用于减小变压器的窗口中的循环电流的补偿结构和包括补偿结构的变压器制造技术

一种用于减小变压器的窗口中的循环电流的补偿结构以及包括补偿结构的变压器。用于减小变压器窗口中的循环电流的补偿结构，变压器包括绕组(20)、金属框架(10)和位于框架一侧并与框架间隔开的引线(50)，框架(10)包括边界和位于由边界包围的窗口内部的铁芯(14)，绕组(20)围绕铁芯(14)设置，其中补偿结构包括设置在框架(10)的边界上的至少一个补偿器(30；30

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于减小变压器的窗口中的循环电流的补偿结构和包括补偿结构的变压器


[0001]本专利技术涉及变压器领域，更具体地，涉及用于减少变压器窗口中的循环电流的补偿结构以及包括补偿结构的变压器。

技术介绍

[0002]在一些变压器中，绕组电流的轴向分量及其引线电流可以等效于与铁芯窗口平行的电流电路。电流电路的磁场将在铁芯窗口的金属结构元件上感应出循环电流。一方面，循环电流在金属结构元件上引起额外的损耗；另一方面，循环电流将在金属结构元件的连接部分上产生热点，从而引起生成气体问题并产生质量问题。
[0003]迄今为止，用于解决这些问题的常见解决方案包括：
[0004]1.金属框架表面设有铜补偿环，并且利用铜的高导电性和可靠连接，铜补偿环成为感应循环电流的主路径，并且对其他金属部件产生屏蔽效应；然而，这种铜补偿环的解决方案导致铜环上的损耗大，并且需要占用铁芯的一部分空间，总成本高。
[0005]2.在框架的窗口结构中增加旁路电缆或短路铜排，并且该结构被用于实现一些待短路的连接点，在这些连接点上容易产生故障；然而，这种解决方案不能应用于所有的循环电流节点，并且因此不能保证100％解决问题。
[0006]3.金属结构元件被设计成具有全绝缘结构；然而，全绝缘结构解决方案仅适用于在窗口中存在低感应电压的情况，否则循环电流可能流入铁芯并且可能产生其他风险。
[0007]4.大电流引线绕组(如调压和低压)被设计成偶数层，以避免出现等效电流电路；然而，在一些情况下，这种解决方案需要大大增加解决方案的材料成本，以便满足客户要求的参数。
[0008]5.采用特殊的引线设计，通过不同铁芯绕组的引线对漏磁效应进行相互补偿；然而，这种解决方案需要诸如油箱屏蔽的结构的对应特殊设计。

