本發(fā)明涉及高過載變壓器領(lǐng)域，具體為一種損耗小、散熱好的高過載變壓器。
背景技術(shù)：
：目前，我國農(nóng)網(wǎng)配電變壓器雖然全年大部分的時(shí)間處于輕載運(yùn)行狀態(tài)，負(fù)荷主要為照明用電，負(fù)荷較小，年平均負(fù)載率也偏低，但在季節(jié)、高溫、農(nóng)忙等時(shí)期，農(nóng)村用電負(fù)荷急劇增長，可達(dá)到1.5倍到2倍負(fù)荷，在這期間配電變電器短時(shí)段嚴(yán)重過載運(yùn)行，導(dǎo)致停電、配電變壓器燒毀等嚴(yán)重事故的頻繁發(fā)生，嚴(yán)重影響了供電。而解決配電變壓器過載運(yùn)行的問題的方法包括：?jiǎn)渭兊脑黾优潆娮儔浩鞯娜萘渴亲詈?jiǎn)單的一種，但這種方式既造成電網(wǎng)投資成本的大幅提高，又會(huì)增加配電變壓器的空載損耗，使得電網(wǎng)運(yùn)行效益顯著降低；采用可調(diào)容變壓器雖然能使總體運(yùn)行損耗降低，但投資成本大幅增加是個(gè)硬傷；因此，采用一種在高負(fù)荷下具有較強(qiáng)負(fù)載運(yùn)行能力的配電變壓器，是經(jīng)濟(jì)高效地解決這一難題的理想方案。而國內(nèi)常用的高過載變壓器主要存在有材料消耗多，散熱效果差、溫升計(jì)算偏差較大等缺點(diǎn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明意在提供一種損耗小、散熱好的高過載變壓器。本發(fā)明提供基礎(chǔ)方案是：高過載變壓器，包括鐵芯、高壓繞組、低壓繞組和油箱，低壓線圈繞制在鐵芯的一側(cè)，高壓線圈繞制在鐵芯的另一側(cè)，鐵芯、低壓線圈和高壓線圈都位于油箱內(nèi)，其中，鐵芯為由高導(dǎo)磁硅鋼或非晶合金疊積形成的橢圓形結(jié)構(gòu)，鐵芯的磁通密度小于1.68t；低壓繞組采用紙包扁線，低壓繞組的電流密度小于3.5a/mm2；高壓繞組為橢圓多層圓筒式繞組；油箱的散熱結(jié)構(gòu)為隔板散熱結(jié)構(gòu)。說明：1.本發(fā)明中的高壓線圈指的是變壓器高壓一側(cè)的纏繞線圈；低壓線圈指的是變壓器低壓一側(cè)的纏繞線圈；2.多圓筒式繞組是一個(gè)橢圓筒形螺旋體，其線匝是用扁線彼此緊靠著繞成的；3.下文中提到的空載損耗的計(jì)算公式為：e＝4.44fbs÷10000(伏/匝)，f是電源頻率，s是鐵芯截面積，b是硅鋼片磁通密度；4.填充系數(shù)指的是階梯形的鐵芯柱的截面與鐵芯柱圓面積之比，也稱疊片系數(shù)。指一定量的電工鋼板疊片的理論體積(計(jì)算值)與實(shí)際體積(通常在一定壓力下測(cè)定)之比，也就是凈金屬占鐵芯體積的百分比。填充系數(shù)是衡量鐵芯實(shí)際緊密程度的一個(gè)量度。填充系數(shù)高意味著鐵芯體積不變時(shí)，由于電工鋼板用量增多而有更多的磁通密度通過，有效利用空間增大；5.幅值裕度：幅值就是幅度，指的是偏離平衡位置的最大距離。幅值裕度是指在幅值的基礎(chǔ)上再留有一定余地的程度，即允許存在的最大偏差。本方案的高過載變壓器的優(yōu)勢(shì)在于：相較現(xiàn)有的長方體鐵芯，采用橢圓柱體的鐵芯的磁通密度小于1.68t，在電源頻率和鐵芯截面積相同的情況下，降低了空載損耗，填充系數(shù)高，意味著，在鐵芯的磁通密度相同的情況下，本變壓器對(duì)高導(dǎo)磁硅鋼的疊片數(shù)量要求更少，因此也降低了對(duì)材料數(shù)量的需求，而高壓繞組的橢圓多層圓筒式油道結(jié)構(gòu)保證了線圈的排列緊密，油箱采用隔板散熱結(jié)構(gòu)后，隔板增大了油箱內(nèi)油液循環(huán)的路徑，就降低了油液的循環(huán)速度，有利于本變壓器的降溫散熱；綜上，本方案的高過載變壓器具有材料消耗少、散熱效果好的特點(diǎn)。