摘要：介绍了三维立体卷铁心、线圈结构及性能特点，并对H级三维立体卷铁心非包封干式变压器技术经济性进行分析。
关键词：三维立体卷铁心 线圈 H级干式变压器 性能特点 技术经济性 运行
0 引言
近十几年来，干式变压器在国内得到迅猛的发展，广泛应用于城市供电系统、高层建筑、商贸广场、旅馆饭店、娱乐中心、地铁、电气机车、机场、港口等防火防爆的场所和高污秽、高温、潮湿的环境。随着我国社会主义现代化事业的飞速发展，需要大量低损耗、低噪声的节能环保型变压器产品。为了适应市场和用户的需求，迎合国家对节能、环保的要求，开发损耗更低、噪声更小、可靠性更高的干式变压器是势在必行的。
三维立体卷铁心干式变压器不仅具备H级非包封干式变压器的全部优点，而且三相磁路完全对称，三相空载电流平衡，空载损耗和空载电流更低，体积和重量小，极好的性能价格比，完全符合国家节能环保政策。
1 铁心结构及特点
三维立体结构卷铁心是由三个几何尺寸完全相同、心柱截面为半圆形的单框互成60°角组成的。该结构铁心有以下几点优点：
1.1 三相磁路完全对称、三相磁路磁阻完全相等，因此三相空载电流完全平衡；
1.2 每框铁心均由完整单条硅钢片连续卷绕而成，磁路中不存在任何接缝，且框与框之间有气隙。因而三维立体卷铁心与传统铁心相比，空载损耗、空载电流、铁心噪声有明显降低；
1.3 在相同铁心截面、窗高、心柱距的情况下，三维立体结构卷铁心比传统结构铁心的铁轭用量少25%。三维立体卷铁心截面填充系数为0.96～0.98，传统铁心填充系数仅为0.87~0.90，这样在确保相同净截面积的情况下，可减小铁心直径。考虑到上述因数及传统铁心的角重，三维立体卷铁心重量可减少15～20%。并且铁心空载损耗与铁心重量成正比，即仅铁心重量的减少可降低空载损耗15～20%；
1.4 卷铁心真空退火，不仅使铁心消除机械应力，降低铁心空载损耗和铁心噪声。适宜的铁心真空退火工艺，可进一步细化硅钢片磁畴，提高硅钢片二次再结晶能力，可进一步降低硅钢片损耗，从而也降低铁心空载损耗。
2 线圈结构及特点
高压线圈采用饼式线圈结构，由NOMEX 纸包铜线绕制，饼间全部采用高频陶瓷垫片支垫。低压圈采用箔式线圈构。箔式低压线圈与饼式高压线圈相配合，绕组端部漏抗小，变压器抗短路能力强。高、低压线圈最大限度地采用了NOMEX 绝缘制品和高频陶瓷，无论在较湿的条件下，还是在高温条件下，仍保持较高的电阻率，介质损耗因数在高温下变化不大，故产品具有卓越的电气性能；即使在短路故障中，热稳定性仍然良好；过负载能力和耐冲击性负荷能力强。因此产品除上述优异的空载性能外，还具有以下突出的优点：①饼式线圈结构，NOMEX 纸包线绕制，局部放电量极小（5pc以下）；②NOMEX纸、高频陶瓷绝缘，二次VPI器身真空压力浸漆，产品更加防潮、防腐，各种恶劣环境下均适用；③占本产品总重量96%以上材料都是由铜、钢、陶瓷等不燃物组成，其余不到4%的绝缘材料且都是由耐热、难燃、阻燃性能特别好的NOMEX 纸等H级或H级以上的绝缘材料组成，使得产品具有较好的耐高温防火性能，即使在750℃温度下，也不会释放有毒或腐蚀性气体，特别适用防火要求较高的场所；④敞开式高压线圈及三维立体卷铁心干式变压器的立体布置结构形成的“烟囱”抽风效应，使得变压器散热能力大幅度提高。因而产品使用寿命长，过负载能力极强，在120%过负载下可长期安全运行；⑤寿命期后易于分解回收，环保性能好；⑥维护方便，免维修，对环境不敏感，适用于任何场所，并可随时投入运行。⑦抑制电网谐波，提高功率因素，改善供电品质。
3 产品技术经济分析
三维立体卷铁心干式变压器由于三相磁路对称，不产生三次谐波和改善五次谐波，极大地改善了供电品质。北京密云供电公司宾阳配电室10kV母线电压畸变率在2004、2005年度中严重超标，达到了6.77%，采用我公司产生的三维立体卷铁心干式变压器后， 10kV母线电压畸变率现在下降到了2.97%，困扰多年的”高次谐波”难题得到了彻底解决。从以上电压谐波含有率统计结果可以看出，各次谐波的最大值都远远低于限定值，总电压畸变率为2.97%，与以前电压畸变率6.77%相比大幅度降低，说明高次谐波得到了很好的控制，供电品质得到了大幅度的提高。
以上分析可看出H级三维立体卷铁心干式变压器具有极好的技术经济性，为用户节省可观的运行费用。
4 结束语
总的来说，H级三维立体卷铁心干式变压器从满足低损耗、低噪声来说，填补了三维立体卷铁心干式变压器的空白。就当前国内外中小型变压器的发展趋势来说，符合国家提倡节能、环保的要求。因此，三维立体卷铁心干式变压器的这种技术将推动国内同行业把我国中小型干式变压器的设计和制造技术提高到一个新的水平。