工頻變壓器和立體卷鐵芯變壓器是什么？
骨架，用1MM厚紅鋼紙，外加0.15MM覆膜青殼紙1層+0.08MM電纜紙1層;
原邊繞組墊紙用0.08MM電纜紙;
副邊高壓繞組墊紙用0.05MM電纜紙;
組間絕緣用0.08MM電纜紙1層+0.15MM覆膜青殼紙2層+0.08MM電纜紙1層;
（繞組外絕緣同組間絕緣）
?。?3）計算線包（壓實的）厚度：
=（1+0.15+0.08） （骨架及內(nèi)層絕緣）
+（9×0.51+8×0.08） （原邊繞組）
+（0.08×2+0.15×2） （組間絕緣1）
+（隔離層，如可能用0.05銅箔，如無，就用與高壓繞組同直徑的線繞一層代）
+（0.08×2+0.15×2） （組間絕緣2）
+（14×0.30+13×0.05）（高壓繞組）
+（0.08×2+0.15×2） （組間絕緣3）
+（1.23） （燈絲1）
+（0.08×2+0.15×2） （組間絕緣4）
+（1.23） （燈絲2）
+（0.08×2+0.15×2） （線包外間絕緣）
=1.23+5.23+0.46+0.30+0.46+4.85+0.46+1.23+0.46+1.23+0.46
=16.37mm
?。?4）檢驗“蓬松系數(shù)”
蓬松系數(shù)=鐵片窗口寬度 / 線包（壓實的）厚度
“蓬松系數(shù)”一般可以在1.2-1.3間，蓬松系數(shù)小者要注意繞的十分緊才行，蓬松系數(shù)過大說明選的鐵心規(guī)格大了，要重選重算。對于經(jīng)驗不多的初學(xué)者，不妨以1.3-1.35進(jìn)行檢驗。不然可能繞完了發(fā)現(xiàn)裝不進(jìn)鐵片。
檢驗：
蓬松系數(shù)=22 / 16.37 = 1.34
很合適的呀。
（15）修正方案：：
燈絲繞組可以選用0.8nn直徑漆包線2根并繞（0.80線最大外徑0.89，每層可繞54圈，6.3V繞組26×2，剛好可以繞下）。這樣導(dǎo)線可以分布開來不至于只有半邊，繞出來的線包就比較平整。還可以減小繞組厚度。
這時，
計算線包（壓實的）厚度：
=1.23+5.23+0.46+0.30+0.46+4.85+0.46+0.89+0.46+0.89+0.46
=15.69mm
蓬松系數(shù)=22 / 15.69 =1.41
這就非常之寬松了，說明選的鐵心規(guī)格大了，利用手頭現(xiàn)有鐵心當(dāng)然可以。保證可以成功。
計算完畢。
它們們有什么特性？工作原理是什么？
一、 立體卷鐵芯發(fā)展
1、國內(nèi)外立體卷鐵芯發(fā)展歷程
20世紀(jì)90年代，我國部分廠家已在研發(fā)生產(chǎn)立體結(jié)構(gòu)的變壓器，2002年起已有產(chǎn)品進(jìn)行銷售，但一直未能大規(guī)模推廣應(yīng)用，主要是市場關(guān)注度不夠，使企業(yè)研發(fā)投入少，生產(chǎn)設(shè)備落后，產(chǎn)品單一且容量小、應(yīng)用領(lǐng)域窄。因此，立體卷鐵芯技術(shù)發(fā)展不夠成熟。
2、立體卷鐵芯節(jié)能技術(shù)研發(fā)歷程
節(jié)能節(jié)材高效立體卷鐵芯變壓器是在平面卷鐵芯變壓器結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行特殊設(shè)計發(fā)展起來的。將平面形卷鐵芯的內(nèi)外框改成窗口尺寸與內(nèi)框相同的三只相同單框，三框拼合在一起，就成為對稱的立體三角形卷鐵芯結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)三相磁路完全對稱等長。
