本發(fā)明屬于配電變壓器，具體涉及具有內(nèi)部取電散熱結(jié)構(gòu)的配電變壓器及其裝配方法。

背景技術(shù)：

1、配電變壓器是電力輸送的最后環(huán)節(jié)，它們將高壓電力轉(zhuǎn)換為適合最終用戶使用的低壓電力。配電變壓器的可靠性直接影響到電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和安全性。由于配電變壓器通常安裝在靠近居民區(qū)和商業(yè)區(qū)的地方，因此必須能夠在各種環(huán)境條件下穩(wěn)定運行，包括高溫、高濕和高負載等。

2、配電變壓器在運行中會產(chǎn)生損耗，主要來源于銅損(由電流通過導(dǎo)線時產(chǎn)生的電阻損耗)和鐵損(由磁芯在交變磁場中產(chǎn)生的磁滯和渦流損耗)。這些損耗最終轉(zhuǎn)化為熱能，導(dǎo)致變壓器內(nèi)部溫度升高。如果熱量不能及時散發(fā)，變壓器的絕緣材料會因過熱而加速老化，降低其絕緣性能，增加故障風(fēng)險。長期過熱還可能導(dǎo)致變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)變形，影響其正常運行。因此，有效的散熱對于確保變壓器的長期穩(wěn)定運行至關(guān)重要。

3、配電變壓器主要分干式變壓器和油浸式變壓器兩種。干式變壓器主要通過自然冷卻和強制風(fēng)冷兩種方式散熱。自然冷卻的方式散熱能力有限。因此，為保證散熱，通常的做法是增設(shè)風(fēng)扇，這帶來了幾個問題：1、風(fēng)扇采用外部電源供電；2、功率較高，導(dǎo)致能耗較大且噪音較明顯；3、只在溫度過高時才啟動，無法降低正常運行時的溫升。油浸式變壓器由于散熱性能高于干式變壓器，因此通常通過表面的散熱片進行散熱。為提高散熱性能，油浸式變壓器有時還設(shè)置風(fēng)扇或者油泵等，當(dāng)設(shè)置風(fēng)扇或油泵后，也存在干式變壓器采用風(fēng)扇的類似的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對現(xiàn)有配電變壓器散熱存在的不足，提供具有內(nèi)部取電散熱結(jié)構(gòu)的配電變壓器，風(fēng)扇直接從變壓器取電，無需為風(fēng)扇額外配置單獨電源，從而降低變壓器正常工作時的溫度，減少主風(fēng)扇的啟動時間和頻率。本發(fā)明通提供一種具有內(nèi)部取電散熱結(jié)構(gòu)的配電變壓器的裝配方法。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：具有內(nèi)部取電散熱結(jié)構(gòu)的配電變壓器，所述具有內(nèi)部取電散熱結(jié)構(gòu)的配電變壓器包括：

3、變壓器鐵芯；

4、變壓器線圈，纏繞在所述變壓器鐵芯上；

5、取電線圈，纏繞在所述變壓器鐵芯上；

6、輔助葉輪散熱件，與所述取電線圈相連，包括電機和可轉(zhuǎn)動的葉輪。

7、本發(fā)明的具有內(nèi)部取電散熱結(jié)構(gòu)的配電變壓器，其在變壓器鐵芯上纏繞取電線圈，并設(shè)置包括電機和可轉(zhuǎn)動的葉輪的輔助葉輪散熱件，當(dāng)變壓器工作時，取電線圈上產(chǎn)生電流使電機工作，電機帶動葉輪轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生風(fēng)或者攪動變壓器油，實現(xiàn)對變壓器的輔助散熱；取電線圈和輔助葉輪散熱件的設(shè)置，可以降低變壓器平時工作的溫度，提升變壓器的使用壽命；輔助葉輪散熱件的功率相比變壓器的損耗很小，因此幾乎不會對變壓器產(chǎn)生不良影響。

8、作為改進，所述變壓器鐵芯包括主鐵芯和位于所述主鐵芯兩側(cè)的側(cè)鐵芯，所述主鐵芯的豎直面輪廓尺寸大于所述側(cè)鐵芯，所述取電線圈纏繞在所述主鐵芯上，所述主鐵芯上開設(shè)取電槽，所述取電線圈位于所述取電槽中。

