專利名稱：一種新型電力變壓器鐵心柱的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力變壓器的技術領域，尤其是一種新型的電力變壓器鐵心柱。
背景技術：
對于電力變壓器而言，鐵心是重要的組成部分，它既是變壓器的磁通回路，又是變 壓器的支撐核心。電力變壓器的鐵心是框形閉合結(jié)構(gòu)，其中套繞組的部分為鐵心柱。鐵心 有心式和殼式兩大基本結(jié)構(gòu)形式，其中，心式鐵心結(jié)構(gòu)是我國變壓器制造廠普遍采用的鐵 心結(jié)構(gòu)形式。在電力變壓器的設計中，鐵心柱的截面如何設計是一個很重要的環(huán)節(jié)。我國變壓 器制造業(yè)通常采用全國統(tǒng)一的心式鐵心結(jié)構(gòu)的設計圖紙。根據(jù)多年的生產(chǎn)經(jīng)驗，各生產(chǎn)廠 存在著對已有設計方案的疑問能否改進及如何改進這些設計，才能既提高使用效果，同時 又能降低變壓器的成本。鐵心柱有效截面的面積，等于多級鐵心柱的幾何截面積乘以疊片系數(shù)，而疊片系 數(shù)為一常數(shù)。設計時希望有效截面盡量大，這樣既可以節(jié)省材料，又能夠減少能量損耗。但 不是只考慮有效截面最大即可，還應考慮制造工藝的要求，這樣才能很好地運用到實踐中， 才能得到更好地推廣。另外，因為銅導線在電流流過時會發(fā)熱造成銅損，鐵心在磁力線通過 時會發(fā)熱造成鐵損。所以，為了改善鐵心內(nèi)部的散熱，鐵心柱直徑為380毫米以上時須設置 冷卻油道。簡單地說，就是在某些相鄰階梯形之間留下6毫米厚的水平空隙，空隙里充滿 油，變壓器工作時油上下循環(huán)帶走鐵心里的熱量。具體油道數(shù)按工業(yè)要求選取，設計的油道 的位置應使其分割的相鄰兩部分鐵心柱截面積近似相等。外接圓直徑為650毫米的電力變壓器鐵心柱是當前運用較為廣泛的一種電力變 壓器鐵心柱，具有很廣的應用前景。但其鐵心柱截面構(gòu)造設計上還存在許多缺陷，其截面 構(gòu)造設計還不夠理想、有效截面積還不夠大、圓截面利用率還不夠高、鐵心制造成本還不夠 低、能量損耗的減少還不夠多、散熱性處理還不夠好等。目前，針對外接圓直徑為650毫米的電力變壓器鐵心柱，按我國變壓器制造業(yè)采 用的全國統(tǒng)一的標準鐵心設計圖紙設計，其鐵心填充系數(shù)(圓截面利用系數(shù))僅為93%左 右，其利用率還不夠高，不能很好地優(yōu)化有效截面、不能很好地降低鐵心制造成本；因為鐵 心柱的有效截面積不夠大、圓截面利用率還不夠高，所以不能很好地減少能量損耗，同時有 些根本就沒有設計油道，或者有些設計的油道使得相鄰截面的近似度不夠高，或者沒有充 分考慮散熱性，其使用效果還不是很好。另外，專利公開號為CN 101013624A(申請?zhí)枮?00610125501. 8)的專利《變壓器 鐵心截面優(yōu)化設計方法》和在公開刊物《機械設計與制造》發(fā)表的《電力變壓器鐵心柱截面 的優(yōu)化設計》，在對外接圓直徑為650毫米的電力變壓器鐵心柱截面的優(yōu)化設計中，因為設 計后的有效截面積還不夠大，圓截面利用率不夠高，使得其優(yōu)化效果還不是很理想，其鐵心 制造成本和能量損耗處理上還不是很好，且沒有充分考慮散熱性，沒設計油道或沒能對油 道進行很好地設計。