專利名稱：圖形化在線振動監測的長圓形非晶合金鐵心干式變壓器的制作方法
技術領域：
本發明屬于電氣技術非金合金干式變壓器技術領域，涉及干式變壓器結構及其在線振動監測系統。
背景技術：
近年來，受國際能源緊張形勢和國內政策導向影響，非晶合金鐵心變壓器技術發展迅速，國家電網大力發展智能電網新形勢下，非晶合金鐵心變壓器節能優勢也逐步被接受。非晶合金帶材具有許多獨特性能特點，如優異的磁性、耐蝕性、耐磨性、高硬度、高強度、高電阻率等，由非晶合金帶材制成的鐵心具有高飽和磁感應強度、低矯頑力、低損耗， 相當于硅鋼片的1/3-1/5、低激磁電流、良好的溫度穩定性。非晶合金產晶在節能降耗方面有非常大的競爭優勢，它的空載損耗只占到常規變壓器的40%左右，可以節能約60%。目前進口的帶材只有144mm/170mm/213mm3種寬度,受非晶合金帶材的限制，國內非晶合金變壓器結構均為矩形結構，加工工藝、操作難度比較復雜，變壓器抗短路能力差， 性能極不穩定。此外，非晶合金材料對機械應力非常敏感，非晶合金鐵心片厚度極薄，僅O. 025mm, 不到常用硅鋼片的1/10 ;疊片系數較低，只有O. 86，非晶合金鐵心受力后，變壓器的空載損耗會增加60%左右，磁致伸縮引起非晶合金振動產生噪音。因此，在變壓器結構設計時，需采取特殊的緊固措施，減少鐵心受力，避免鐵心成為主承受件。同時，基于以上問題，改進的新型結構需要通過優化監測系統來進行實時狀態故障的監測，以便于新型變壓器更好的的運行和維護。

發明內容
為克服現有技術的上述缺陷，本發明提供了支持圖形化在線振動監測的一種長圓形非晶合金干式變壓器鐵心，長圓線圈結構較矩形線圈結構節省材料10% -15%。本發明的實現方案是所用長圓形結構中A、B、C三種帶材配合使用，由原來單一的一種規格帶材決定單一的線圈結構尺寸，現可以靈活搭配，鐵心中間處為矩形，使用最寬型帶材，鐵心兩側為半圓弧型，選用最窄型鐵心。每種帶材的厚度可以自定。帶材層間設隔板，上下模搭接處涂上特殊3M膠水，使接縫處始終處于半液態黏結狀態。減少搭接處振動， 降低噪音。配套良好的在線監測系統，確保變壓器設備的正常運行和改良后的優良效果，方便維護。本發明的有益效果是鐵心及線圈在有效地勵磁區域增加了其填充系數，減少搭接處振動，降低噪音，疊片系數原來為86%，現可以達到92% -95%，材料的利用率可提高 20%左右，線圈的加工難度大大降低，工藝操作簡單，大幅度提高了人工效率，更增加了企業效益，變壓器增加了抗短路的能力，性能更加可靠穩定。實時精確的在線振動監測系統保障了變壓器運行和維護，具有現實意義和實用價值。


附圖I為本發明一個實施例的非晶合金干式變壓器鐵心截面中1非晶合金帶材鐵心，2變壓器線圈，3層間隔板，4層間隔板上下模特殊3M 膠水A :142mm非晶合金帶材；B : 170mm非晶合金帶材；C :213mm非晶合金帶材。附圖2為監測系統結構圖附圖3為軟件設計流程
具體實施例方式I參見附圖I。本發明的創新在于將現有的技術中，通常將變壓器線圈設計成矩形結構，在此改進成長圓形線圈結構2，特殊的隔板膠粘設計不僅確保鐵心及線圈有效勵磁區域的同時，增加了填充系數，大大節省了用材量，同時起到減緩振動和帶材受力，降低噪音的多重效果。具體設計為，所述的長圓形截面中段，采用C型213mm非晶合金帶材，厚度可自由選擇。截面上下對稱,分別采用B型170mm非晶合金帶材，A型142mm非晶合金帶材，同一種型號的帶材厚度不限，上下均分。層間隔板采用隔音粘和玻璃纖維網，鐵心搭接處兩個側面，層間隔板外表面涂有特殊的3M膠水。所述隔音粘和玻璃纖維網厚度為O. 45-0. 55mm。2參見附圖2變壓器內部振動源主要有鐵心和繞組，包括非晶合金帶材磁致伸縮引起鐵心的振動，以及帶材間動態的電磁力引起繞組的振動等。