9、作為改進，所述主鐵芯包括多個尺寸相同的硅鋼片，所述硅鋼片上開設(shè)供所述取電線圈穿過的取電孔。

10、作為改進，位于所述主鐵芯的兩側(cè)的硅鋼片還開設(shè)與所述取電孔連通的缺口，所述取電孔和所述缺口形成所述取電槽。

11、作為改進，輔助散熱結(jié)構(gòu)中各部件的相關(guān)參數(shù)的確定過程如下：

12、根據(jù)所述配電變壓器的型號，選取所述輔助葉輪散熱件，所有所述輔助葉輪散熱件的總功率不超過變壓器總損耗的一定百分比；

13、所述輔助葉輪散熱件的運行電壓vs、所述取電線圈的匝數(shù)n、所述取電線圈每匝的電勢et、所述配電變壓器的工作頻率f、所述變壓器鐵芯的磁密b、所述取電槽處鐵芯的最大截面積at滿足：

14、vs＝n*et??(1)

15、et＝4.44fbat??(2)

16、根據(jù)式(1)和式(2)得到：

17、

18、其中，所述輔助葉輪散熱件的運行電壓vs根據(jù)其數(shù)量和總功率在合適范圍內(nèi)選取，所述配電變壓器的工作頻率f和所述變壓器鐵芯的磁密b已知；

19、根據(jù)所述輔助葉輪散熱件的工作電流i和數(shù)量n，得到總電流為ni，根據(jù)總電流ni選擇所述取電線圈的導(dǎo)線規(guī)格，得到取電線圈的導(dǎo)線的外徑d，進而得到所述取電槽處鐵芯的長度c：

20、c＝(n+2)*d(4)

21、其中，所述輔助葉輪散熱件的工作電流i根據(jù)其數(shù)量和總功率在合適范圍內(nèi)選取；

22、根據(jù)下式確定所述取電槽處鐵芯的厚度a、所述取電槽處鐵芯的高度b：

23、at＝a*b(5)。

24、作為改進，所述變壓器鐵芯上焊接安裝柱，所述輔助葉輪散熱件固定在所述安裝柱上，所述輔助葉輪散熱件與所述變壓器鐵芯間具有空隙。

25、作為改進，連接同一所述取電線圈的所述輔助葉輪散熱件有多個且并聯(lián)。

26、作為改進，所述取電線圈有多個。

27、作為改進，所述配電變壓器為干式變壓器，所述輔助葉輪散熱件為風(fēng)扇；

28、或者，所述配電變壓器為油浸式變壓器，所述輔助葉輪散熱件為泵。

29、具有內(nèi)部取電散熱結(jié)構(gòu)的配電變壓器的裝配方法，所述具有內(nèi)部取電散熱結(jié)構(gòu)的配電變壓器為前述的具有內(nèi)部取電散熱結(jié)構(gòu)的配電變壓器，所述具有內(nèi)部取電散熱結(jié)構(gòu)的配電變壓器的裝配方法包括：

30、在所述變壓器鐵芯的主鐵芯的硅鋼片上加工取電孔和缺口；

31、將所述硅鋼片疊裝形成所述主鐵芯后，將所述取電線圈纏繞到所述主鐵芯上；

32、將所述變壓器鐵芯的兩側(cè)的側(cè)鐵芯與所述主鐵芯固定；

33、將所述輔助葉輪散熱件安裝到所述主鐵芯上，連接所述取電線圈和所述輔助葉輪散熱件。

34、本發(fā)明的具有內(nèi)部取電散熱結(jié)構(gòu)的配電變壓器的有益效果是：其在變壓器鐵芯上纏繞取電線圈，并設(shè)置包括電機和可轉(zhuǎn)動的葉輪的輔助葉輪散熱件，當(dāng)變壓器工作時，取電線圈上產(chǎn)生電流使電機工作，電機帶動葉輪轉(zhuǎn)動，葉輪轉(zhuǎn)動產(chǎn)生風(fēng)或者攪動變壓器油，實現(xiàn)對變壓器的輔助散熱；取電線圈和輔助葉輪散熱件的設(shè)置，可以降低變壓器平時工作的溫度，提升變壓器的使用壽命。取電線圈和輔助葉輪散熱件通常作為附加裝置輔助散熱，在運行環(huán)境較好時也可以作為主要的散熱手段。輔助葉輪散熱件的功率相比變壓器的損耗很小，因此幾乎不會對變壓器產(chǎn)生不良影響。

