卷铁芯牵引变压器 |
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| 申请号 | CN201410223674.8 | 申请日 | 2014-05-26 | 公开(公告)号 | CN103996507A | 公开(公告)日 | 2014-08-20 |
| 申请人 | 西南交通大学; 常州太平洋电力设备(集团)有限公司; | 发明人 | 高仕斌; 吴志强; 韩正庆; 林彬彬; 魏宏伟; 万洪新; 翁建华; 汪大千; 林忠良; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种卷 铁 芯牵引 变压器 ，它包括铁芯，铁芯由两个对称的经过 退火 处理的铁芯闭口单框拼合而成，并且每个铁芯闭口单框由连续的 硅 钢 片依次卷绕而成，该铁芯闭口单框具有两个截面为近似半圆铁芯柱 单体 ，铁芯上具有两个由铁芯柱单体拼合成的并且截面为近似圆的铁芯柱，所述的每个铁芯柱上由里向外依次设置有低压T绕组、低压F绕组和高压绕组，每个高压绕组的两侧分别设置有第一分接区和第二分接区，第一分接区布置有低压侧高压分接出线，第二分接区布置有高压侧高压分接出线，两个低压侧高压分接出线通过无载调压 开关 连接在一起，两个高压侧高压分接出线通过另一个无载调压开关连接在一起。本发明不仅能够使空载损耗低、空载 电流 小、噪声小、抗 短路 能 力 强，而且能够降低突发短路时产生的电动力，提高变压器耐受短路的能力。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种卷铁芯牵引变压器，其特征在于：它包括铁芯(1)，铁芯(1)由两个对称的经过退火处理的铁芯闭口单框(1-1)拼合而成，并且每个铁芯闭口单框(1-1)由连续的硅钢片依次卷绕而成，该铁芯闭口单框(1-1)具有两个截面为近似半圆的铁芯柱单体(1-1-1)，铁芯(1)上具有两个由铁芯柱单体(1-1-1)拼合成的并且截面为近似圆的铁芯柱(1-2)，所述的每个铁芯柱(1-2)上由里向外依次设置有低压T绕组(6)、低压F绕组(5)和高压绕组(4)，每个高压绕组(4)的的两侧分别设置有第一分接区和第二分接区，第一分接区布置有低压侧高压分接出线(16)，第二分接区布置有高压侧高压分接出线(18)，两个低压侧高压分接出线(16)通过无载调压开关(9)连接在一起，两个高压侧高压分接出线(18)通过另一个无载调压开关(9)连接在一起，高压绕组(4)的一侧设置有高压绕组出线(17)，低压T绕组(6)在高压绕组出线(17)方向相反的一侧设置有低压T绕组出线(15-1)，低压F绕组(5)在高压绕组出线(17)方向相反的一侧设置有低压F绕组出线(15-2)。 |
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| 说明书全文 | 卷铁芯牵引变压器技术领域[0001] 本发明涉及一种卷铁芯牵引变压器，属于变压器技术领域。 背景技术[0002] 目前，牵引变压器是电气化铁路常用的一种电力设备，其运行特点是空载运行时间比较长(列车的间隙时段基本是空载)，过负荷能力要求高，短路次数比较多。以往的牵引变压器均采用叠铁心结构，内外线圈依次套装在铁心上。叠铁心结构由硅钢片叠积而成，硅钢片对接处会形成气隙，气隙的磁阻很高，使空载时的损耗和空载电流大增，噪声也比较大。硅钢片剪切、叠装的过程会影响磁畴的排列，也会使空载时的损耗上升。套装式线圈套装时需保留套装间隙，而该间隙的存在会使线圈的抗短路能力下降。 发明内容[0003] 本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种卷铁芯牵引变压器，它不仅能够使空载损耗低、空载电流小、噪声小、抗短路能力强，而且能够降低突发短路时产生的电动力，提高变压器耐受短路的能力。 [0004] 为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种卷铁芯牵引变压器，它包括铁芯，铁芯由两个对称的经过退火处理的铁芯闭口单框拼合而成，并且每个铁芯闭口单框由连续的硅钢片依次卷绕而成，该铁芯闭口单框具有两个截面为近似半圆的铁芯柱单体，铁芯上具有两个由铁芯柱单体拼合成的并且截面为近似圆的铁芯柱，所述的每个铁芯柱上由里向外依次设置有低压T绕组、低压F绕组和高压绕组，每个高压绕组的的两侧分别设置有第一分接区和第二分接区，第一分接区布置有低压侧高压分接出线，第二分接区布置有高压侧高压分接出线，两个低压侧高压分接出线通过无载调压开关连接在一起，两个高压侧高压分接出线通过另一个无载调压开关连接在一起，高压绕组的一侧设置有高压绕组出线，低压T绕组在高压绕组出线方向相反的一侧设置有低压T绕组出线，低压F绕组在高压绕组出线方向相反的一侧设置有低压F绕组出线。 [0005] 进一步为了使铁芯温升低、过励磁能力强，两个铁芯闭口单框之间设置有可起散热作用的分隔槽。 [0006] 进一步为了使两个无载调压开关能够同步调压，所述的两个无载调压开关通过开关联动机构连接以实现同步调压。 [0007] 进一步，所述的低压F绕组和高压绕组的两端上均分别设置有静电板。 [0009] 进一步，所述的低压T绕组内侧设置有T绕组骨架，并且T绕组骨架和铁芯柱之间设置有带有限位装置的撑条，所述的低压F绕组的内侧设置有F绕组骨架，并且F绕组骨架和低压T绕组之间也设置有带有限位装置的撑条，所述的高压绕组的内侧设置有高压绕组骨架，并且高压绕组骨架和低压F绕组之间也设置有带有限位装置的撑条。 [0010] 进一步，所述的T绕组骨架和/或F绕组骨架和/或高压绕组骨架由硬纸筒制成。 [0011] 进一步，T绕组骨架上设置有可由绕线机带动的传动槽。 [0012] 进一步，绕制绕组时，先不放置T绕组骨架和铁芯柱之间撑条，该位置放置特种无模绕线机的传动机构，然后在上面进行T绕组骨架的成型操作。完成后依次进行低压T绕组、低压F绕组和高压绕组的绕制工作。 [0013] 更进一步，所有绕组绕制完成后，放入T绕组骨架和铁芯柱之间撑条撑紧线圈。 [0014] 采用了上述技术方案后，由于铁芯闭口单框是由整条连续的硅钢片卷绕而成，中间无气隙，避免了局部磁通密度过高而引起的过热、噪声大、励磁电流大等不良现象，并且退火后的铁芯消除了加工过程产生的应力，进一步降低了空载损耗，绕组采用双柱并联方式，每柱高压绕组各设两个分接区，共四个分接区使高低绕组之间由于分接区产生的不平衡安匝大大降低，从而降低了突发短路时产生的电动力，提高了变压器耐受短路的能力，所有绕组绕制成一体，结构紧密，机械强度高，抗短路能力强。附图说明 [0015] 图1为本发明的卷铁芯牵引变压器的剖面示意图； [0016] 图2为图1的俯视图； [0017] 图3为本发明的铁芯的结构示意图； [0018] 图4为本发明的铁芯的截面剖视图； [0019] 图5为本发明的绕组的绕制示意图； [0020] 图6为图5的俯视图； [0021] 图7为本发明的高压绕组的接线原理图； [0022] 图8为本发明的静电板的安装示意图； [0023] 图9为本发明的骨架的安装示意图。 具体实施方式[0024] 为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。 [0025] 如图1～4所示，一种卷铁芯牵引变压器，它包括铁芯1，铁芯1由两个对称的经过退火处理的铁芯闭口单框1-1拼合而成，并且每个铁芯闭口单框1-1由连续的硅钢片依次卷绕而成，该铁芯闭口单框1-1具有两个截面为近似半圆的铁芯柱单体1-1-1，铁芯1上具有两个由铁芯柱单体1-1-1拼合成的并且截面为近似圆的铁芯柱1-2，所述的每个铁芯柱1-2上由里向外依次设置有低压T绕组6、低压F绕组5和高压绕组4，每个高压绕组4的的两侧分别设置有第一分接区和第二分接区，第一分接区布置有低压侧高压分接出线16，第二分接区布置有高压侧高压分接出线18，两个低压侧高压分接出线16通过无载调压开关9连接在一起，两个高压侧高压分接出线18通过另一个无载调压开关9连接在一起，高压绕组4的一侧设置有高压绕组出线17，低压T绕组6在高压绕组出线17方向相反的一侧设置有低压T绕组出线15-1，低压F绕组5在高压绕组出线17方向相反的一侧设置有低压F绕组出线15-2。