本發明中的變壓器在線監測技術優越之處是以微處理技術為核心，具有標準程序軟件，可將傳感器、數據采集硬件、通信系統和分析功能組裝成一體，它的最突出特點是可以在運行中實時監測，彌補了室內常規檢測方法和裝置的不足。通過LC108壓電加速度傳感器在線監測鐵心和繞組的振動信號，組建變壓器振動測試系統、CM3504信號調理模塊、USB5935數據采集卡和計算機組建變壓器數據采集系統， 并將采集的信號進行分析和處理。利用LABVIEW軟件系統對采集的振動信號數據采用時頻分析，即小波分析和短時傅里葉變換頻譜分析，克服了傳統的頻譜分析的不足，為以后變壓器振動數據的分析方法做了初步驗證短時傅里葉變換(STFT)
權利要求
1.本發明涉及了圖形化在線振動監測的長圓形非晶合金鐵心干式變壓器，它是將傳統的變壓器線圈矩形結構設計成長圓結構，并配套在線振動監測系統。其特征在于1非金合金鐵心帶材(A :142mm非晶合金帶材；B :170mm非晶合金帶材；C :213mm非晶合金帶材)；2 長圓形繞組線圈及內框骨架；3玻璃纖維網層間隔板；4涂有特殊3M膠水上下模搭接面。其中所述繞組內框截面為長圓形。
2.根據權利要求I所述的圖形化在線振動監測的長圓形非晶合金鐵心干式變壓器，其特征在于鐵心的截面左右及上下對稱，并且呈階梯狀，內框繞組骨架中間為矩形結構，兩側成圓弧形。
3.根據權利要求I所述的圖形化在線振動監測的長圓形非晶合金鐵心干式變壓器，其特征在于鐵心分為若干層，A、B、C三組帶材寬度類型的疊片組。繞組內框骨架由A、B、C 三種帶材相套接而成，每層為一種帶材的非晶合金鐵心，層與層之間通過玻璃纖維網隔板分離，每種類型的疊片組寬度均相等，每種疊片組的厚度可以靈活選擇。
4.根據權利要求I所述的圖形化在線振動監測的長圓形非晶合金鐵心干式變壓器，其特征在于非晶合金帶材搭接處設層間隔板，鐵心搭接處兩個側面，層間隔板外表面涂有特殊的3M膠水，使接縫始終處于半液態黏結狀態，減小搭接處振動，降低變壓器噪聲。
5.根據權利要求I所述的圖形化在線振動監測的長圓形非晶合金鐵心干式變壓器，其特征在于基于Labview軟件的圖形化監測系統，包括了 C108壓電加速度傳感器，CM3504 信號調理模塊，USB5935數據采集卡和采用時頻小波分析和短時傅里葉變換的頻譜分析，克服常規監測方法和頻譜分析方法的不足。
6.根據權利要求I所述的圖形化在線振動監測的長圓形非晶合金鐵心干式變壓器，其特征在于利用LABVIEW軟件系統對采集的振動信號數據采用時頻分析，即小波分析和短時傅里葉變換頻譜分析，克服了傳統的頻譜分析的不足，為以后變壓器振動數據的分析方法做了初步驗證短時傅里葉變換(STFT)
全文摘要
本發明屬于非晶合金干式變壓器技術領域，涉及鐵心結構及其在線振動監測系統，包括了1非晶合金帶材；2長圓形繞組線圈及內框骨架；3玻璃纖維網層間隔板；4涂有特殊3M膠水上下模搭接面，以及在線振動系統。本發明公開了一種長圓形非晶合金鐵心結構替代原有的矩形結構，所述鐵心截面左右及上下對稱呈階梯狀，層間隔板上下模搭接特殊3M膠水緩沖帶材受力，降低變壓器噪音。線圈內框內A、B、C三種帶材可配合使用，線圈耗材有效減少效益明顯提高，可靠性增強。針對新型變壓器配套基于Labview圖形化在線振動監測系統，包括了壓電加速度傳感器、信號調理模塊，數據采集卡和時頻分析，可實時監測新型變壓器受力振動等工作狀態。
文檔編號H01F27/28GK102592788SQ20121000353
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月5日 優先權日2012年1月5日
發明者印德林, 廖志凌, 徐錫舟, 李 杰, 楊萬宏, 洪振興, 趙曉明 申請人:江蘇宏安變壓器有限公司