一种高利用率的电力变压器铁心柱的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高利用率的电力变压器铁心柱，包括二十七级叠放的硅钢片，每级硅钢片的截面呈矩形，每级硅钢片的截面在所有硅钢片形成的总截面的外接圆内上下轴对称，左右也轴对称，其铁心柱的外接圆直径为450毫米，其铁心柱几何截面积为153725平方毫米，其截面利用率为96.66%；第十二级硅钢片和第十三级硅钢片之间、第十五级硅钢片和第十六级硅钢片之间均设置有用于散热的油道。该高利用率的电力变压器铁心柱的有效截面积更优，对截面的利用率更高，铁心制造成本更低，具有更好的散热油道设计，其散热性更好，且更好地减少了因发热而造成的铜损和铁损。
【专利说明】—种高利用率的电力变压器铁心柱
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力变压器的【技术领域】，尤其是一种高利用率的电力变压器铁心柱。
【背景技术】
[0002]对于电力变压器而言，铁心是重要的组成部分，它既是变压器的磁通回路，又是变压器的支撑核心。电力变压器的铁心是框形闭合结构，其中套绕组的部分为铁心柱。铁心有心式和壳式两大基本结构形式，其中，心式铁心结构是我国变压器制造厂普遍采用的铁心结构形式。
[0003]在电力变压器的设计中，铁心柱的截面如何设计是一个很重要的环节。我国变压器制造业通常采用全国统一的心式铁心结构的设计图纸。根据多年的生产经验，各生产厂存在着对已有设计方案的疑问:能否改进及如何改进这些设计，才能既提高使用效果，同时又能降低变压器的成本。
[0004]铁心柱有效截面的面积，等于多级铁心柱的几何截面积乘以叠片系数，而叠片系数为一常数。设计时希望有效截面尽量大，这样既可以节省材料，又能够减少能量损耗。但不是只考虑有效截面最大即可，还应考虑制造工艺的要求，这样才能很好地运用到实践中，才能得到更好地推广。另外，因为铜导线在电流流过时会发热造成铜损，铁心在磁力线通过时会发热造成铁损。所以，为了改善铁心内部的散热，铁心柱直径为380毫米以上时须设置冷却油道。简单地说，就是在某些相邻阶梯形之间留下6毫米厚的水平空隙，空隙里充满油，变压器工作时油上下循环带走铁心里的热量。具体油道数按工业要求选取，设计的油道的位置应使其分割的相邻两部分铁心柱截面积近似相等。
[0005]外接圆直径为450毫米的电力变压器铁心柱是当前运用较为广泛的一种电力变压器铁心柱，具有很广的应用前景。但其铁心柱截面构造设计上还存在许多缺陷，其截面构造设计还不够理想、有效截面积还不够大、圆截面利用率还不够高、铁心制造成本还不够低、能量损耗的减少还不够多、散热性处理还不够好等。
[0006]目前，针对外接圆直径为450毫米的电力变压器铁心柱，按我国变压器制造业采用的全国统一的标准铁心设计图纸设计，其铁心填充系数(圆截面利用系数)仅为93%左右，其利用率还不够高，不能很好地优化有效截面、不能很好地降低铁心制造成本；因为铁心柱的有效截面积不够大、圆截面利用率还不够高，所以不能很好地减少能量损耗，同时有些根本就没有设计油道，或者有些设计的油道使得相邻截面的近似度不够高，或者没有充分考虑散热性，其使用效果还不是很好。
【发明内容】
[0007]本实用新型为解决上述技术问题提供了具有新型截面构造的一种高利用率的电力变压器铁心柱，特别适用于外接圆直径为450毫米的电力变压器铁心柱，其有效截面积更优、利用率更高、铁心制造成本更低、减少能量损耗更多且具有较好地散热性等优点的电力变压器铁心柱的新型截面构造。
[0008]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:
