成的，所以能有效地防止在機柜內發(fā)生觸電事故，能安全地進行清掃或維護檢修作業(yè)。
權利要求
1.一種變壓器結構，其特征在于將配電用變壓器(Tr)用合成樹脂或合成橡膠等絕緣材料(26)澆封，將該澆注成形變壓器(23)在使上述變壓器(Tr)繞組(30)的中心軸線P成水平狀態(tài)下按規(guī)定位置固定在框體(14)內部，并將裝有上述澆注成形變壓器(23)的多個框體(14、14)縱向疊置，同時將多臺變壓器(Tr、Tr)互相連接。
2.一種變壓器結構，其特征在于將配電用變壓器(Tr)用合成樹脂或合成橡膠等絕緣材料(26)澆封，將該澆注成形變壓器(23)在使上述變壓器(Tr)繞組(30)的中心軸線P成水平狀態(tài)下按規(guī)定位置固定在框體(14)內部，并將裝有上述澆注成形變壓器(23)的多個框體(14、14)縱向疊置，同時將多臺變壓器(Tr、Tr)互相按V/V形連接。
3.一種變電設備，其特征在于將用合成樹脂或合成橡膠等絕緣材料(26)對配電用變壓器(Tr)澆封后而構成的澆注成形變壓器(23)和連接于上述變壓器(Tr)的電流互感器(CT)及儀用變壓器(PT)再用合成樹脂或合成橡膠等絕緣材料整體地澆封成變壓器結構體(12)，將該變壓器結構體(12)在使上述變壓器(Tr)繞組(30)的中心軸線P成水平狀態(tài)下配置在框體(14)內部，將上述框體(14)多個縱向疊置，同時將配置在各框體(14)內的變壓器結構體(12)中的變壓器(Tr)互相連接，并將通過以上步驟組裝成的變電裝置(16)配置在機柜(10)內。
4.按照權利要求3所述的變電設備，其特征在于上述變壓器結構體(12)中的變壓器(Tr)連接了斷路器(VCB)。
全文摘要
本發(fā)明的目的是減小變壓器在機柜內占有的設置面積，同時防止振動噪音和發(fā)熱。變壓器結構體是將用澆注材料澆封單相變壓器而構成的澆注成型變壓器和連接在單相變壓器一次側的電流互感器及儀用變壓器用澆注材料整體澆封而成。變壓器結構體按規(guī)定位置固定在矩形框體內部。2個框體縱向疊置并互相聯(lián)結。2個框體縱向疊置聯(lián)結而構成的變電裝置被配置在機柜內部。在使變壓器的繞組中心軸線成水平狀態(tài)下，將澆注成型變壓器配置在框體內。
文檔編號H01F30/12GK1128395SQ9511874
公開日1996年8月7日 申請日期1995年11月3日 優(yōu)先權日1994年11月4日
發(fā)明者山本誠 申請人:山本誠