一种具有新型调压铁心柱的单相500kV变压器的制作方法

一种具有新型调压铁心柱的单相500kv变压器
技术领域
1.本发明涉及变压器领域，特别是一种具有新型调压铁心柱的单相500kv变压器。


背景技术：

2.现有旁路调压的500kv单相自耦电力变压器铁心结构为，单相三柱式的结构，调压线圈绕设在调压铁心柱上，调压铁心柱的截面为直径与主线圈铁心柱相同的半圆形，为绕制调压线圈，需要用支撑件将调压铁心柱扩充为截面为完整圆形的圆柱状，该圆柱一半为支撑件，一半为调压铁心柱，也就是说，调压铁心柱上有一半的的空间没有铁心，套绕在铁心柱上的线圈直径基础与主线圈铁心柱相同。
3.现有技术中的该种结构有很多弊端，调压铁心柱有效截面积小，只有相同直径主线圈铁心柱的50％，铁心填充系数很大，有效铁心截面小，铁心的有效利用率低；线圈内径基础与主线圈铁心柱相同，线圈使用材料基数大，需要的铜导线多。


技术实现要素：

4.本发明克服了现有技术中调压铁心柱的有效利用率低、线圈使用材料基数大、铁心的利用率低不足，提供了一种具有新型调压铁心柱的单相500kv变压器，为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种具有新型调压铁心柱的单相500kv变压器，其中，包括：横截面为圆形的调压铁心柱、设置于调压铁心柱一侧的主线圈铁心柱、设置于所述主线圈铁心柱的远离所述调压铁心柱的一侧的旁轭，所述调压铁心柱的直径小于所述主线圈铁心柱的直径,所述调压铁心柱、所述主线圈铁心柱以及所述旁轭均是通过上夹件以及下夹件进行固定。
5.本发明一个较佳实施例中，所述调压铁心柱横截面的中心、所述主线圈铁心柱横截面的中心以及所述旁轭横截面的中心位于同一直线上，且所述调压铁心柱横截面的中心和所述主线圈铁心柱横截面的中心的距离等于两个铁心柱之间的间距、所述调压铁心柱的外径长以及所述主线圈铁心柱的外径长之和的一半。
6.本发明一个较佳实施例中，所述调压铁心柱的上侧设置有上轭，所述调压铁心柱的下侧设置有下轭，所述上轭与所述下轭的叠厚均为调压铁心柱的叠厚。
7.本发明一个较佳实施例中，所述调压铁心柱与所述主线圈铁心柱之间的铁轭截面面积与所述主线圈铁心柱和所述旁轭之间的铁轭截面面积相等。
8.本发明一个较佳实施例中，所述调压铁心柱的直径d
t
计算方式为：
[0009][0010]
其中，d
t
取整数，s
ty
为调压铁心柱的有效截面面积；
[0011]sty
的计算方式为：
[0012]
[0013]
其中，d为主线圈铁心柱的直径。
[0014]
本发明一个较佳实施例中，所述上夹件包括两个夹杆以及用于固定所述夹杆的两个侧梁，其中，所述夹杆包括第一夹件段以及第二夹件段，所述第一夹件段与所述第二夹件段之间通过固定段连接，两个所述夹杆的所述第一夹件段夹在所述调压铁心柱的两端，两个所述夹杆的所述第二夹件段夹在所述所述主线圈铁心柱以及所述旁轭的两端，所述固定段设置于所述调压铁心柱以及所述主线圈铁心柱之间。
[0015]
本发明一个较佳实施例中，所述下夹件包括两个夹杆以及用于固定所述夹杆的两个侧梁，所述下夹件的两个夹杆与所述上夹件的两个夹杆相同，所述下夹件得两个侧梁与所述上夹件的两个侧梁相同。
[0016]
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
[0017]
本发明中的调压铁心柱直径减小，调压铁心柱的有效截面利用率得到提高，且不需要使用支撑件，节约了成本；调压铁心柱直径减少，缠绕在调压铁心柱上的线圈用材减少、重量下降。
附图说明
[0018]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
[0019]
图1为本发明一实施例中所述的一种具有新型调压铁心柱的单相500kv变压器的铁心结构示意图；
[0020]
图2为本发明一实施例中所述的一种具有新型调压铁心柱的单相500kv变压器的铁心结构原理图。
[0021]
附图标记如下说明：101、调压铁心柱；102、主线圈铁心柱；103、旁轭；201、夹件；2011、第一夹件段；2012、第二夹件段；2013、固定段；202、侧梁；301、调压铁心柱与主线圈铁心柱之间的上轭；302、主线圈铁心柱与旁轭之间的上轭；303、调压铁心柱与主线圈铁心柱之间的下轭；304、主线圈铁心柱与旁轭之间的下轭。
具体实施方式
[0022]
为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0023]
在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的
特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0024]
在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0025]
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
[0026]