發(fā)明內(nèi)容本實用新型為解決上述技術問題提供了具有新型截面構(gòu)造的一種新型電力變壓 器鐵心柱，特別適用于外接圓直徑為650毫米的電力變壓器鐵心柱，其有效截面積更優(yōu)、利 用率更高、鐵心制造成本更低、減少能量損耗更多且具有較好地散熱性等優(yōu)點的電力變壓 器鐵心柱的新型截面構(gòu)造。為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是一種新型電力變壓器鐵心柱，其特征在于包括二十七級疊放的硅鋼片，每級硅鋼 片的截面呈矩形，每級硅鋼片的截面在所有硅鋼片形成的總截面的外接圓內(nèi)上下軸對稱， 左右也軸對稱；第十級硅鋼片和第十一級硅鋼片之間、第十三級硅鋼片和第十四級硅鋼片 之間、第十四級硅鋼片和第十五級硅鋼片之間、第十七級硅鋼片和第十八級硅鋼片之間均 設置有用于散熱的油道。所有硅鋼片的外接圓直徑為650毫米。所述第十級硅鋼片和第十一級硅鋼片之間設置的是寬為540毫米、厚為6毫米的 油道；第十三級硅鋼片和第十四級硅鋼片之間設置的是寬為620毫米、厚為6毫米的油道； 第十四級硅鋼片和第十五級硅鋼片之間設置的是寬為620毫米、厚為6毫米的油道；第十七 級硅鋼片和第十八級硅鋼片之間設置的是寬為540毫米、厚為6毫米的油道。所設置的四個油道將二十七級硅鋼片的總截面劃分為五個子截面，五個子截面的 面積相等。或者五個子截面的面積值相近似的誤差小于或等于1. 12%。所述二十七級硅鋼片的規(guī)格依次為第一級是寬為105毫米、厚為8. 4417毫米的硅鋼片；第二級是寬為180毫米、厚為11. 2605毫米的硅鋼片；第三級是寬為245毫米、厚為12. 7154毫米的硅鋼片；第四級是寬為300毫米、厚為14. 4528毫米的硅鋼片；第五級是寬為350毫米、厚為15. 7552毫米的硅鋼片；第六級是寬為395毫米、厚為16. 6133毫米的硅鋼片；第七級是寬為435毫米、厚為19. 6397毫米的硅鋼片；第八級是寬為475毫米、厚為20. 3586毫米的硅鋼片；第九級是寬為510毫米、厚為20. 5939毫米的硅鋼片；第十級是寬為540毫米、厚為18. 6955毫米的硅鋼片；第^^一級是寬為570毫米、厚為25. 3664毫米的硅鋼片；第十二級是為595毫米、厚為33. 2425毫米的硅鋼片；第十三級是寬為620毫米、厚為34. 807毫米的硅鋼片；第十四級是寬為640毫米、厚為56. 789毫米的硅鋼片；第十五級是寬為620毫米、厚為34. 807毫米的硅鋼片；第十六級是寬為595毫米、厚為33. 2425毫米的硅鋼片；第十七級是寬為570毫米、厚為25. 3664毫米的硅鋼片；第十八級是寬為540毫米、厚為18. 6955毫米的硅鋼片；[0034]第十九級是寬為510毫米、厚為20. 5939毫米的硅鋼片；第二十級是寬為475毫米、厚為20. 3586毫米的硅鋼片；第二^^一級是寬為435毫米、厚為19. 6397毫米的硅鋼片；第二十二級是寬為395毫米、厚為16. 6133毫米的硅鋼片；第二十三級是寬為350毫米、厚為15. 7552毫米的硅鋼片；第二十四級是寬為300毫米、厚為14. 4528毫米的硅鋼片；第二十五級是寬為245毫米、厚為12. 7154毫米的硅鋼片；第二十六級是寬為180毫米、厚為11. 2605毫米的硅鋼片；第二十七級是寬為105毫米、厚為8. 4417毫米的硅鋼片。每級硅鋼片的截面沿第十四級硅鋼片的截面對稱設置。