电力变压器

文档序号:171096 发布日期:2021-10-29 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 电力变压器 (Power transformer ) 是由 张凡 庄哲 周童浩 刘华栋 汲胜昌 祝令瑜 于 2021-07-13 设计创作,主要内容包括:本申请涉及一种电力变压器,属于电力设备技术领域。该电力变压器包括:油箱、设置于油箱内的变压器器身以及多个磁屏蔽板,变压器器身包括铁芯以及套设在铁芯上的绕组;各磁屏蔽板设置于变压器器身与油箱的内壁之间;各磁屏蔽板由通过绝缘材料连接的多个磁屏蔽条组成,各磁屏蔽板上开设有通孔。本申请提供的电力变压器,可以提高电力变压器的降噪效果。(The application relates to a power transformer, and belongs to the technical field of power equipment. The power transformer includes: the transformer comprises an oil tank, a transformer body and a plurality of magnetic shielding plates, wherein the transformer body is arranged in the oil tank and comprises an iron core and a winding sleeved on the iron core; each magnetic shielding plate is arranged between the transformer body and the inner wall of the oil tank; each magnetic shield board comprises a plurality of magnetic shield strips connected through insulating materials, and through holes are formed in each magnetic shield board. The application provides a power transformer can improve power transformer&#39;s noise reduction effect.)

电力变压器

技术领域

本发明涉及电力设备领域,特别是涉及一种电力变压器。

背景技术

随着人们环保意识和健康意识的增强,变压器的振动与噪声问题已经受到环境保护部门、电力供应部门与变压器制造厂商的高度重视。电力变压器的振动和噪声主要来自绕组和铁芯的振动,其中,绕组的振动主要由漏磁通与绕组电流在绕组上产生的洛伦兹力产生。

现有的电力变压器通常在绕组外设置能够用于降低洛伦兹力产生的组件,来降低变压器绕组的振动,以此实现电力变压器的减振降噪。

然而,这种电力变压器仅仅只能降低由于绕组振动而产生的噪声,不能降低变压器内的其他噪声,其降噪效果有限。

发明内容

基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种电力变压器,能够提高电力变压器的降噪效果。

一种电力变压器,该电力变压器包括:油箱、设置于油箱内的变压器器身以及多个磁屏蔽板,变压器器身包括铁芯以及套设在铁芯上的绕组;

各磁屏蔽板设置于变压器器身与油箱的内壁之间;

各磁屏蔽板由通过绝缘材料连接的多个磁屏蔽条组成,各磁屏蔽板上开设有通孔。

在一个实施例中,铁芯包括n个铁芯柱以及与n个铁芯柱固定连接的第一铁轭以及第二铁轭,变压器器身包括与n个铁芯柱一一对应的n个绕组,各绕组分别套设于对应的铁芯柱上;

多个磁屏蔽板包括第一磁屏蔽板、第二磁屏蔽板、第三磁屏蔽板、第四磁屏蔽板、第五磁屏蔽板以及第六磁屏蔽板;

第一磁屏蔽板设置于第一铁轭的第一侧与油箱的内壁之间;第二磁屏蔽板设置于第一铁轭的第二侧与油箱的内壁之间;第三磁屏蔽板设置于第二铁轭的第一侧与油箱的内壁之间;第四磁屏蔽板设置于第二铁轭的第二侧与油箱的内壁之间;第五磁屏蔽板设置于第一个绕组的第一侧与油箱的内壁之间;第六磁屏蔽板设置于第n个绕组的第一侧与油箱的内壁之间。

在一个实施例中,电力变压器还包括:第一绝缘板和第二绝缘板;

第一绝缘板的第一边与第一磁屏蔽板连接,第一绝缘板的第二边与第三磁屏蔽板连接;

第二绝缘板的第一边与第二磁屏蔽板连接,第二绝缘板的第二边与第四磁屏蔽板连接;

第一绝缘板和第二绝缘板上均包括通孔。

在一个实施例中,第一磁屏蔽板的面积大于第一铁轭的第一侧的面积;第二磁屏蔽板的面积大于第一铁轭的第二侧的面积;第三磁屏蔽板的面积大于第二铁轭的第一侧的面积;第四磁屏蔽板的面积大于第二铁轭的第二侧的面积;第五磁屏蔽板的面积大于第一个绕组的第一侧的面积;第六磁屏蔽板的面积大于第n个绕组的第一侧的面积。

