CN101256891A

CN101256891A - 特高压单相自耦变压器

Info

Publication number: CN101256891A
Application number: CNA2007101856974A
Authority: CN
Inventors: 刘东升; 刘强; 庞哲; 杜振斌; 赵峰; 李洪秀
Original assignee: Baoding Tianwei Group Co Ltd
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC
Priority date: 2007-12-28
Filing date: 2007-12-28
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2027-12-28
Also published as: CN101256891B

Abstract

一种特高压单相自耦变压器，属变压器技术领域，用于解决低压波动问题。其技术方案是：它由自耦变压器主体、调压变压器和低压补偿变压器组成，所述自耦变压器主体由低压绕组、公共绕组和串联绕组组成，所述调压变压器由励磁绕组和调压绕组组成，所述低压补偿变压器由低压励磁绕组和补偿绕组组成，各绕组的连接关系是：调压绕组、公共绕组和串联绕组串联连接后接输入电压，调压绕组和公共绕组两端接输出电路，低压励磁绕组与调压绕组并联连接，低压绕组先与励磁绕组并联连接，再与补偿绕组串联连接后接补偿网络。本发明不仅结构简单、成本低廉，而且低压电压波动小，绝缘可靠性高，能够满足各种用户的要求。

Description

特高压单相自耦变压器

技术领域

本发明涉及一种电压可达1000kV以上的单相自耦变压器，属变压器技术领域。

背景技术

传统单相自耦变压器所采用的调压方式有两种，分别是恒磁通调压方式和中性点变磁通调压方式。采用恒磁通调压方式的调压绕组设置在公共绕组的线端，因此调压绕组及所选调压开关的绝缘水平至少是中压绕组的绝缘水平，图1是恒磁通调压接线原理图，这种单相自耦变压器有以下几个技术特点：

1.铁心磁通密度和具有恒定匝数的绕组的电压如低压电压是恒定的；

2.调压绕组部分绝缘水平高，其主、纵绝缘的设计是关键；

3.所选开关电压等级高，价格昂贵。

而采用中性点变磁通调压方式的调压绕组设置在公共绕组的末端，即设在中性点的位置，因此调压绕组及所选调压开关的绝缘水平和中性点的绝缘水平相当，图2是中性点变磁通调压接线原理图，这种单相自耦变压器有以下几个技术特点：

1.铁心磁通密度和具有恒定匝数的绕组的电压如低压电压是波动的；

2.调压绕组部分绝缘水平低，其主、纵绝缘的设计非常简单；

3.所选开关电压等级低，价格低廉。

特高压单相自耦变压器，例如1000kV的自耦变压器，中压侧额定电压为500kV级，如果采用恒磁通调压方式，就需要选择电压超过330kV的开关，这在目前是不可能的，即使能够制造出这种开关，其价格也是难以接受的；如果采用中性点变磁通调压方式，由于其低压电压在各个分接下波动性很大，有时根本无法达到客户要求。

因此，如何设计符合客户要求的高性能、低成本的特高压单相自耦变压器，是目前技术人员面临的一个难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足、提供一种结构简单、成本低廉的高性能特高压单相自耦变压器。

本发明所述问题是以下述技术方案实现的：

一种特高压单相自耦变压器，由自耦变压器主体、调压变压器和低压补偿变压器组成，所述自耦变压器主体由低压绕组LV、公共绕组CV和串联绕组SV组成，所述调压变压器由励磁绕组EV和调压绕组TV组成，所述低压补偿变压器由低压励磁绕组LE和补偿绕组LT组成，各绕组的连接关系是：调压绕组TV、公共绕组CV和串联绕组SV串联连接后接输入电压，调压绕组TV和公共绕组CV两端接输出电路，低压励磁绕组LE与调压绕组TV并联连接，低压绕组LV先与励磁绕组EV并联连接，再与补偿绕组LT串联连接后接补偿网络。

上述特高压单相自耦变压器，所述自耦变压器主体放置在一个独立油箱内，调压变压器和低压补偿变压器共用一个油箱。

本发明采用中性点变磁通调压方式，大大降低了调压开关的电压等级和制造成本，采用低压补偿变压器对低压进行补偿，使调压过程中低压线路端子电压基本恒定，采用分体式结构，将调压部分设为独立的调压变压器，与变压器主体分离，大幅度简化了主变压器的结构，提高了绝缘可靠性和运输可行性。本发明不仅结构简单、成本低廉，而且低压电压波动小，绝缘可靠性高，能够满足各种用户的要求。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是恒磁通调压接线原理图；