本實用新型的有益效果在于本實用新型設計出了一種同時具有有效截面積更優(yōu)、優(yōu)化效果更好、截面積更大； 每級硅鋼片的截面在所有硅鋼片形成的總截面的外接圓內(nèi)上下軸對稱，左右也軸對稱可以 是總截面的使利用率更高，比當前工業(yè)制造中運用的設計提高了 3%左右，而且也更美觀； 鐵心制造成本更低、減少能量損耗更多等優(yōu)點；有更好的散熱油道設計，可以使油道分割的 相鄰兩部分鐵心柱截面積相等或近似相等程度較高，從而使其散熱性更好，且更好地減少 了因發(fā)熱而造成的銅損和鐵損。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
如圖1所示，一種新型電力變壓器鐵心柱，包括二十七級疊放的硅鋼片，每級硅鋼 片的截面呈矩形，每級硅鋼片的截面在所有硅鋼片形成的總截面的外接圓29內(nèi)上下軸對 稱，左右也軸對稱，同時使疊放的硅鋼片四邊打齊(即在疊裝過程中，每一級硅鋼片是由多 塊堆疊而成，而每一級要疊放整齊使之看起來要為一個整體)；第十級硅鋼片10和第十一 級硅鋼片11之間、第十三級硅鋼片13和第十四級硅鋼片14之間、第十四級硅鋼片14和第 十五級硅鋼片15之間、第十七級硅鋼片17和第十八級硅鋼片18之間均設置有用于散熱的 油道28。所有硅鋼片的外接圓29的直徑為650毫米。所述第十級硅鋼片10和第i^一級硅鋼片11之間設置的是寬為540毫米、厚為6 毫米的油道28 ；第十三級硅鋼片13和第十四級硅鋼片14之間設置的是寬為620毫米、厚 為6毫米的油道28 ；第十四級硅鋼片14和第十五級硅鋼片15之間設置的是寬為620毫米、 厚為6毫米的油道28 ；第十七級硅鋼片17和第十八級硅鋼片18之間設置的是寬為540毫 米、厚為6毫米的油道28。所設置的四個油道28將二十七級硅鋼片的總截面劃分為五個子截面，五個子截 面的面積相等?；蛘呶鍌€子截面的面積值相近似的誤差小于或等于1. 12%。二十七級硅鋼片形成的電力變壓器鐵心柱截面分為27級，依次為第1級、第2級、第3級……第27級，其中在第1級疊放寬為105毫米、厚為8. 4417毫米的硅鋼片1 ；在第2級疊放寬為180毫米、厚為11. 2605毫米的硅鋼片2 ；在第3級疊放寬為245毫米、厚為12. 7154毫米的硅鋼片3 ；在第4級疊放寬為300毫米、厚為14. 4528毫米的硅鋼片4 ；在第5級疊放寬為350毫米、厚為15. 7552毫米的硅鋼片5 ；在第6級疊放寬為395毫米、厚為16. 6133毫米的硅鋼片6 ；在第7級疊放寬為435毫米、厚為19. 6397毫米的硅鋼片7 ；在第8級疊放寬為475毫米、厚為20. 3586毫米的硅鋼片8 ；在第9級疊放寬為510毫米、厚為20. 5939毫米的硅鋼片9 ；在第10級疊放寬為540毫米、厚為18. 6955毫米的硅鋼片10 ；在第10級上方插入寬為540毫米、厚為6毫米的油道28，用于散熱；在第11級疊放寬為570毫米、厚為25. 3664毫米的硅鋼片11 ；在第12級疊放寬為595毫米、厚為33. 2425毫米的硅鋼片12 ；在第13級疊放寬為620毫米、厚為34. 807毫米的硅鋼片13 ；在第13級上方插入寬為620毫米、厚為6毫米的油道28，用于散熱；在第14級疊放寬為640毫米、厚為56. 789毫米的硅鋼片14 ；在第14級上方插入寬為620毫米、厚為6毫米的油道28，用于散熱；在第15級疊放寬為620毫米、厚為34. 807毫米的硅鋼片15 ；在第16級疊放寬為595毫米、厚為33. 2425毫米的硅鋼片16 ；在第17級疊放寬為570毫米、厚為25. 