[0009]一种高利用率的电力变压器铁心柱，其特征在于:包括二十七级叠放的硅钢片，每级硅钢片的截面呈矩形，每级硅钢片的截面在所有硅钢片形成的总截面的外接圆内上下轴对称，左右也轴对称，其铁心柱的外接圆直径为450毫米，其铁心柱几何截面积为153725平方毫米，其截面利用率为96.66%;第十二级硅钢片和第十三级硅钢片之间、第十五级硅钢片和第十六级硅钢片之间均设置有用于散热的油道。
[0010]所述第十二级硅钢片和第十三级硅钢片之间设置的是宽为420毫米、厚为6毫米的油道；第十五级硅钢片和第十六级硅钢片之间设置的是宽为420毫米、厚为6毫米的油道。
[0011]所设置的两个油道将二十七级硅钢片的总截面划分为三个子截面，三个子截面的面积近似相等。
[0012]所述二十七级硅钢片的规格依次为:
[0013]第一级是宽为75毫米、厚为6.4464毫米的硅钢片；
[0014]第二级是宽为130毫米、厚为8.1175毫米的硅钢片；
[0015]第三级是宽为175毫米、厚为9.6309毫米的硅钢片；
[0016]第四级是宽为215毫米、厚为10.5753毫米的硅钢片；
[0017]第五级是宽为250毫米、厚为10.9437毫米的硅钢片；
[0018]第六级是宽为280毫米、厚为13.0441毫米的硅钢片；
[0019]第七级是宽为310毫米、厚为12.8661毫米的硅钢片；
[0020]第八级是宽为335毫米、厚为15.229毫米的硅钢片；
[0021]第九级是宽为360毫米、厚为14.4803毫米的硅钢片；
[0022]第十级是宽为380毫米、厚为17.4421毫米的硅钢片；
[0023]第^^一级是宽为400毫米、厚为22.3002毫米的硅钢片；
[0024]第十二级是为420毫米、厚为23.1689毫米的硅钢片；
[0025]第十三级是宽为435毫米、厚为24.16085毫米的硅钢片；
[0026]第十四级是宽为445毫米、厚为66.8954毫米的硅钢片；
[0027]第十五级是宽为435毫米、厚为24.16085毫米的硅钢片；
[0028]第十六级是宽为420毫米、厚为23.1689毫米的硅钢片；
[0029]第十七级是宽为400毫米、厚为22.3002毫米的硅钢片；
[0030]第十八级是宽为380毫米、厚为17.4421毫米的硅钢片；
[0031]第十九级是宽为360毫米、厚为14.4803毫米的硅钢片；
[0032]第二十级是宽为335毫米、厚为15.229毫米的硅钢片；
[0033]第二^^一级是宽为310毫米、厚为12.8661毫米的硅钢片；
[0034]第二十二级是宽为280毫米、厚为13.0441毫米的硅钢片；
[0035]第二十三级是宽为250毫米、厚为10.9437毫米的硅钢片；
[0036]第二十四级是宽为215毫米、厚为10.5753毫米的硅钢片；
[0037]第二十五级是宽为175毫米、厚为9.6309毫米的硅钢片；
[0038]第二十六级是宽为130毫米、厚为8.1175毫米的硅钢片；
[0039]第二十七级是宽为75毫米、厚为6.4464毫米的硅钢片。
[0040]每级硅钢片的截面沿第十四级硅钢片的截面对称设置。
[0041]本实用新型的有益效果在于:
[0042]本实用新型设计出了一种同时具有有效截面积更优、优化效果更好、截面利用率更高的高利用率的电力变压器铁心柱；每级硅钢片的截面在所有硅钢片形成的总截面的外接圆内上下轴对称，左右也轴对称，其铁心柱几何截面积为153725平方毫米，其截面利用率为96.66%，比当前工业制造中运用的设计提高了 3.66%左右，而且也更美观；铁心制造成本更低、减少能量损耗更多等优点；有更好的散热油道设计，可以使油道分割的相邻两部分铁心柱截面积近似相等程度较高，从而使其散热性更好，且更好地减少了因发热而造成的铜损和铁损。
【专利附图】
【附图说明】
[0043]图1是本实用新型高利用率的电力变压器铁心柱的结构示意图。
【具体实施方式】