二、立體卷鐵芯技術(shù)特點
鐵芯的磁導(dǎo)體是能量轉(zhuǎn)化的媒體，立體卷鐵芯是一種突破傳統(tǒng)平面結(jié)構(gòu)的變壓器鐵芯，是三個由若干根梯形料帶依次連續(xù)卷繞而成的鐵芯單框拼合而成，呈三相對稱立體式結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)變壓器鐵芯相比，具有三相平衡、省材、空載損耗低、空載電流低、抗短路能力強(qiáng)、噪聲低、電場磁場低等特點［1］。
1、三相平衡
由于疊鐵芯及平面卷鐵芯變壓器的三個芯柱呈平面排列，造成中間芯柱的磁路長度最短，兩個邊柱的磁路較長，二邊柱平均磁路長度比中柱平均磁路長20%以上，從而造成中柱損耗最低，兩個邊柱損耗較大，造成三相不平衡。
立體卷鐵芯的三個芯柱磁路長度完全一致且最短，三個芯柱損耗一致，因而三相平衡。
2、省材
（1）鐵芯材料節(jié)省
立體卷鐵芯不同尺寸的梯形料帶由專用曲線開料機(jī)進(jìn)行套裁加工得到， 材料利用率可接近100%［2］，是接近零廢料的一種加工工藝。在相同材質(zhì)、鐵芯有效面積、窗高、窗寬等參數(shù)情況下，相同性能的立體卷鐵芯變壓器與平面疊鐵芯變壓器比較如下：
1） 三角形卷鐵芯AC間磁路在鐵軛部分較平面形鐵芯縮短1/2，而軛的面積是每相柱截面的1/2，所以鐵軛部分的重量減輕1/4，鐵軛與芯柱的重量比一般為2：3，所以鐵芯的總重量理論應(yīng)減輕約10%。
2） 卷鐵芯沒有多余的角部重量，又比平面疊鐵芯輕約5%。
3） 鐵芯材料裁剪利用率比疊鐵芯高5%。
4） 合計立體三角形卷鐵芯比疊鐵芯節(jié)省硅鋼片累計約20%及以上。
?。?）電磁線節(jié)省
立體三角形卷鐵芯芯柱橫截面呈準(zhǔn)多邊形，截面填充系數(shù)可達(dá)0.95~0.96，而疊鐵芯的芯柱橫截面呈階梯形，截面填充系數(shù)為0.89~0.925，故在相同橫截面積情況下，立體卷鐵芯繞組平均匝長短，即可節(jié)省導(dǎo)線銅材約8%。
3、空載損耗低
由空載損耗計算公式P0 =K0 ×G×Pt ［3］，
式中， Pt是鐵芯單位重量損耗，由磁通密度B決定；K0是工藝系數(shù)；G是鐵芯總重量。
由公式可知，變壓器空載損耗與鐵芯總量及工藝系數(shù)成正比。因立體卷鐵芯重量比疊片鐵芯減少20%以上，因此空載損耗也大大降低。
結(jié)論：立體卷鐵芯結(jié)構(gòu)主要從降低鐵芯重量和空載損耗工藝系數(shù)二方面實現(xiàn)降低變壓器空載損耗［4］。
4、空載電流低
空載電流小可降低變壓器損耗、提高功率因數(shù)、減少無功補(bǔ)償設(shè)備容量，大大降低供電網(wǎng)損。
疊鐵芯變壓器鐵芯疊裝都要有接縫，硅鋼片接縫處形成磁路中的空氣隙是高磁阻磁通飽和區(qū)，能量損耗集中在這里。疊鐵芯的磁通方向在經(jīng)過多個角部時，增大了磁阻，產(chǎn)生的損耗大，使疊鐵芯空載電流增大。
立體三角形卷鐵芯變壓器鐵芯無接縫，沒有因接縫處形成的空氣隙帶來的損耗，立體卷鐵芯三相磁路完全相等，磁通方向與硅鋼片晶粒取向完全一致，大幅度地降低了空載電流。
5、抗短路能力強(qiáng)
變壓器抗短路能力的提升對電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行十分重要。立體卷鐵芯變壓器夾件為三角形框架結(jié)構(gòu)，焊接成一體，應(yīng)用三角形的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，提高整體強(qiáng)度、不易變形。