3664毫米的硅鋼片17 ；在第17級上方插入寬為540毫米、厚為6毫米的油道28，用于散熱；在第18級疊放寬為540毫米、厚為18. 6955毫米的硅鋼片18 ；在第19級疊放寬為510毫米、厚為20. 5939毫米的硅鋼片19 ；在第20級疊放寬為475毫米、厚為20. 3586毫米的硅鋼片20 ；在第21級疊放寬為435毫米、厚為19. 6397毫米的硅鋼片21 ；在第22級疊放寬為395毫米、厚為16. 6133毫米的硅鋼片22 ；在第23級疊放寬為350毫米、厚為15. 7552毫米的硅鋼片23 ；在第24級疊放寬為300毫米、厚為14. 4528毫米的硅鋼片24 ；在第25級疊放寬為245毫米、厚為12. 7154毫米的硅鋼片25 ；在第26級疊放寬為180毫米、厚為11. 2605毫米的硅鋼片26 ；在第27級疊放寬為105毫米、厚為8. 4417毫米的硅鋼片27 ；鐵心片疊放完畢后，對鐵心柱進行安裝緊固。每級硅鋼片的截面沿第十四級硅鋼片14的截面對稱設置。本實用新型的鐵心柱幾何截面積(含油道)的最大值可達320753. 1平方毫米，圓 截面利用系數(shù)可達96. 66%，比當前工業(yè)制造中運用的設計提高了 3%左右。另外，該設計 考慮了散熱性對其進行了更好的油道設計，使油道分割的相鄰兩部分鐵心柱截面積近似相 等程度較高，從而使其散熱性更好，且更好地減少了因發(fā)熱而造成的銅損和鐵損。同時，該 設計也考慮到了制造工藝的要求，具有很強的實用性。
權利要求一種新型電力變壓器鐵心柱，其特征在于包括二十七級疊放的硅鋼片，每級硅鋼片的截面呈矩形，每級硅鋼片的截面在所有硅鋼片形成的總截面的外接圓(29)內(nèi)上下軸對稱，左右也軸對稱；第十級硅鋼片(10)和第十一級硅鋼片(11)之間、第十三級硅鋼片(13)和第十四級硅鋼片(14)之間、第十四級硅鋼片(14)和第十五級硅鋼片(15)之間、第十七級硅鋼片(17)和第十八級硅鋼片(18)之間均設置有用于散熱的油道(28)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種新型電力變壓器鐵心柱，其特征在于所述二十七級硅 鋼片(17)的外接圓(29)的直徑為650毫米。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種新型電力變壓器鐵心柱，其特征在于所述第十級硅鋼 片(10)和第十一級硅鋼片(11)之間設置的是寬為540毫米、厚為6毫米的油道(28)；第 十三級硅鋼片和第十四級硅鋼片之間設置的是寬為620毫米、厚為6毫米的油道(28)；第 十四級硅鋼片和第十五級硅鋼片之間設置的是寬為620毫米、厚為6毫米的油道(28)；第 十七級硅鋼片和第十八級硅鋼片之間設置的是寬為540毫米、厚為6毫米的油道(28)。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的一種新型電力變壓器鐵心柱，其特征在于所設置的四 個油道(28)將二十七級硅鋼片的總截面劃分為五個子截面，五個子截面的面積相等。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的一種新型電力變壓器鐵心柱，其特征在于所設置的四 個油道(28)將二十七級硅鋼片的總截面劃分為五個子截面，五個子截面的面積值的近似 誤差小于或等于1.12%。