由于铁芯闭口单框1-1是由整条连续的硅钢片卷绕而成，中间无气隙，避免了局部磁通密度过高而引起的过热、噪声大、励磁电流大等不良现象，并且退火后的铁芯消除了加工过程产生的应力，进一步降低了空载损耗，绕组采用双柱并联方式，每柱高压绕组 4各设两个分接区，共四个分接区使高低绕组之间由于分接区产生的不平衡安匝大大降低，从而降低了突发短路时产生的电动力，提高了变压器耐受短路的能力。 [0026] 如图5、6所示，由于该铁芯1为闭口卷铁心结构，所以所有低压T绕组6、低压F绕组5和高压绕组4都必须在铁芯1的铁芯柱1-2上绕制而成，低压T绕组6、低压F绕组5和高压绕组4是在专用立式无模绕线机3上围绕铁芯柱1-2直接绕成一体，立式无模绕线机3带动线圈的成型骨架7转动，导线在成型骨架7上进行绕制、翻盘等形成线圈，成型骨架7上设计有传动槽，无模绕线机3的传动销8伸入该传动槽即可带动成型骨架7围绕铁芯柱1-2转动，从而进行低压T绕组6、低压F绕组5和高压绕组4的绕制工作。本无模立式绕制方法是目前唯一能实现在卷铁心上绕制大型饼式线圈的方法。 [0027] 如图4所示，两个铁芯闭口单框1-1之间设置有可起散热作用的分隔槽2，从而使铁芯温升低、过励磁能力强，硅钢片的利用率也得到很大提高。分隔槽的作用一是散热，二是铁芯分割成两个近似半圆后，使硅钢片筒料在铁芯直径比较大时也可以完全套裁。 [0028] 如图2、7所示，两个无载调压开关9通过开关联动结构11连接以实现同步调压。 [0029] 如图1所示，低压F绕组5和高压绕组4的两端壁上均分别设置有静电板10。静电板10由两个半圆铜环10-1拼合焊接而成。静电板10成对放置，与高压绕组4相邻的低压F绕组5也放置静电板10，如图8所示，为了能在闭口铁芯1上安装静电板10，静电板10采用两半圆合成结构，用周边倒圆的半圆铜环10-1在铁芯1上拼合后进行焊接，焊缝打磨光滑，高压绕组4的静电板10也按以上方法制作。 [0030] 如图2、8所示，低压T绕组6内侧设置有T绕组骨架14，并且T绕组骨架14和铁芯柱1-2之间设置有带有限位装置的撑条19，低压F绕组5的内侧设置有F绕组骨架13，并且F绕组骨架13和低压T绕组6之间也设置有带有限位装置的撑条19，高压绕组4的内侧设置有高压绕组骨架12，并且高压绕组骨架12和低压F绕组5之间也设置有带有限位装置的撑条19。T绕组骨架14和/或F绕组骨架13和/或高压绕组骨架12由硬纸筒制成。T绕组骨架14上设置有可由绕线机带动的传动槽。绕制绕组时，先不放置T绕组骨架14和铁芯柱1-2之间撑条19，线圈间所有撑条带有限位装置，以防止线圈绕制时发生撑条移位。 该位置放置特种无模绕线机的传动机构，然后在上面进行T绕组骨架14的成型操作。完成后依次进行低压T绕组6、低压F绕组5和高压绕组4的绕制工作。所有绕组绕制完成后，放入T绕组骨架14和铁芯柱1-2之间撑条19撑紧线圈。 [0031] 所有线圈采用硬纸筒作为骨架，硬纸筒采用直接在器身上进行拼合的工艺，如图9所示，低压F绕组5的硬纸筒搭接处相邻的撑条19设计成可兼作内模的形状，低压F绕组5的硬纸筒搭接斜坡刷胶后再用外模20压住进行固化成型，固化成型后就可在低压F绕组 5的硬纸筒上绕制低压F绕组5了，低压T绕组6的硬纸筒、高压绕组4的硬纸筒制作方法也可按上述方法制作。 [0032] 以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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