在一个实施例中,铁芯包括n个铁芯柱以及与n个铁芯柱固定连接的第一铁轭以及第二铁轭,变压器器身包括与n个铁芯柱一一对应的n个绕组,各绕组分别套设于对应的铁芯柱上;

多个磁屏蔽板包括第七磁屏蔽板、第八磁屏蔽板、第九磁屏蔽板、第十磁屏蔽板;

第七磁屏蔽板设置于n个绕组的第一侧与油箱的内壁之间;第八磁屏蔽板设置于n个绕组的第二侧与油箱的内壁之间;第九磁屏蔽板设置于第一个绕组的第一侧与油箱的内壁之间;第十磁屏蔽板设置于第n个绕组的第一侧与油箱的内壁之间。

在一个实施例中,第七磁屏蔽板的面积大于n个绕组的第一侧的面积;第八磁屏蔽板的面积大于n个绕组的第二侧的面积;第九磁屏蔽板的面积大于第一个绕组的第一侧的面积;第十磁屏蔽板的面积大于第n个绕组的第一侧的面积。

在一个实施例中,电力变压器还包括:多个电屏蔽板;各电屏蔽板设置于磁屏蔽板与油箱的之间。

在一个实施例中,电屏蔽板上包括通孔。

在一个实施例中,通孔的孔径和通孔的穿孔率根据电力变压器的噪声声压频率和声音传输函数确定。

在一个实施例中,声音传输函数为:

其中,ω=2πf,

ρ为油箱中油的密度,c为油箱中油的声速,f为变压器中声源的频率,D为第一屏蔽板到第二屏蔽板/油箱内壁的距离,μ变压器油的运动粘滞系数,d为微孔孔径,Sthru为第一屏蔽板的总面积,Stotal微孔板的总面积,g为重力加速度。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括:

本申请实施例提供的电力变压器包括:油箱、设置于油箱内的变压器器身以及多个磁屏蔽板,其中,变压器器身包括铁芯以及套设在铁芯上的绕组,各磁屏蔽板设置于变压器器身与油箱的内壁之间,各磁屏蔽板是由通过绝缘材料连接的多个磁屏蔽条组成的,且各磁屏蔽板上开设有通孔。本申请实施例提供的电力变压器,通过将磁屏蔽板设置于变压器器身与油箱的内壁之间,可以为变压器绕组产生的漏磁提供磁路,能够降低通过绕组的漏磁通,从而能够减小绕组振动产生的噪声。同时,通过在磁屏蔽板上开设通孔可以使磁屏蔽板和油箱中的流体以及油箱内壁形成声阻结构,能够从噪声的传播路径上对噪声进行抑制,降低噪声在变压器内的能量传递效效率,从而能够提高变压器的降噪效果。

附图说明

图1为本申请实施例提供的电力变压器的结构的俯视图;

图2为本申请实施例提供的电力变压器的结构示意图;

图3为本申请实施例提供的电力变压器的另一结构示意图;

图4为本申请实施例提供的电力变压器的另一结构的俯视图。

附图标记说明:

10:油箱;20:磁屏蔽板;30:铁芯;40:绕组;50:绝缘板;60:电屏蔽板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

随着人口密集区域的不断扩大和用电需求及密度的提高,电力变电站与城市商业区或居住区的距离不断缩短,且变电站的容量亦逐步提升。随着人们环保意识和健康意识的增强,变压器的振动与噪声问题已经受到环境保护部门、电力供应部门与变压器制造厂商的高度重视。近年来,国家电网对于电力变压器的噪声水平的要求不断提高,也因此对电力变压器的降噪技术提出了更高的要求。

电力变压器的振动和噪声主要来自电力变压器中的绕组和铁芯,而绕组的振动主要由洛伦兹力引起,因此,现有技术中的电力变压器通常在绕组外设置能够用于降低洛伦兹力产生的组件,从而降低变压器绕组的振动,以此实现电力变压器的减振降噪。然而,这种电力变压器仅仅只能降低绕组振动而产生的噪声,不能降低变压器内的其他噪声,降噪效果有限。

