变压器装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种变压器装置

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】变压器装置

技术介绍

[0001]变压器将电从第一电压电平转换为第二电压电平，其中，第二电压电平高于或低于第一电压电平
。
[0002]变压器通过采用包括电导体的初级线圈绕组和次级线圈绕组来实现这种电压转换
。
初级线圈绕组和次级线圈绕组中的每一个通过多个匝缠绕在铁磁芯周围
。
[0003]初级线圈绕组连接到电压源，次级线圈绕组连接到负载
。
初级线圈绕组中的匝数与次级线圈绕组中的匝数的比率等于电压源处的初级线圈绕组的电压电平与负载处的次级线圈绕组的电压电平的比率
。
[0004]变压器还可以包括多个初级线圈绕组和多个次级线圈绕组
。
这种变压器被称为多绕组变压器
。
多个初级线圈绕组和次级线圈绕组可以分别串联或并联连接
。
此外，根据变压器的期望功能，多个初级线圈绕组和次级线圈绕组也可以各自独立，即不连接
。
[0005]由于变压器以热量的形式散发的功率损耗，诸如上述类型的变压器在运行期间被无意地加热
。
变压器的这种功率损耗包括芯体损耗和线圈损耗
。
[0006]因此，变压器的芯体和线圈绕组在变压器内产生热量，该热量必须被引导离开变压器以实现更好的性能
、
更长的变压器寿命，从而降低变压器的运行成本
。
[0007]已知将线圈绕组和芯体浸入流体，优选浸入油中，以绝缘并冷却变压器
。
具有这种冷却配置的变压器被称为液浸式变压器
。
[0008]除了将线圈绕组和芯体浸入流体中外，作为一种替代方案，还已知使用诸如空气的气体来冷却变压器的线圈绕组
。
特别地，强制对流设备可以将冷却气体吹向线圈绕组，以将热量从绕组传递到冷却气体
。
具有这种冷却配置的变压器被称为非液浸式变压器或干式变压器，因为这种变压器的芯体和线圈绕组不浸入流体中
。
[0009]在变压器的线圈绕组中布置空心导体也是已知的
。
水被迫在空心导体的内部循环
。
其他已知的解决方案使用放置在线圈绕组的匝之间的金属蛇形
。
在这种情况下，金属蛇形接地
。
因此，匝和蛇形之间的绝缘必须承受线圈绕组的电压
。
这两种解决方案都只能用于电压高达约
1kV
的低压变压器
。
[0010]因此，现有技术中关于变压器冷却的缺点仍然存在
。