立體三角形卷鐵芯結(jié)構(gòu)變壓器夾件對線圈的壓持面積比平面形布置線圈被壓面積增加16%，受短路電動力作用時，線圈圓周上各點受力均勻，因此極大地增強(qiáng)了抗短路能力。
6、噪聲低、電場磁場低
變壓器噪聲是運(yùn)行時的固有特性。疊鐵芯硅鋼片之間工藝實現(xiàn)不易緊密，工作時在電磁力作用下，產(chǎn)生振動，噪聲較大。立體三角形卷鐵芯是由幾種規(guī)格梯形料帶依次卷繞而成，硅鋼帶之間較為緊密，硅鋼帶導(dǎo)磁方向與鐵芯磁路方向完全一致，工作時振動小，可以解決疊鐵芯因磁路不連貫而發(fā)出的噪音，一般可比疊鐵芯變壓器降低10dB~25dB，基本達(dá)到靜音狀態(tài)，使噪音降低到最低限度。立體卷鐵芯緊湊、對稱的線圈結(jié)構(gòu)大大降低了變壓器周圍的雜散磁場。
三、 經(jīng)濟(jì)性分析
以非晶合金立體卷鐵芯油浸式變壓器為例，分析立體卷鐵芯變壓器的經(jīng)濟(jì)性。
1、產(chǎn)品性能參數(shù)對比分析
立體卷鐵芯節(jié)能產(chǎn)品應(yīng)用遍及電力、配電網(wǎng)系統(tǒng)和各種特殊應(yīng)用領(lǐng)域，如光伏發(fā)電、核電、風(fēng)電等領(lǐng)域。
一級能效產(chǎn)品S（B）H16非晶合金立體卷鐵芯油浸式變壓器與S11系列同容量變壓器相比，空載損耗平均下降64%，負(fù)載損耗平均下降10%，空載電流平均下降89%。
2、年運(yùn)行成本計算
立體卷鐵芯系列產(chǎn)品的優(yōu)越性得到了中國南方電網(wǎng)公司的高度關(guān)注。2013年1月，海鴻公司受邀參加亞太經(jīng)合組織舉辦的2013國際能效變壓器論壇，向世界各國展示了中國立體卷鐵芯技術(shù)的發(fā)展和節(jié)能效益，讓立體卷鐵芯技術(shù)在國際推廣上又邁進(jìn)一大步。
只要變壓器投入運(yùn)行就會產(chǎn)生空載損耗和負(fù)載損耗。因此，引入“變壓器全年運(yùn)行成本”這個參數(shù)，可反映出變壓器運(yùn)行一年所消耗的電費。
主要參數(shù)說明：
（1）KQ參照GB/T 13462-2008 《電力變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行》，發(fā)電廠母線直配為0.04，二次電壓為0.07，現(xiàn)選取0.05計算；
?。?）Hpy根據(jù)DL/T 985-2012 《配電變壓器能效技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價導(dǎo)則》，選取8760h（24×365）；
（3）τ按DL/T 985-2012 《配電變壓器能效技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價導(dǎo)則》規(guī)定，企業(yè)最大負(fù)載利用小時數(shù)為5519h；
（4）β0變壓器初始年高峰負(fù)載率取值為100%；
（5）E取電用時段（高峰、低谷、平段）的平均值，以0.73（元/kWh）。
經(jīng)計算，與S11-M-630/10疊鐵芯變壓器比較，一級能效產(chǎn)品S-M·RL-630/10-NX1立體卷鐵芯油浸式變壓器的回收期約為1.3年，以變壓器使用壽命一般可達(dá)20年。由此可得，立體卷鐵芯比傳統(tǒng)疊鐵芯更具經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，值得市場關(guān)注。