進(jìn)一步，油箱的內(nèi)壁采用波紋片結(jié)構(gòu)。波紋片的結(jié)構(gòu)增大了內(nèi)壁的表面積，有利于油箱的散熱，同時(shí)也增大了油箱的體積。進(jìn)一步，高壓繞組截面各處均為弧形。弧形的設(shè)計(jì)消除了直線的存在情況，降低了高壓線圈的幅值裕度，系統(tǒng)更穩(wěn)定。進(jìn)一步，油箱內(nèi)盛放的絕緣油為環(huán)烷基油，絕緣油的耐熱溫度為120攝氏度。由于高過載變壓器在運(yùn)行的過程中會(huì)產(chǎn)生高溫，而在電場(chǎng)、高溫、溶解氧、水分和金屬催化劑的作用下，油箱內(nèi)的絕緣油不可避免的會(huì)發(fā)生氧化縮合而產(chǎn)生油泥，而一旦這些油泥沉積在油箱內(nèi)，會(huì)嚴(yán)重影響散熱，引起高過載變壓器繞組局部過熱，使得高過載變壓器的工作溫度升高，甚至燒壞；而環(huán)烷基油富含的環(huán)烷烴和適量的芳烴，溶解能力適宜，能夠較容易的將產(chǎn)生的氧化油泥溶解分散而避免工作溫度升高。附圖說明圖1為本發(fā)明高過載變壓器實(shí)施例的線圈結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明高過載變壓器的油箱示意圖；圖3為圖2中a—a的剖面圖。具體實(shí)施方式下面通過具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：說明書附圖中的附圖標(biāo)記包括：鐵芯1、高壓繞組2、低壓繞組3、油箱4、波紋片41、隔板43。實(shí)施例：高過載變壓器，包括鐵芯1、高壓繞組2、低壓繞組3和油箱4；如圖1所示，鐵芯1為由高導(dǎo)磁硅鋼或非晶合金疊積形成的橢圓形結(jié)構(gòu)，鐵芯1的磁通密度為1.65t；本實(shí)施例中選用非晶合金材質(zhì)，具有渦流損耗低、空載損耗小等特點(diǎn)，適宜農(nóng)網(wǎng)運(yùn)行條件；低壓繞組3四單根4.5x8.75紙包銅扁線繞，匝數(shù)為39，低壓繞組3的電流密度小于3.5a/mm2；高壓繞組2為橢圓多層圓筒式結(jié)構(gòu)，不存在尖角和直線部分，匝數(shù)為1024，幅值裕度減小1％～2％；高壓繞組2和低壓繞組3采用dyn11或yyn0的連接組別，本實(shí)施例中采用yyn0，即高壓側(cè)采用星形接法，低壓側(cè)同樣采用星形接法且有中性線抽頭，高壓與低壓沒有相位差；星形接法是三相交流電源與三相用電器的一種接線方法。把三相電源三個(gè)繞組的末端、x、y、z連接在一起，成為一公共點(diǎn)o，從始端a、b、c引出三條端線，是由頻率相同、振幅相等而相位依次相差120°的三個(gè)正弦電源以一定方式連接向外供電的系統(tǒng)；如圖2-3所示，油箱4的散熱結(jié)構(gòu)為隔板散熱結(jié)構(gòu)，加快絕緣油對(duì)流，散熱效果好；油箱4的絕緣油采用耐熱等級(jí)為b級(jí)環(huán)烷基油，耐熱溫度為120℃。對(duì)比例：采用b級(jí)絕緣200kva高過載變壓器，型號(hào)為s13-m(b)-200/10gz。設(shè)定實(shí)施例和對(duì)比例中的變壓器的參數(shù)均相同，具體為：額定容量為200kva，高壓額定電壓為10kv，低壓額定電壓為400v，頻率為50hz的條件下在環(huán)境溫度為45℃時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)例和對(duì)比例的變壓器的過載倍數(shù)為1.5倍下運(yùn)行6小時(shí)、過載倍數(shù)為1.75倍下運(yùn)行3小時(shí)和過載倍數(shù)為2倍下運(yùn)行1小時(shí)的過程中，對(duì)變壓器頂層的油溫進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量的記錄結(jié)果如表一。