[0044]如图1所示，一种高利用率的电力变压器铁心柱，其特征在于:包括二十七级叠放的硅钢片，每级硅钢片的截面呈矩形，每级硅钢片的截面在所有硅钢片形成的总截面的外接圆(29)内上下轴对称，左右也轴对称，其铁心柱的外接圆(29)直径为450毫米，其铁心柱几何截面积为153725平方毫米，其截面利用率为96.66% ;第十二级硅钢片(12)和第十三级硅钢片(13)之间、第十五级硅钢片(15)和第十六级硅钢片(16)之间均设置有用于散热的油道(28)。
[0045]所述第十二级硅钢片和第十三级硅钢片之间设置的是宽为420毫米、厚为6毫米的油道(28);第十五级硅钢片和第十六级硅钢片之间设置的是宽为420毫米、厚为6毫米的油道(28)。
[0046]所设置的两个油道(28)将二十七级硅钢片的总截面划分为三个子截面，三个子截面的面积近似相等。
[0047]二十七级硅钢片形成的电力变压器铁心柱截面分为27级，依次为第一级、第二级、第三级……第二十七级，其中:
[0048]第一级是宽为75毫米、厚为6.4464毫米的硅钢片(I)；
[0049]第二级是宽为130毫米、厚为8.1175毫米的硅钢片(2)；
[0050]第三级是宽为175毫米、厚为9.6309毫米的硅钢片(3)；
[0051]第四级是宽为215毫米、厚为10.5753毫米的硅钢片(4)；
[0052]第五级是宽为250毫米、厚为10.9437毫米的硅钢片(5)；
[0053]第六级是宽为280毫米、厚为13.0441毫米的硅钢片(6)；
[0054]第七级是宽为310毫米、厚为12.8661毫米的硅钢片(7)；
[0055]第八级是宽为335毫米、厚为15.229毫米的硅钢片(8)；
[0056]第九级是宽为360毫米、厚为14.4803毫米的硅钢片(9)；
[0057]第十级是宽为380毫米、厚为17.4421毫米的硅钢片(10);
[0058]第^^一级是宽为400毫米、厚为22.3002毫米的硅钢片(11)；
[0059]第十二级是为420毫米、厚为23.1689毫米的硅钢片(12);
[0060]在第十二级上方插入宽为420毫米、厚为6毫米的油道(28)，用于散热；
[0061]第十三级是宽为435毫米、厚为24.16085毫米的硅钢片(13)；
[0062]第十四级是宽为445毫米、厚为66.8954毫米的硅钢片(14)；
[0063]第十五级是宽为435毫米、厚为24.16085毫米的硅钢片(15);
[0064]在第十五级上方插入宽为420毫米、厚为6毫米的油道(28)，用于散热；
[0065]第十六级是宽为420毫米、厚为23.1689毫米的硅钢片(16);
[0066]第十七级是宽为400毫米、厚为22.3002毫米的硅钢片(17);
[0067]第十八级是宽为380毫米、厚为17.4421毫米的硅钢片(18);
[0068]第十九级是宽为360毫米、厚为14.4803毫米的硅钢片(19);
[0069]第二十级是宽为335毫米、厚为15.229毫米的硅钢片(20)；
[0070]第二^^一级是宽为310毫米、厚为12.8661毫米的硅钢片(21)；
[0071]第二十二级是宽为280毫米、厚为13.0441毫米的硅钢片(22)；
[0072]第二十三级是宽为250毫米、厚为10.9437毫米的硅钢片(23)；
[0073]第二十四级是宽为215毫米、厚为10.5753毫米的硅钢片(24)；
[0074]第二十五级是宽为175毫米、厚为9.6309毫米的硅钢片(25)；
[0075]第二十六级是宽为130毫米、厚为8.1175毫米的硅钢片(26)；
[0076]第二十七级是宽为75毫米、厚为6.4464毫米的硅钢片(27)。
[0077]铁心片叠放完毕后，对铁心柱进行安装紧固。
[0078]每级硅钢片的截面沿第十四级硅钢片(14)的截面对称设置。
[0079]本实用新型的铁心柱几何截面积(含油道)的最大值可达153725平方毫米，圆截面利用系数可达96.66%，比当前工业制造中运用的设计提高了 3.66%左右。另外，该设计考虑了散热性对其进行了更好的油道设计，使油道分割的相邻两部分铁心柱截面积近似相等程度较高，从而使其散热性更好，且更好地减少了因发热而造成的铜损和铁损。同时，该设计也考虑到了制造工艺的要求，具有很强的实用性。