本申请实施例提供的电力变压器包括:油箱、设置于油箱内的变压器器身以及多个磁屏蔽板,其中,变压器器身包括铁芯以及套设在铁芯上的绕组,各磁屏蔽板设置于变压器器身与油箱的内壁之间,各磁屏蔽板是由通过绝缘材料连接的多个磁屏蔽条组成的,且各磁屏蔽板上开设有通孔。本申请实施例提供的电力变压器,通过将磁屏蔽板设置于变压器器身与油箱的内壁之间,可以为变压器绕组产生的漏磁提供磁路,能够降低通过绕组的漏磁通,从而能够减小绕组振动产生的噪声。同时,通过在磁屏蔽板上开设通孔可以使磁屏蔽板和油箱中的流体以及油箱内壁形成声阻结构,能够从噪声的传播路径上对噪声进行抑制,降低噪声在变压器内的能量传递效效率,从而能够提高变压器的降噪效果。

下面以具体的实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图,对本申请的实施例进行描述。

图1为本申请实施例提供的电力变压器的结构的俯视图,该电力变压器包括:油箱10、设置于油箱10内的变压器器身以及多个磁屏蔽板20,变压器器身包括铁芯30以及套设在铁芯30上的绕组40;各磁屏蔽板20设置于变压器器身与油箱10的内壁之间;各磁屏蔽板20由通过绝缘材料连接的多个磁屏蔽条组成,各磁屏蔽板20上开设有通孔。

其中,磁屏蔽板20由多个磁屏蔽条组成,该磁屏蔽条由导磁材料制备而成,该磁屏蔽条之间用绝缘材料连接。

可选的,该磁屏蔽条可以由可以导磁的多层导向性硅钢薄片压制成型,且每层导向性硅钢薄片上涂布有绝缘漆。

可选的,用于连接磁屏蔽条的绝缘材料可以为环氧树脂。

可选的,该磁屏蔽板20的四周或中间开有固定孔,该固定孔可以通过定位柱悬挂在变压器油箱10的内壁上。

在实际应用中,先将多层的涂覆有绝缘漆的导向性硅钢薄片压制成磁屏蔽条,然后在多个制备好的磁屏蔽条之间的缝隙浇注环氧树脂,形成磁屏蔽板20,之后在磁屏蔽板20上开设多个通孔,最后将磁屏蔽板20悬挂在变压器油箱10的内壁上。

本申请实施例提供的电力变压器包括:油箱10、设置于油箱10内的变压器器身以及多个磁屏蔽板20,其中,变压器器身包括铁芯30以及套设在铁芯30上的绕组40,各磁屏蔽板20设置于变压器器身与油箱10的内壁之间,各磁屏蔽板20是由通过绝缘材料连接的多个磁屏蔽条组成的,且各磁屏蔽板20上开设有通孔。本申请实施例提供的电力变压器,通过将磁屏蔽板20设置于变压器器身与油箱10的内壁之间,可以为变压器绕组40产生的漏磁提供磁路,能够降低通过绕组的漏磁通,从而能够减小绕组40振动产生的噪声。同时,通过在磁屏蔽板20上开设通孔可以使磁屏蔽板20和油箱10中的流体以及油箱10内壁形成声阻结构,能够从噪声的传播路径上对噪声进行抑制,防止变压器内的噪声传播出去,从而能够提高变压器的降噪效果。

同时,通过将磁屏蔽板20设置于变压器器身与油箱10的内壁之间,可以抑制由漏磁导致的油箱10中的涡流,降低油箱10的发热和振动。

图2为本申请实施例提供的电力变压器的一种结构图,如图2所示,铁芯30包括n个铁芯柱以及与n个铁芯柱固定连接的第一铁轭以及第二铁轭,变压器器身包括与n个铁芯柱一一对应的n个绕组40,各绕组40分别套设于对应的铁芯柱上。

多个磁屏蔽板20包括第一磁屏蔽板20、第二磁屏蔽板20、第三磁屏蔽板20、第四磁屏蔽板20、第五磁屏蔽板20以及第六磁屏蔽板20;

第一磁屏蔽板20设置于第一铁轭的第一侧与油箱10的内壁之间;第二磁屏蔽板20设置于第一铁轭的第二侧与油箱10的内壁之间;第三磁屏蔽板20设置于第二铁轭的第一侧与油箱10的内壁之间;第四磁屏蔽板20设置于第二铁轭的第二侧与油箱10的内壁之间;第五磁屏蔽板20设置于第一个绕组40的第一侧与油箱10的内壁之间;第六磁屏蔽板20设置于第n个绕组40的第一侧与油箱10的内壁之间。