如图1所示，一种具有新型调压铁心柱的单相500kv变压器，其中，包括：横截面为圆形的调压铁心柱101、设置于调压铁心柱101一侧的主线圈铁心柱102、设置于主线圈铁心柱102的远离调压铁心柱101的一侧的旁轭103，调压铁心柱101的直径小于主线圈铁心柱102的直径,调压铁心柱101、主线圈铁心柱102以及旁轭103均是通过上夹件201以及下夹件201进行固定。
[0027]
在本发明中，用横截面为圆形的调压铁心柱101取代了现有技术中的横截面为半圆形的调压铁心柱101，且本发明中的调压铁心柱101不需要使用支撑件，线圈可以直接绕设在铁心柱上。除此以外，本发明中的调压铁心柱101的直径小于现有技术中调压铁心柱101的直径，使得在相同的铁心空载损耗前提下，实现降低铁心硅钢片和线圈铜导线用量的效果，节约了材料，降低了成本。
[0028]
继续参照图1所示，调压铁心柱101横截面的中心、主线圈铁心柱102横截面的中心以及旁轭103横截面的中心位于同一直线上，且调压铁心柱101横截面的中心和主线圈铁心柱102横截面的中心的距离等于调压铁心柱101横截面的中心和主线圈铁心柱102横截面的中心的距离。
[0029]
这里将调压铁心柱101、主线圈铁心柱102以及旁轭103对称设置主要是为了保证磁场对称，同时使变压器的重心稳定，避免出现重心向一边倾斜的情况。
[0030]
参照图1-2所示，根据磁路基尔霍夫第一定律，其中，为上轭301上面流过的磁通，为主线圈铁心柱102上面流过的磁通，为旁轭103上面流过的磁通，计算出调压铁心柱101侧上轭301里面流过的磁通密度b
301
为：
[0031][0032]
其中，h为纵向平均磁路长度，me为主线圈铁心柱102与旁轭103之间的平均磁路长度，m
tz
为主柱与调压铁心柱之间的平均磁路长度。
[0033]
旁轭103的磁通密度b
103
为：
[0034][0035]
调压铁心柱101的磁通密度b
101
为：
[0036][0037]
根据铁心各支路磁通密度分布查硅钢片b-p曲线得各支路空载损耗，对各支路空载损耗求和，计算出铁心空载损耗σp。由于主线圈铁心柱102产生的磁通总量不变铁心磁路长度不变，通过调节调压铁心柱101截面s
101
、铁轭301的截面s
301
以及旁轭103截面s
103
，可以使铁心的损耗与原结构损耗相同。
[0038]
具体的计算如下。
[0039]
所述调压铁心柱101的直径d
t
计算方式为：
[0040][0041]
其中，d
t
取整数，s
ty
为调压铁心柱101的有效截面面积；
[0042]sty
的计算方式为：
[0043][0044]
其中，d为主线圈铁心柱102的直径。
[0045]
继续参照图2所示，调压铁心柱101的上侧设置有上轭，调压铁心柱101的下侧设置有下轭，上轭301与下轭303的叠厚均至少为调压铁心柱101的直径。调压铁心柱101与主线圈铁心柱102之间的铁轭301、302截面面积与主线圈铁心柱102和旁轭103之间的铁轭303、304截面面积相等。
[0046]
参照图1-2所示，这里具体来说，本发明在不改变原结构磁通流向情况下，通过调整原调压铁心柱每一级铁心片的长度和每一级的厚度使原来铁心柱半圆截面转化成本发明的圆形截面。同时由于调压铁心柱101的直径减小，所以调压铁心柱101与主线圈铁心柱102之间的铁轭301、302的铁心叠积厚度也随着减少，有效截面积减少。为了确保上下截面有效截面积满足密度要求，通过增加铁轭的每一级的片长来是实现截面积不变，也就是说，铁轭301、302与铁轭303、304的截面面积相等。
[0047]
参照图1所示，上夹件201包括两个夹杆以及用于固定夹杆的两个侧梁202，其中，夹杆包括第一夹件段2011以及第二夹件段2012，第一夹件段2011与第二夹件段2012之间通过固定段2013连接，两个夹杆的第一夹件段2011夹在调压铁心柱101的两端，两个夹杆的第二夹件段2012夹在主线圈铁心柱102以及旁轭103的两端，固定段2013设置于调压铁心柱101以及主线圈铁心柱102之间。
[0048]
这里主要是因为调压铁心柱101和主线圈铁心柱102以及旁轭103的直径不同，现有技术中的夹件201不能用于同时固定调压铁心柱101以及主线圈铁心柱102，故本发明中的上夹件201采用的是两个“z”字型的夹杆，其第一夹件段2011与第二夹件段2012分别与调压铁心柱101和主线圈铁心柱102连接，两夹杆之间通过两个侧梁202连接，在调压铁心柱101的远离主线圈铁心柱102的一侧的两第一夹件段2011上设置有一个侧梁202，在旁轭103的远离主线圈铁心柱102的一侧的两第二夹件段2012上设置有一个侧梁202，以使得本发明中的调压铁心柱101与主线圈铁心柱102形成一个刚性的整体，其稳定性更好。并且，下夹件201与上夹件201的结构相同，下夹件201也是包括两个“z”字型的夹杆，且两个夹杆之间也是通过两侧梁202进行连接。由于调压铁心柱101的叠厚的减少，使得原来的铁心夹件201和
调压铁心柱101之间的距离增大。
[0049]
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。