技术实现思路

[0011]例如，如上所述，使用水的冷却配置仅适用于低压变压器
。
因此，还没有提供用于具有高于大约
1kV
的电压的中压和高压变压器的解决方案
。
[0012]此外，通常需要进一步改善变压器的冷却，以提高变压器的性能和寿命并降低其运行成本
。
[0013]因此，本专利技术的目的是提供变压器的改进的冷却，其也可以应用于中压和高压应用
。
[0014]这个目的通过由权利要求1的特征限定的变压器装置来实现
。
[0015]优选的变化和进一步的发展由从属权利要求的特征限定
。
[0016]变压器装置包括至少一个非液浸式变压器，该变压器包括磁芯
。
磁芯包括至少两个芯腿，每个芯腿具有绕组轴线
。
非液浸式变压器还包括围绕绕组轴线缠绕在磁芯的至少一个芯腿
(
优选每个芯腿
)
上的至少两个线圈绕组
。
[0017]在本申请的上下文中，非液浸式变压器应理解为其芯体和线圈绕组不浸入液体中的变压器
。
非液浸式变压器可以浸入也可以不浸入液体以外的介质中，例如，气体
(
例如，空气
)。
这种变压器通常也被称为干式变压器
。
[0018]磁芯可以包括不止两个芯腿，优选三个
、
四个
、
或五个芯腿
。
每个芯腿可以具有其自己的绕组轴线，并且可以如本文所述地配置
。
[0019]芯体可以由堆叠在一起的多个层压片材制成
。
层压片材可以优选地由硅钢或钢制成
。
[0020]至少两个线圈绕组中的一个线圈绕组可以是连接到电压源的初级线圈绕组，并且至少两个线圈绕组中的第二线圈绕组可以是连接到负载的次级线圈绕组
。
[0021]至少两个线圈绕组可以围绕绕组轴线同心缠绕在磁芯的芯腿上
。
[0022]变压器装置还可以包括至少一个线圈冷却管，该线圈冷却管限定用于引导介电冷却流体的线圈冷却通道
。
至少一个冷却管可以围绕至少两个线圈绕组中的至少一个线圈绕组缠绕
。
变压器装置可以进一步包括布置在芯体内的至少一个芯体冷却通道
。
芯体冷却通道可以被配置为引导介电冷却流体通过芯体
。
[0023]通过借助于至少一个线圈冷却管提供至少两个线圈绕组的冷却并且借助于布置在芯体内的至少一个芯体冷却通道提供芯体的冷却，可以从变压器吸收更高水平的热量并且通过介电冷却流体引导离开变压器
。
[0024]因此，可以提高变压器的性能和寿命
。
此外，运营成本，如频繁的服务
、
维修
、
和更换零件，可以减少
。
[0025]此外，本文所述的冷却配置也可用于中压和高压变压器
。
因此，本文所述的冷却配置的应用领域比现有技术中的更宽，并且可以普遍用于更宽范围的电压应用，即，低压
、
中压
、
和高压变压器
。
[0026]低压变压器应理解为在电压源
(
即，初级线圈绕组
)
或负载
(
即，次级线圈绕组
)
处具有大约
1kV
或更低电压的变压器
。
中压和高压变压器应理解为在电压源
(
即，初级线圈绕组
)
或负载
(
即，次级线圈绕组
)
处具有高于约
1kV
的电压的变压器
。
[0027]至少一个冷却管可以连续缠绕在至少两个线圈绕组中的至少一个线圈绕组上
。
替代地，至少一个冷却管可以仅分段缠绕在至少两个线圈绕组中的至少一个线圈绕组上
。
在至少一个冷却管的没有连续缠绕在至少两个线圈绕组中的至少一个线圈绕组上的部分中，该至少一个冷却管可以例如，在平行于绕组轴线的方向上延伸
。
[0028]至少一个冷却管可以由介电材料制成
。
[0029]至少两个线圈绕组中的第一线圈绕组
(
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种变压器装置
(90
；
290)
，包括：至少一个非液浸式变压器
(100
；
200
；
300)
，所述至少一个非液浸式变压器包括：磁芯
(104
；
204)
，所述磁芯包括至少两个芯腿
(110
，
111
，
112
；
210
，
211
，
212)
，每个芯腿具有绕组轴线
(113)
；至少两个线圈绕组
(115
，
120)
，所述至少两个线圈绕组围绕所述绕组轴线
(113)
缠绕在所述磁芯
(104
；
204)
的芯腿
(110
，
111
，
112
；
210
，
211
，
212)
中的至少一个芯腿上；至少一个线圈冷却管
(125
，
130)
，所述至少一个线圈冷却管限定用于引导介电冷却流体的线圈冷却通道
(126
，
131)
，其中，所述至少一个冷却管
(125
，
130)
缠绕在所述至少两个线圈绕组
(115
，
120)
中的至少一个线圈绕组上；以及至少一个芯体冷却通道
(225)
，所述至少一个芯体冷却通道布置在所述芯体
(204)
内，所述芯体冷却通道
(225)
被配置为引导介电冷却流体通过所述芯体
(204)。2.
根据权利要求1所述的变压器装置
(90
；
290)
，包括至少两个线圈冷却管
(125
，
130)
，所述至少两个线圈冷却管用于引导介电冷却流体，其中，所述至少两个线圈冷却管
(125
，
130)
中的第一线圈冷却管缠绕在所述至少两个线圈绕组
(115
，
120)
中的初级线圈绕组上，并且所述至少两个线圈冷却管
(125
，
130)
中的第二线圈冷却管缠绕在所述至少两个线圈绕组
(115
，
120)
中的次级线圈绕组上
。3.
根据权利要求2所述的变压器装置
(90
；
290)
，其中，所述两个线圈冷却管
(125
，
130)
合并，以在公共介电冷却流体路径中引导来自所述至少两个线圈冷却管
(125
，
130)
的介电冷却流体
。4.
根据前述权利要求中任一项所述的变压器装置
(90
；
290)
，其中，所述芯体冷却通道
(225)
布置在所述芯腿
(210
，
211
，
212)
中的至少一个芯腿中，使得所述介电冷却流体在基本上沿着所述芯腿
(210
，
211
，
212)
的绕组轴线
(113)
的方向上被引导
。5.
根据前述权利要求中任一项所述的变压器装置
(90
；
290)
，包括分布在所述芯体
(204)
中的多个芯体冷却通道
(225)。6.
根据权利要求5所述的变压器装置
(90
；
290)
，其中，所述芯体
(204)
包括连接所述芯腿
(210
，
211
，
212)
的至少一个横向部分
(214)
，其中，至少一个芯体冷却通道
(225)
布置在所述芯腿
(210
，
211
，
212)
中的每一个芯腿中，并且至少一个芯体冷却通道
(225)
布置在每个横向部分
(214)
中
。7.
根据前述权利要求中任一项所述的变压器装置
(90
；
290)
，其中，所述芯体冷却通道
(225)
形成在至少部分布置在所述芯体
(204)
内的管道
(230)
中
。8.
根据权利要求7所述的变压器装置
(90
；
290)
，其中，所述管道
(230)
由金属制成，优选地由不锈钢
、
碳钢
、
铜
、
或铝制成
。9.
根据权利要求7或8所述的变压器装置
(90
；
290)
，包括布置在所述芯体
(204)
内并邻近所述管道
(230)
的至少一个导热元件
(242)
，优选基本上平面的焊盘，所述导热元件
(242)
毗连所述管道
(230)
，其中，所述导热元件
(242)
具有至少
0.5W/m
·
K
，优选至少
2W/m
·
K
，更优选至少
5W/m
·
K
，最优选至少
10W/m
·
K
的导热率
。10.
根据前述权利要求中任一项所述的变压器装置
(90
；
290)
，包括布置在所述芯体
(204)
内的多个管道
(230)
，其中，每个管道
(230)
限定芯体冷却通道
(225)
，并且所述多个管道
(230)
中的至少一些管道经由连接元件
(238)
流体互连
。
11.
根据前述权利要求中任一项所述的变压器装置
(90
；
290)
，其中，所述芯体冷却通道
(225)
至少在截面上具有矩形横截面形状，优选地长方状的矩形横截面形状
。12.
根据前述权利要求中任一项所述的变压器装置
(90
；
290)
，其中，所述芯体冷却通道
(225)
至少在截面上具有圆形横截面形状
。13.
根据前述权利要求中任一项所述的变压器装置
(90
；
290)
，其中，所述线圈冷却通道
(126
，
131)
和所述芯体冷却通道
(225)
合并，以在公共介电冷却流体路径中引导所述介电冷却流体
。14.
根据前述权利要求中任一项所述的变压器装置
(90
；
290)
，还包括至少一个热交换设备
(145
；
345)
，所述至少一个热交换设备流体连接到所述变...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：日立能源瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：