6.根據(jù)權利要求1或3所述的一種新型電力變壓器鐵心柱，其特征在于所述二十七 級硅鋼片的規(guī)格依次為第一級是寬為105 i_米、厚為8.4417 痛■米的硅鋼片(1)；第二級是寬為180 i_米、厚為11.2605 ‘毫米的硅鋼片⑵第三級是寬為245 i_米、厚為12.7154 ‘毫米的硅鋼片⑶第四級是寬為300 3_米、厚為14.4528 ;毫米的硅鋼片⑷第五級是寬為350 i_米、厚為15.7552 ;毫米的硅鋼片(5)第六級是寬為395 i_米、厚為16.6133 ;毫米的硅鋼片(6)第七級是寬為435 i_米、厚為19.6397 ;毫米的硅鋼片(7)第八級是寬為475 i_米、厚為20.3586 ;毫米的硅鋼片⑶第九級是寬為510 3_米、厚為20.5939 ;毫米的硅鋼片(9)第十級是寬為540 i_米、厚為18.6955 ;毫米的硅鋼片(10)第十一級是寬為570毫米、厚為25. 3664毫米的硅鋼片(11)； 第十二級是為595毫米、厚為33. 2425毫米的硅鋼片(12)； 第十三級是寬為620毫米、厚為34. 807毫米的硅鋼片(13)； 第十四級是寬為640毫米、厚為56. 789毫米的硅鋼片(14)； 第十五級是寬為620毫米、厚為34. 807毫米的硅鋼片(15)； 第十六級是寬為595毫米、厚為33. 2425毫米的硅鋼片(16)； 第十七級是寬為570毫米、厚為25. 3664毫米的硅鋼片(17)； 第十八級是寬為540毫米、厚為18. 6955毫米的硅鋼片(18)； 第十九級是寬為510毫米、厚為20. 5939毫米的硅鋼片(19)； 第二十級是寬為475毫米、厚為20. 3586毫米的硅鋼片(20)；第二十一級是寬為435毫米、厚為19. 6397毫米的硅鋼片(21)； 第二十二級是寬為395毫米、厚為16. 6133毫米的硅鋼片(22)； 第二十三級是寬為350毫米、厚為15. 7552毫米的硅鋼片(23)； 第二十四級是寬為300毫米、厚為14. 4528毫米的硅鋼片(24)； 第二十五級是寬為245毫米、厚為12. 7154毫米的硅鋼片(25)； 第二十六級是寬為180毫米、厚為11. 2605毫米的硅鋼片(26)； 第二十七級是寬為105毫米、厚為8. 4417毫米的硅鋼片(27)。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種新型電力變壓器鐵心柱，其特征在于每級硅鋼片的截 面沿第十四級硅鋼片的截面對稱設置。
專利摘要本實用新型公開了一種新型電力變壓器鐵心柱，包括二十七級疊放的硅鋼片，每級硅鋼片的截面呈矩形，每級硅鋼片的截面在所有硅鋼片形成的總截面的外接圓內(nèi)上下軸對稱，左右也軸對稱；第十級硅鋼片和第十一級硅鋼片之間、第十三級硅鋼片和第十四級硅鋼片之間、第十四級硅鋼片和第十五級硅鋼片之間、第十七級硅鋼片和第十八級硅鋼片之間均設置有用于散熱的油道；本實用新型鐵心柱的有效截面積更優(yōu)、更大，優(yōu)化效果更好，對截面的利用率更高；鐵心制造成本更低、減少能量損耗更多等優(yōu)點；有更好的散熱油道設計，可以使油道分割的相鄰兩部分鐵心柱截面積相等或近似相等程度較高，從而使其散熱性更好，且更好地減少了因發(fā)熱而造成的銅損和鐵損。
文檔編號H01F41/02GK201765913SQ20102029918
公開日2011年3月16日 申請日期2010年8月20日 優(yōu)先權日2010年8月20日
發(fā)明者徐昌貴, 李潔, 蔣雪峰, 邱忠才, 郭宏宇 申請人:蔣雪峰