技術(shù)特征：

1.具有內(nèi)部取電散熱結(jié)構(gòu)的配電變壓器，其特征在于：包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有內(nèi)部取電散熱結(jié)構(gòu)的配電變壓器，其特征在于：所述變壓器鐵芯包括主鐵芯和位于所述主鐵芯兩側(cè)的側(cè)鐵芯，所述主鐵芯的豎直面輪廓尺寸大于所述側(cè)鐵芯，所述取電線圈纏繞在所述主鐵芯上，所述主鐵芯上開設(shè)取電槽，所述取電線圈位于所述取電槽中。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有內(nèi)部取電散熱結(jié)構(gòu)的配電變壓器，其特征在于：所述主鐵芯包括多個尺寸相同的硅鋼片，所述硅鋼片上開設(shè)供所述取電線圈穿過的取電孔。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有內(nèi)部取電散熱結(jié)構(gòu)的配電變壓器，其特征在于：位于所述主鐵芯的兩側(cè)的硅鋼片還開設(shè)與所述取電孔連通的缺口，所述取電孔和所述缺口形成所述取電槽。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有內(nèi)部取電散熱結(jié)構(gòu)的配電變壓器，其特征在于：輔助散熱結(jié)構(gòu)中各部件的相關(guān)參數(shù)的確定過程如下：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有內(nèi)部取電散熱結(jié)構(gòu)的配電變壓器，其特征在于：所述變壓器鐵芯上焊接安裝柱，所述輔助葉輪散熱件固定在所述安裝柱上，所述輔助葉輪散熱件與所述變壓器鐵芯間具有空隙。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有內(nèi)部取電散熱結(jié)構(gòu)的配電變壓器，其特征在于：連接同一所述取電線圈的所述輔助葉輪散熱件有多個且并聯(lián)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有內(nèi)部取電散熱結(jié)構(gòu)的配電變壓器，其特征在于：所述取電線圈有多個。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有內(nèi)部取電散熱結(jié)構(gòu)的配電變壓器，其特征在于：所述配電變壓器為干式變壓器，所述輔助葉輪散熱件為風(fēng)扇；

10.具有內(nèi)部取電散熱結(jié)構(gòu)的配電變壓器的裝配方法，所述具有內(nèi)部取電散熱結(jié)構(gòu)的配電變壓器為權(quán)利要求1至9任一所述的具有內(nèi)部取電散熱結(jié)構(gòu)的配電變壓器，其特征在于：所述具有內(nèi)部取電散熱結(jié)構(gòu)的配電變壓器的裝配方法包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于配電變壓器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及具有內(nèi)部取電散熱結(jié)構(gòu)的配電變壓器及其裝配方法。針對現(xiàn)有配電變壓器散熱存在的不足，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：具有內(nèi)部取電散熱結(jié)構(gòu)的配電變壓器包括：變壓器鐵芯；變壓器線圈，纏繞在所述變壓器鐵芯上；取電線圈，纏繞在所述變壓器鐵芯上；輔助葉輪散熱件，與所述取電線圈相連，包括電機和可轉(zhuǎn)動的葉輪。本發(fā)明的具有內(nèi)部取電散熱結(jié)構(gòu)的配電變壓器的有益效果是：當(dāng)變壓器工作時，取電線圈上產(chǎn)生電流使電機工作，電機帶動葉輪轉(zhuǎn)動，葉輪轉(zhuǎn)動產(chǎn)生風(fēng)或者攪動變壓器油，實現(xiàn)對變壓器的輔助散熱；取電線圈和輔助葉輪散熱件的設(shè)置，可以降低變壓器平時工作的溫度，提升變壓器的使用壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：藺家駿,高浩,潘明,顧小虎,梁蘇寧,林浩凡,楊慶福,張志立,張興旺,劉洋,劉成宇,鄭一鳴,楊智,金凌峰,錢盾
受保護的技術(shù)使用者：國網(wǎng)浙江省電力有限公司電力科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30