技术实现思路

[0009]为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种用于减少变压器的窗口中的循环电流的补偿结构和包括补偿结构的变压器，以在高压侧与低压侧之间分离铁结构，增加框架的窗口电路与外部引线的电流电路之间的阻抗，从而大大减少框架内的感应电流并避免有害影响。
[0010]根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于减少变压器的窗口中的循环电流的补偿结构，变压器包括绕组、金属框架和位于框架的一侧上并且与框架间隔开的引线，框架包括边界和位于由这些边界包围的窗口内部的铁芯，并且绕组被设置为围绕铁芯，尤其是，补偿结构包括设置在框架的边界上的至少一个补偿器，至少一个补偿器由磁材料的硅钢片制成，并且至少一个补偿器将框架的边界部分的至少一部分与引线的一部分分开。
[0011]以这种方式，由磁材料的硅钢片制成的至少一个补偿器可以在高压侧与低压侧之
间分离铁结构，从而增加框架的窗口电路与外部引线的电流电路之间的阻抗。
[0012]在一个示例性实施例中，框架的边界包括两个横向边界和两个纵向边界，并且至少一个补偿器包括：两个横向补偿器，在两个横向边界中的任一个处；和/或两个纵向补偿器，在两个纵向边界的任一个处。
[0013]以这种方式，两个横向补偿器和/或两个纵向补偿器可以在变压器的适当位置处分开高压侧与低压侧之间的铁结构，这进一步有效地增加了框架的窗口电路与外部引线的电流电路之间的阻抗。
[0014]在示例性实施例中，两个横向补偿器相对于框架的纵向中心轴线对称地设置，和/或两个纵向补偿器相对于框架的横向中心轴线对称地设置。
[0015]以这种方式，对称地设置了这两个横向补偿器和/或这两个纵向补偿器，这可以有效地减小整个窗口(包括框架的铁芯和框架的边界铁元件)的循环电流，并且可以防止循环电流被转移。
[0016]在一个示例性实施例中，至少一个补偿器包括两个纵向补偿器，其中这两个纵向边界是分别被设置在铁芯的任一侧处的两个侧分支，并且这两个纵向补偿器分别围绕相应的侧分支沿着相应的侧分支的至少一个长度设置。
[0017]以这种方式，在两个侧分支上存在大的安装空间，便于安装纵向补偿器，并且可以有效地增加框架的窗口电路与外部引线的电流电路之间的阻抗。
[0018]在示例性实施例中，至少一个补偿器中的一个或多个补偿器均具有围绕框架的边界延伸的环形结构。
[0019]以这种方式，环形结构的补偿器不仅可以将纵向边界与引线分开，而且可以将纵向边界与中间的铁芯分开，从而显著地减小整个窗口(包括框架的铁芯和框架的边界铁元件)的循环电流，并防止循环电流被转移。
[0020]在一个示例性实施例中，一个或多个补偿器分别包括彼此连接的第一半部和第二半部，在第一半部与第二半部之间存在间隙，并且一个或多个补偿器在垂直于框架的边界的垂直轴线的方向上的横截面是圆形或矩形的。
[0021]以这种方式，补偿器易于安装，并且可以有效地避免出现大循环电流的问题。
[0022]在示例性实施例中，横截面为正方形。
[0023]以这种方式，补偿器具有适当的结构，易于制造和安装，并且可以有效地避免出现大循环电流的问题。
[0024]在示例性实施例中，至少一个补偿器中的一个或多个补偿器分别具有围绕框架的边界仅在边界的圆周的一部分上延伸的结构。
[0025]以这种方式，在确保补偿器的长度不变的情况下，可以降低补偿器的成本，同时也可以避免出现大循环电流的问题。
[0026]在示例性实施例中，一个或多个补偿器仅覆盖框架的靠近变压器引线的边界的一侧。
[0027]以这种方式，在确保补偿器的长度不变的情况下，可以降低补偿器的成本，同时也可以避免出现大循环电流的问题。
[0028]根据本专利技术的又一方面，提供了一种变压器，变压器包括绕组、金属框架和位于框架的一侧上并与框架间隔开的引线，框架包括边界和位于由边界包围的窗口内的铁芯，绕
组被设置为围绕铁芯；尤其是，变压器还包括补偿结构，用于减少如上所描述的变压器的窗口中的循环电流。
[0029]本专利技术基于磁场从全新的角度解决了循环电流的问题，与现有技术相比具有以下优点：
[0030]1.现有技术中的铜补偿环的解决方案造成铜补偿环上的大损耗，需要占用铁芯的一部分空间，总成本高；然而本专利技术具有尺寸小、没有附加损耗、总成本低和便于安装的优点。
[0031]2.现有技术中的旁路电缆或短路铜排的解决方案不能应用于所有的循环电流节点，因此不能保证100％解决问题；而本专利技术从其物理原理上可以避免大循环电流问题的出现。
[0032]3.现有技术中的全绝缘结构方案仅适用于窗口的低感应电压；否则循环电流可能会流入铁芯并产生其他风险；虽然本专利技术的环形补偿器解决方案可以减小整个窗口(包括框架的铁芯和框架的边界铁元件)的循环电流，并且可以避免循环电流被转移。
[0033]4.在一些情况下，现有技术中偶数层绕组的结构需要大大增加解决方案的材料成本，以便满足客户要求的参数；而本专利技术对传统的主体结构几乎没有修改，并且需要低成本。
[0034]5.现有技术中的特殊引线设计仅适用于2/2铁芯，油箱屏蔽等结构需要对应的特殊设计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于减小变压器的窗口中的循环电流的补偿结构，所述变压器包括绕组(20)、金属框架(10)和引线(50)，所述引线位于所述框架(10)的一侧并且与所述框架(10)间隔开，所述框架(10)包括边界和铁芯(14)，所述铁芯位于由所述边界包围的窗口内部，所述绕组(20)被设置为围绕所述铁芯(14)，其特征在于，所述补偿结构包括被设置在所述框架(10)的所述边界上的至少一个补偿器(30；30
’
)，其中，所述至少一个补偿器(30；30
’
)由磁材料的硅钢片制成，并且所述至少一个补偿器(30；30
’
)将所述框架(10)的所述边界的至少一部分与所述引线(50)的一部分分开。2.根据权利要求1所述的用于减小变压器的窗口中的循环电流的补偿结构，其特征在于，所述框架(10)的所述边界包括两个横向边界(16)和两个纵向边界(15)，并且所述至少一个补偿器(30；30
’
)包括：两个横向补偿器，在所述两个横向边界(16)的任一个处；和/或两个纵向补偿器，在所述两个纵向边界(15)的任一个处。3.根据权利要求2所述的用于减小变压器的窗口中的循环电流的补偿结构，其特征在于，所述两个横向补偿器相对于所述框架(10)的纵向中心轴线(X)对称地设置，和/或所述两个纵向补偿器相对于所述框架(10)的横向中心轴线(Y)对称地设置。4.根据权利要求3所述的用于减小变压器的窗口中的循环电流的补偿结构，其特征在于，所述至少一个补偿器(30；30
’
)包括两个纵向补偿器，其中，所述两个纵向边界是各自被设置在所述铁芯的任一侧处的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李林达，埃贡，
申请(专利权)人：西门子能源国际公司，
类型：发明
国别省市：