【权利要求】
1.一种高利用率的电力变压器铁心柱，其特征在于:包括二十七级叠放的硅钢片，每级硅钢片的截面呈矩形，每级硅钢片的截面在所有硅钢片形成的总截面的外接圆(29)内上下轴对称，左右也轴对称，其铁心柱的外接圆(29)直径为450毫米，其铁心柱几何截面积为153725平方毫米，其截面利用率为96.66% ;第十二级硅钢片(12)和第十三级硅钢片(13)之间、第十五级硅钢片(15)和第十六级硅钢片(16)之间均设置有用于散热的油道(28)。
2.根据权利要求1所述的一种高利用率的电力变压器铁心柱，其特征在于:所述第十二级硅钢片和第十三级硅钢片之间设置的是宽为420毫米、厚为6毫米的油道(28);第十五级硅钢片和第十六级硅钢片之间设置的是宽为420毫米、厚为6毫米的油道(28)。
3.根据权利要求1或2所述的一种高利用率的电力变压器铁心柱，其特征在于:所设置的两个油道(28)将二十七级硅钢片的总截面划分为三个子截面，三个子截面的面积近似相等。
4.根据权利要求1或2所述的一种高利用率的电力变压器铁心柱，其特征在于:所述二十七级硅钢片的规格依次为: 第一级是宽为75毫米、厚为6.4464毫米的硅钢片(I); 第二级是宽为130毫米、厚为8.1175毫米的硅钢片(2)； 第三级是宽为175毫米、厚为9.6309毫米的硅钢片(3)； 第四级是宽为215毫米、厚为10.5753毫米的硅钢片(4)； 第五级是宽为250毫米、厚为10.9437毫米的硅钢片(5)； 第六级是宽为280毫米、厚为13.0441毫米的硅钢片(6)； 第七级是宽为310毫米、厚为12.8661毫米的硅钢片(7)； 第八级是宽为335毫米、厚为15.229毫米的硅钢片(8)； 第九级是宽为360毫米、厚为14.4803毫米的硅钢片(9)； 第十级是宽为380毫米、厚为17.4421毫米的硅钢片(10); 第H^一级是宽为400毫米、厚为22.3002毫米的硅钢片(11)； 第十二级是为420毫米、厚为23.1689毫米的硅钢片(12); 第十三级是宽为435毫米、厚为24.16085毫米的硅钢片(13); 第十四级是宽为445毫米、厚为66.8954毫米的硅钢片(14)； 第十五级是宽为435毫米、厚为24.16085毫米的硅钢片(15); 第十六级是宽为420毫米、厚为23.1689毫米的硅钢片(16); 第十七级是宽为400毫米、厚为22.3002毫米的硅钢片(17); 第十八级是宽为380毫米、厚为17.4421毫米的硅钢片(18); 第十九级是宽为360毫米、厚为14.4803毫米的硅钢片(19); 第二十级是宽为335毫米、厚为15.229毫米的硅钢片(20)； 第二i^一级是宽为310毫米、厚为12.8661毫米的硅钢片(21)； 第二十二级是宽为280毫米、厚为13.0441毫米的硅钢片(22)； 第二十三级是宽为250毫米、厚为10.9437毫米的硅钢片(23)； 第二十四级是宽为215毫米、厚为10.5753毫米的硅钢片(24)； 第二十五级是宽为175毫米、厚为9.6309毫米的硅钢片(25)； 第二十六级是宽为130毫米、厚为8.1175毫米的硅钢片(26)； 第二十七级是宽为75毫米、厚为6.4464毫米的硅钢片(27)。
5.根据权利要求1或2所述的一种高利用率的电力变压器铁心柱，其特征在于:每级硅钢片的截面沿第十四级硅钢片的截面对称设置。
【文档编号】H01F27/26GK204130317SQ201420585827
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月7日 优先权日:2014年10月7日
【发明者】石永丽, 蒋和平, 王刚 申请人:石永丽