图2是中性点变磁通调压接线原理图；

图3是本发明的接线原理图。

图中各标号为：LV、低压绕组，CV、公共绕组，SV、串联绕组，EV、励磁绕组，TV、调压绕组，LE、低压励磁绕组，LT、补偿绕组，K、调压开关。

文中所用符号：Ws、串联绕组SV的匝数，Uh、高压电压，Wc、公共绕组CV的匝数，Um、公共绕组CV电压，W1、低压绕组LV的匝数，U1、低压绕组LV电压，Wt、调压绕组TV的每级匝数，et、每匝电压，N、分接数，Bm、铁心的磁通密度。

具体实施方式

本发明提出了一种全新的特高压单相自耦变压器电磁设计原理和结构，在满足调压功能的前提下，很好地补偿了低压电压的波动。该结构采用中性点变磁通调压，根据运行要求，单独设置调压器，同时在调压器内另设一补偿变压器以保持调压时低压线路端子电压的基本恒定。

本发明的工作原理是：

设自耦变主体串联绕组SV的匝数为Ws，高压电压为Uh，自耦变主体公共绕组CV的匝数为Wc，公共绕组CV电压为Um，自耦变主体低压绕组LV的匝数为W1，低压绕组LV的电压为U1，调压绕组TV的每级匝数为Wt。

高压在各个分接时电压是恒定的，假设为Uh＝1050kV。

则各个分接下每匝电压

et = \frac{Uh}{Ws + Wc &PlusMinus; N * Wt}

N为分接数(N＝0，1，2，3，4)

±代表正反调压，正分接为+，负分接为-。

从上式可以看出，由于Uh、Ws、Wc、Wt是常数，随着分接数N的变化，各个分接下每匝电压et是不相同的。

又：铁心的磁通密度

Bm = \frac{45 * et}{At}

At：铁心截面积

由于et的变化，各个分接下铁心的磁通密度Bm是不相同的，故称变磁通调压。

此时各个分接下主变低压绕组LV上电压U1＝W1*et，可以看出低压电压也在变化，亦称低压电压发生了波动。为此需对其进行电压补偿校正，故另设置了一个低压电压补偿器，给主体低压绕组LV串联了一个补偿绕组LT。补偿绕组LT的功能是，当主体低压绕组LV电压上升，超过低压标准值110kV时，补偿绕组LT给一个反方向的减电压；当主体低压绕组LV电压下降，低于低压标准值110kV时，补偿绕组LT给一个反方向的加电压，补偿的结果是最终在变压器低压套管端子处得到非常接近于低压电压标准值110kV的电压。

图3中各分接的调压范围如表1：

表1

分接

联结

位置

+5％	3-4	2-8	1
+5％	3-4	2-8	1	+3.75％	3-4	2-7	2
+2.5％	3-4	2-6	3	+3.75％	3-4	2-7	2
+2.5％	3-4	2-6	3	+1.25％	3-4	2-5	4
额定	3-4	2-4	5	+1.25％	3-4	2-5	4
额定	3-4	2-4	5	-1.25％	3-8	2-7	6
-2.5％	3-8	2-6	7	-1.25％	3-8	2-7	6
-2.5％	3-8	2-6	7	-3.75％	3-8	2-5	8
-5％	3-8	2-4	9	-3.75％	3-8	2-5	8

Claims

1、一种特高压单相自耦变压器，其特征是，它由自耦变压器主体、调压变压器和低压补偿变压器组成，所述自耦变压器主体由低压绕组(LV)、公共绕组(CV)和串联绕组(SV)组成，所述调压变压器由励磁绕组(EV)和调压绕组(TV)组成，所述低压补偿变压器由低压励磁绕组(LE)和补偿绕组(LT)组成，各绕组的连接关系是：调压绕组(TV)、公共绕组(CV)和串联绕组(SV)串联连接后接输入电压，调压绕组(TV)和公共绕组(CV)两端接输出电路，低压励磁绕组(LE)与调压绕组(TV)并联连接，低压绕组(LV)先与励磁绕组(EV)并联连接，再与补偿绕组(LT)串联连接后接补偿网络。

2、根据权利要求1所述特高压单相自耦变压器，其特征是，所述自耦变压器主体放置在一个独立油箱内，调压变压器和低压补偿变压器共用一个油箱。