一、所属类别：重点节能设备（产品）
二、技术所属领域及适用范围：电力行业，10kV～20kV电压等级变压器。适用于高层建筑、商业中心、工矿企业、石油平台、地铁和隧道等场所的输变电系统
三、技术内容
（一）技术原理
铁心由三个相同的矩形单框拼合而成，呈立体等边三角形结构，三相磁路长度相等且最短，填充系数高，具有节能节材等优点。
采用了美国UL认可的NOMEX纸与德国艾伦塔斯浸漆组成的混合绝缘系统，绝缘等级达到H 级或C 级，NOMEX.纸不会助燃，能阻燃、不会爆炸、750℃以下不会释放出有害气体。
（二）关键技术
（1） 立体卷铁心技术
铁心由平面排列方式改为等边立体三角形排列，使三相铁心磁路完全对称，磁阻大大减少，激磁电流、空载损耗、噪声显著降低。关键技术在于三单框的设计，用折线开料设计软件，进行磁密、磁通的分析设计。立体卷铁心变压器的铁心是由三个完全相同的矩形单框拼合而成，拼合后的铁心的三个心柱呈等边三角形立体排列。这种结构的优点为：
a) AC相铁轭部分缩短，实现三相磁路完全对称等长，确保三相供电平衡。
b) 拼合的两框间采用专用技术，粘接牢固后的剪切强度≥20MPa，保证三框成一体时不产生相互位移。拼合后的三角形结构稳定性好，因此铁心机械强度高，三相受力一致，使器身抗短路能力增强。
c) 线圈导线长度减少，既可节约铜材，又可降低负载损耗，减轻变压器重量。
d) 空间利用系数高，近似三角形结构，故体积比常规长方形结构要小，结构紧凑、外形美观、占地面积小。
（2）线圈技术
传统的敞开式干式变压器的线圈采用正段绕制设计，采用梳形撑条辅助线圈绕制，导线绕在梳形撑条的每个卡口上，每个卡口绕满后称之为一个线饼，每个线饼绕好最后一匝时，要在规定位置进行换位（线饼之间的连接位），然后按上述方法再进行下一个线饼绕制。由于两个相邻线饼之间需要换位，从而多一根连接导线夹在线饼与线饼之间。此种绕制方法的线圈无法进行压制，导致线圈遇到突发短路时，线圈容易变形，抗短路能力变差，同时线圈的用材也增加。敞开式立体卷铁心干式变压器的线圈采用了正反段绕制设计，取消了S弯换位，同时取消了梳形撑条，采用垫块将线饼与线饼隔开。线圈绕好后，可以对线圈进行压制，使其更紧密，抗短路能力更强。正反段绕制的线圈与正段绕制的线圈相比，可节省铜线用量约15%，同时可以节省变压器的铁心用材。
同时改技术单位研发出一种自粘式线圈技术，将绝缘纸经过该浸漆工艺处理后使其与绝缘漆结合，绝缘漆均匀渗透在绝缘纸的内层与表面，绝缘效果好，处理后的绝缘纸可直接用于包裹在导线上作为绝缘体，由于绝缘漆具有一定的粘结度，使绝缘纸包裹导体的结构更稳定，导体绕制成线圈后无需再经过浸漆工艺处理，节省生产流程。绕制好的线圈再采用热干燥工艺处理，使预浸绝缘漆层与绕线框架有效粘接，形成自粘式线圈。可取消现有线圈上、下端部放置的绝缘端圈，依赖于变压器上、下夹件传递的压紧力和支承力也可减小，通过线圈自身的粘紧力可保证承受变压器运行过程中产生的电动力。线圈的预浸漆技术和自粘技术有效提高了生产效率和产品的抗短路能力。
（3） 设备技术
传统卧式绕线机难以完成线圈的正反段绕制，因此需要研发新型的立体卷铁心变压器专用立式绕线机。传统敞开式干式变压器的线圈由于采用正段绕制，因此利用卧式绕线机可高效率完成线圈的绕制。但是敞开式立体卷铁心干式变压器的线圈由于采用正反段绕制，卧式绕线机就难以解决反段绕线时的工艺问题，使得工作效率变低，而且工人的劳动强度增加。立体卷铁心变压器立式绕线机，包括转盘，转盘上层用于放置变压器铁心，变压器铁心安装于转盘的绕线齿轮上，转盘一侧设置有绕线装置。绕线装置包括绕线动力齿轮和驱动绕线动力齿轮转动的绕线减速电机。绕线动力齿轮与变压器铁心下方的绕线齿轮相啮合。采用立式绕线机可以方便解决线圈反段的绕制工艺问题，大幅提高工作效率和降低工人劳动强度。同时可以减少卧式绕线时的夹具，节省了生产成本。
四、主要技术指标
敞开式立体卷铁心干式变压器可以达到国家标准GB20052-2013《三相配电变压器能效限定值和能效等级》的一级和二级能效。一级能效产品与国家标准SGB9干式变压器相比，空载损耗平均下降36.24%，负载损耗平均下降14.66%，空载电流平均下降75.81%。二级能效产品与国家标准SGB9干式变压器相比，空载损耗平均下降29.19%，负载损耗平均下降5.17%，空载电流平均下降68.67%。
五、技术应用情况
该技术产品拥有国际、国内专利技术认证。
六、典型应用案例
典型用户：东莞市铭盛机电设备有限公司
技术提供单位：海鸿电气有限公司
建设规模：东莞市铭盛机电设备有限公司2012-2013年采购SGB13型敞开式立体卷铁心变压器12台，合计容量7290kVA，用于高损耗变压器改造工程，项目改造后年节能量111tce，碳减排量267tCO2年，运行节约电费28万元。
（省节能中心供稿）