表一：1.5倍過載1.75倍過載2倍過載實(shí)施例87℃82℃90℃對(duì)比例91℃87℃95℃由上表可以得到，在同一個(gè)運(yùn)行條件下，本發(fā)明中的變壓器的溫度相較現(xiàn)有的變壓器的溫度低，而由于兩個(gè)變壓器的參數(shù)均相同，所以，這兩個(gè)變壓器產(chǎn)生的熱量應(yīng)該是相同的，而由實(shí)施例中變壓器的溫度低，我們可以得出，實(shí)施例中變壓器的散熱更好。與現(xiàn)有的熱阻法對(duì)變壓器的溫升進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算如下：△t＝rth(pw+pc)；式中，溫升δt(℃)為溫升，rth(℃/w)為變壓器熱阻；pw(w)為變壓器銅損，pc(w)為變壓器鐵損；本發(fā)明還提出提出一種溫升計(jì)算的方法，具體的計(jì)算如下：過載下總損耗：p總損耗＝p0+1.032pfxn2(1)油溫升增量:△δ＝δ油-空(1-e(-t/3))(2)過載下油平均溫升:δ油平均＝δ油-空+△δ(3)過載下繞組損耗:pf損耗＝(pf+p渦)xn2(4)繞組對(duì)空氣溫升:δ銅-油＝0.065x(1.032xpf損耗)0.8+0.002x(n層數(shù)-2xn散熱面)x(1.032xpf損耗/s表面積)x0.64(5)以上式中n為過載倍數(shù)；t為過載時(shí)間(h)。在滿足1.5倍額定容量6h(負(fù)荷上升和下降階段各3h),1.75倍額定容量3h(負(fù)荷上升和下降階段各1.5h),2.0倍額定容量1h階段性連續(xù)運(yùn)行的情況下進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算后的結(jié)果與實(shí)際測(cè)量得到的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行記錄，結(jié)果記錄如表二。表二說明：計(jì)算值(一)為采用本發(fā)明提出的計(jì)算方法得到的數(shù)值，計(jì)算值(二)為采用熱阻法得到的數(shù)值。由表二可得，采用本發(fā)明的計(jì)算方法算得的變壓器上層油平均溫升計(jì)算數(shù)值與試驗(yàn)最大偏差為2.5％，熱阻法算得的變壓器上層油平均溫升計(jì)算數(shù)值與試驗(yàn)最大偏差為9.4％；采用本發(fā)明的計(jì)算方法算得的變壓器的高壓繞組溫升計(jì)算數(shù)值與試驗(yàn)最大偏差為1.2％，熱阻法算得的變壓器的高壓繞組溫升計(jì)算數(shù)值與試驗(yàn)最大偏差為3.2％，由此可知，采用本發(fā)明提出的計(jì)算方法得到的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際的結(jié)果偏更小，因此，本發(fā)明提出的這種升溫計(jì)算的算法更為準(zhǔn)確的。以上所述的僅是本發(fā)明的實(shí)施例，方案中公知的具體結(jié)構(gòu)及特性等常識(shí)在此未作過多描述。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明結(jié)構(gòu)的前提下，還可以作出若干變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護(hù)范圍，這些都不會(huì)影響本發(fā)明實(shí)施的效果和專利的實(shí)用性。本申請(qǐng)要求的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以其權(quán)利要求的內(nèi)容為準(zhǔn)，說明書中的具體實(shí)施方式等記載可以用于解釋權(quán)利要求的內(nèi)容。當(dāng)前第1頁12