其中,第一磁屏蔽板20的面积大于第一铁轭的第一侧的面积;第二磁屏蔽板20的面积大于第一铁轭的第二侧的面积;第三磁屏蔽板20的面积大于第二铁轭的第一侧的面积;第四磁屏蔽板20的面积大于第二铁轭的第二侧的面积;第五磁屏蔽板20的面积大于第一个绕组40的第一侧的面积;第六磁屏蔽板20的面积大于第n个绕组40的第一侧的面积。

需要说明的是,以上面积大小磁屏蔽板20,以上述位置进行设置可以大大降低绕组的漏磁情况,进而可以能够降低洛伦兹力的产生,从而能够减小绕组振动产生的噪声。

在实际应用中,如图2所示的磁屏蔽板20布置方式主要用于三相及二相电力变压器,也就是说,如图2所示的磁屏蔽板20布置方式主要用于铁芯30的铁芯柱为2个或3个的变压器。如图2所示的磁屏蔽板20的布置方式,在三相平衡的情况下,非3n(n=1,2,…)次谐波产生的漏磁通过绕组40上下侧方布置的屏蔽返回铁芯30,其余漏磁通过两侧的屏蔽返回铁芯30,在三相不平衡的情况下,不平衡部分的漏磁及3n(n=1,2,…)次谐波产生的漏磁通过两侧屏蔽返回至铁芯30,平衡部分的非3n(n=1,2,…)次谐波产生的漏磁通过绕组40上下侧方布置的屏蔽返回铁芯30。

在一个实施例中,如图2所示,电力变压器还包括:第一绝缘板50和第二绝缘板50;第一绝缘板50的第一边与第一磁屏蔽板20连接,第一绝缘板50的第二边与第三磁屏蔽板20连接;第二绝缘板50的第一边与第二磁屏蔽板20连接,第二绝缘板50的第二边与第四磁屏蔽板20连接;第一绝缘板50和第二绝缘板50上均包括通孔。

在实际应用中,通过在两个绝缘板50上开设多个通孔,同时将其中一个绝缘板50的两边分别与第一磁屏蔽板20连接和第三磁屏蔽板20连接,另一个绝缘板50的两边分别与第二磁屏蔽板20和第四磁屏蔽板20连接,可以在磁屏蔽板20的基础上增加通孔的数量,进而可以进一步的防止变压器内的噪声传播出去,从而能够提高变压器的降噪效果。同时,相较于第一磁屏蔽板和第三磁屏蔽板之间以磁屏蔽板20连接,绝缘板50在降噪效果相同的情况下,可以节省成本。

图3为本申请实施例提供的电力变压器的另一种结构图,如图3所示,提供了另一种磁屏蔽板20的设置方式,铁芯30包括n个铁芯柱以及与n个铁芯柱固定连接的第一铁轭以及第二铁轭,变压器器身包括与n个铁芯柱一一对应的n个绕组40,各绕组40分别套设于对应的铁芯柱上;

多个磁屏蔽板20包括第七磁屏蔽板20、第八磁屏蔽板20、第九磁屏蔽板20、第十磁屏蔽板20;

第七磁屏蔽板20设置于n个绕组40的第一侧与油箱10的内壁之间;第八磁屏蔽板20设置于n个绕组40的第二侧与油箱10的内壁之间;第九磁屏蔽板20设置于第一个绕组40的第一侧与油箱10的内壁之间;第十磁屏蔽板20设置于第n个绕组40的第一侧与油箱10的内壁之间。

其中,第七磁屏蔽板20的面积大于n个绕组40的第一侧的面积;第八磁屏蔽板20的面积大于n个绕组40的第二侧的面积;第九磁屏蔽板20的面积大于第一个绕组40的第一侧的面积;第十磁屏蔽板20的面积大于第n个绕组40的第一侧的面积。需要说明的是,以上面积大小磁屏蔽板20,以上述位置进行设置可以大大降低绕组的漏磁情况,进而可以能够降低洛伦兹力的产生,从而能够减小绕组振动产生的噪声。同时,如图3所示的磁屏蔽板20的设置方式可以适用于单相、二相、三相的电力变压器,变压器中的漏磁通过磁屏蔽板20返回至铁芯30。也就是说,如图3所示的磁屏蔽板20设置方式适用于铁芯30的铁芯柱为1个、2个或3个的变压器。

图4为本申请实施例提供的电力变压器的结构的另一俯视图,如图4所示,电力变压器还包括:多个电屏蔽板60;各电屏蔽板60设置于磁屏蔽板20与油箱10的内壁之间,各电屏蔽板60上包括通孔。

