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    三相變壓器鐵芯的結構分類

    作者:威博特鐵芯   發布時間:2019-03-30 15:01:49 瀏覽次數:
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        根據三相鐵芯柱的布置方式 ,可以將三相變壓器鐵芯分為平面布置型(三相鐵芯柱呈平面布置) 和立體布置型(三相鐵芯柱呈立體布置) 兩種。在平面布置型鐵芯中 ,旁軛 (如果有旁軛) 和鐵軛一般與三相鐵芯柱布置在同一平面內 ;在立體布置型鐵芯中 ,旁軛(如果有旁軛) 與三相鐵芯柱一般呈立體對稱布置 ,鐵軛通常呈三角形。
        根據鐵芯制造的工藝特點 ,變壓器鐵芯可分為疊片式和卷鐵芯兩種(漸開線式鐵芯已淘汰) 。疊片式鐵芯一般為平面布置型 ,又可分為殼式和芯式兩種 ,目前 ,也有將疊片式鐵芯呈立體布置的 ;卷鐵芯既有平面布置型又有立體布置型。
        根據鐵芯磁通回路的特點 ,變壓器鐵芯還可分為不帶旁軛式和帶旁軛式兩種。不帶旁軛式鐵芯包括平面布置型三相三柱式鐵芯和立體布置型三相三柱式鐵芯 ;帶旁軛式鐵芯包括殼式鐵芯和平面布置型三相五柱式、三相四柱式、三相四框式鐵芯以及立體布置型三相六柱式鐵芯。

    1、平面布置型三相鐵芯

    ①疊片式鐵芯
        疊片式鐵芯通常為平面布置型 ,又可分為殼式和芯式兩種參見文獻[ 1 ] 。其中 ,殼式鐵芯 (帶旁軛式結構) 只在一些特種變壓器中采用。芯式鐵芯適用于各種類型的變壓器。芯式鐵芯一般采用三相三柱式結構 ,這種鐵芯結構因其固有的優點 ,所以應用廣泛。在大型變壓器中 ,為降低鐵芯高度 ,常采用三相五柱式結構。
        目前 ,在組合式變壓器中 ,為降低鐵芯高度 ,鐵芯也采用三相五柱式結構 ,而且為了使組合式變壓器結構緊湊 ,其鐵芯截面和繞組均為矩形。
        從組合式變壓器斷電保護的需要考慮 ,采用帶旁軛式結構 ,如三相四柱式鐵芯結構。第四柱在某一相斷相故障時 ,起閉合磁路作用 ,保證其余兩健全相正常運行供電 ,以減少事故所造成的損失。

    ②巻鐵芯
        卷鐵芯起初使用于電子變壓器 ,特別適用于單相變壓器 ,參見文獻[2 ] 。采用晶粒取向硅鋼帶卷制成的單相卷鐵芯結構能保證規定的取向方向與磁通流通方向相同 ,從而使材料的優良特性得到完全發揮。必須指出 :連續式卷鐵芯由硅鋼帶不間斷連續卷制而成 ,雖然在片形上沒有接縫 ,但磁通閉環回路上仍有氣隙存在。
        將卷鐵芯技術推廣到三相變壓器即可制成平面布置型三相三柱式鐵芯。它有兩個相同的內框和一個外框。由于其每一芯柱都是由兩個不同的框柱組成 ,在高磁密下 ,磁通在不同的框柱之間穿越時 ,其磁通回路性較差。因此 ,這種三相三柱式卷鐵芯存在結構缺陷。
        非晶合金鐵芯材料不適用于疊片式鐵芯 ,宜采用卷鐵芯。目前 ,非晶合金鐵芯采用不連續式矩形鐵芯截面(繞組也采用矩形型式) 的三相四框結構制成平面布置型三相五柱式鐵芯 ,參見文獻[3 ] 。三相五柱式鐵芯的鐵軛磁通只有鐵芯柱磁通的 1/ 3 ,鐵軛磁通量的減小可通過適當增加鐵芯柱的截面積來彌補三相三柱式卷鐵芯的固有結構缺陷 ,使卷鐵芯空載性能得到改善 ;但鐵芯柱截面積和旁軛的增加 ,將造成材料消耗和成本的增加。

    2、立體布置型三相鐵芯
        早期的漸開線式鐵芯為立體布置型三相三柱式結構。該結構優點是節省硅鋼片 ,但由于此種結構鐵芯柱和鐵軛的接縫處氣隙較大 ,致使空載電流和噪聲較大而被淘汰。從節省硅鋼片材料的角度出發 ,這種鐵軛為立體布置型三相三柱式鐵芯結構框架是三相變壓器鐵芯較理想的結構框架。然而 ,這種“理想結構框架”很難與鐵芯制造的工藝特點有機地結合起來 ,難以充分保證鐵芯磁通回路性能。

    ①疊片式鐵芯
        目前 ,在組合式變壓器中 ,為降低鐵芯高度 ,也有將疊片式鐵芯呈立體布置 ,并采用三相三柱式結構。這種鐵芯由三個獨立的“□”形單框組裝而成 ,每個芯柱均由兩個對稱的近似半圓形的多級階梯式截面組成。這是鐵芯采用疊片式以求實現“理想結構框架”的嘗試之一。但是 ,由于每一芯柱是由兩個分開的部分組成 ,在高磁密下 ,磁通在分開部分之間穿越時將對空載性能產生不良的影響。為減輕這一影響 ,應適當增加鐵芯柱截面積 ,但這將造成材料用量的增加。

    ②卷鐵芯
        在早期 ,曾將卷鐵芯技術推廣到立體布置型三相三柱式星形鐵軛的鐵芯 ,這種結構與漸開線式鐵芯一樣 ,由于星形鐵軛接縫處氣隙較大而沒有被采用。
        目前 ,有將卷鐵芯制成立體布置型三相三柱式鐵芯的。這種結構經環形繞制成不開口的多級三環三柱式 ,每環結合面為 60°斜平面相接 ,其框架與立體布置型疊片式鐵芯結構有一些相似之處。這是采用卷鐵芯以求實現“理想結構框架”的又一種嘗試。但是 ,該結構鐵芯填充系數較低 ,且與立體布置型疊片式鐵芯一樣 ,應適當增加鐵芯柱有效截面積。
        還有將卷鐵芯制成立體布置型三相六柱式鐵芯的。這種結構是在三相三柱式鐵芯基礎上多增加了三柱旁軛 ,從而提高了鐵芯填充系數 ,且不需增加鐵芯柱截面積。但由于旁軛的增加 ,將造成材料消耗和成本的增加 ,且旁軛的不良影響必須采用繞組的三角形聯結來抵消。




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