另外，一級能效產(chǎn)品S（B）H16非晶合金立體卷鐵芯油浸式變壓器與S11系列同容量變壓器相比，年運(yùn)行成本平均下降27%。油浸式非晶合金立體卷鐵芯變壓器空載損耗和空載電流大大降低，節(jié)能節(jié)材，年運(yùn)行成本也大幅度降低，經(jīng)濟(jì)性優(yōu)越，符合節(jié)能減排政策，值得大力推廣。
四、立體卷鐵芯節(jié)能技術(shù)應(yīng)用
立體卷鐵芯節(jié)能產(chǎn)品應(yīng)用遍及電力、配電網(wǎng)系統(tǒng)和各種特殊應(yīng)用領(lǐng)域，如光伏發(fā)電、核電、風(fēng)電等領(lǐng)域。
1、高效節(jié)能配電變壓器推廣
立體卷鐵芯系列產(chǎn)品的優(yōu)越性得到了中國南方電網(wǎng)公司的高度關(guān)注。2013年1月，海鴻公司受邀參加亞太經(jīng)合組織舉辦的2013國際能效變壓器論壇，向世界各國展示了中國立體卷鐵芯技術(shù)的發(fā)展和節(jié)能效益，讓立體卷鐵芯技術(shù)在國際推廣上又邁進(jìn)一大步。
2、立體卷鐵芯應(yīng)用于非晶合金變壓器
2012年世界首臺非晶合金立體卷鐵芯油浸式變壓器研發(fā)成功。它是將非晶材料的節(jié)能優(yōu)勢和立體卷鐵芯的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢相結(jié)合，將兩者的節(jié)能特點發(fā)揮至最大。
非晶合金立體卷鐵芯變壓器與平面式非晶合金變壓器相比，主要材料用量節(jié)省。通過表2可以看出：銅用量節(jié)省12.2%，非晶合金材料用量節(jié)省7.9%。
非晶合金立體卷鐵芯油浸式變壓器的空載損耗很低，具有很好的節(jié)能效果，推廣非晶合金立體卷鐵芯變壓器既可為國家節(jié)約大量能源，又能取得顯著的環(huán)保效益，值得大力推廣。
3、立體卷鐵芯技術(shù)應(yīng)用于110kV領(lǐng)域
目前開發(fā)出的110kV電壓等級立體卷鐵芯油浸式電力變壓器屬國際空白產(chǎn)品。將立體卷鐵芯技術(shù)應(yīng)用到110kV電力變壓器，與傳統(tǒng)型變壓器相比，節(jié)能節(jié)材空間更大。解決了平面疊鐵芯110kV油浸式電力變壓器能耗高、噪音大、體積大的缺點，適合城市變電站應(yīng)用，是新型節(jié)能、環(huán)保型產(chǎn)品。為加快實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，海鴻公司成功研發(fā)出20000kVA 110kV電壓等級的立體卷鐵芯變壓器。
4、立體卷鐵芯應(yīng)用于清潔能源領(lǐng)域
光伏和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)對變壓器應(yīng)用的耐氣候性、抗短路能力、抗諧波能力有更高要求。立體卷鐵芯變壓器與傳統(tǒng)變壓器相比具有諸多優(yōu)勢，十分適用于防止變壓器抗短路能力弱或因故障引起的光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備損壞。
五、結(jié)論
目前立體三角形卷鐵芯技術(shù)愈趨成熟，工藝日趨完善。產(chǎn)品從設(shè)計到生產(chǎn)，已經(jīng)較為成熟和形成規(guī)范。
立體三角形卷鐵芯變壓器，作為新型節(jié)能型變壓器產(chǎn)品，擁有性能、生產(chǎn)成本、使用經(jīng)濟(jì)性等多方面優(yōu)勢，與傳統(tǒng)變壓器相比有很大競爭優(yōu)勢，發(fā)展前景廣闊。