可选的,电屏蔽板60由良导体材料制备而成。

可选的,电屏蔽板60的四周或中间开有固定孔,该固定孔可以通过定位柱悬挂在变压器油箱10的内壁上。

可选的,电屏蔽板60可以包括第一电屏蔽板60、第二电屏蔽、第三电屏蔽板60和第四电屏蔽板60。基于图2和图3中磁屏蔽板20的设置方式,电屏蔽板60也有两种设置方式。

其中,电屏蔽板60的第一种设置方式为:第一电屏蔽板60设置于绝缘板50与油箱10的内壁之间,第二电屏蔽板60设置于第二绝缘板50与油箱10的内壁之间,第三电屏蔽板60设置于第五磁屏蔽板20与油箱10的内壁之间,第四电屏蔽板60设置于第六磁屏蔽板20与油箱10的内壁之间。

电屏蔽板60的第二种设置方式为:第一电屏蔽板60设置于第七磁屏蔽板20与油箱10的内壁之间,第二电屏蔽板60设置于第八磁屏蔽与油箱10的内壁之间,第三电屏蔽板60设置于第九磁屏蔽板20与油箱10的内壁之间,第四电屏蔽板60设置于第十磁屏蔽板20与油箱10的内壁之间。

需要说明的是,电屏蔽板60无论是在第一种设置方式还是第二种设置方式,第一电屏蔽板60的面积大于或等于第七磁屏蔽板20,第二电屏蔽板60的面积大于或等于第八磁屏蔽,第三电屏蔽板60的面积大于或等于第九磁屏蔽板20,第四电屏蔽板60大于或等于第十磁屏蔽板20。

在实际应用中,将电屏蔽板60设置于磁屏蔽板20与油箱10的内壁之间,电屏蔽板60可以产生磁阻力,能改变漏磁通的方向,使没有经过铁芯30和磁屏蔽的漏磁通重新进入铁芯30或磁屏蔽板20,进一步抑制了漏磁问题,进而能够进一步减小由于漏磁导致的绕组40振动。进一步的,由于电屏蔽板60上还包括通孔,在磁屏蔽板20和绝缘板50的基础上,进一步增加了通孔的数量,可以进一步的防止变压器内的噪声传播出去,从而进一步的提高了变压器的降噪效果。

在一个实施例中,磁屏蔽板20、绝缘板50和电屏蔽板60上的通孔的孔径和通孔的穿孔率根据电力变压器的噪声声压频率和声音传输函数确定。

其中,声音传输函数为:

式中,ω=2πf,

ρ为油箱中油的密度,c为油箱中油的声速,f为变压器中声源的频率,D为第一屏蔽板到第二屏蔽板/油箱内壁的距离,μ变压器油的运动粘滞系数,d为微孔孔径,Sthru为第一屏蔽板的总面积,Stotal微孔板的总面积,g为重力加速度。

需要说明的是,通孔的孔径和通孔的穿孔率的确定是在工艺的范围内,再根据电力变压器的噪声声压频率和声音传输函数确定,其中,工艺上通孔的孔径范围为:0.3mm~10mm,通孔的穿孔率为5%~90%。

在实际应用中,根据变压器的实际噪声声压频率分布,确定噪声声压频率分布的主要衰减频带,然后在工艺上通孔的孔径和通孔的穿孔率的范围内,调整孔径数值和穿孔率数值,使得声音传输函数的极小值靠近噪声声压频率分布的主要衰减频带,最终得到通孔的孔径和通孔的穿孔率。

本申请实施例提供的电力变压器包括:油箱10、设置于油箱10内的变压器器身以及多个磁屏蔽板20,其中,变压器器身包括铁芯30以及套设在铁芯30上的绕组40,各磁屏蔽板20设置于变压器器身与油箱10的内壁之间,各磁屏蔽板20是由通过绝缘材料连接的多个磁屏蔽条组成的,且各磁屏蔽板20上开设有通孔。本申请实施例提供的电力变压器,通过将磁屏蔽板20设置于变压器器身与油箱10的内壁之间,可以为变压器绕组40产生的漏磁提供磁路,能够降低通过绕组的漏磁通,从而能够减小绕组40振动产生的噪声。同时,通过在磁屏蔽板20上开设通孔可以使磁屏蔽板20和油箱10中的流体以及油箱10内壁形成声阻结构,能够从噪声的传播路径上对噪声进行抑制,降低噪声在变压器内的能量传递效效率,从而能够提高变压器的降噪效果。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述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。

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