CN101752068A - 22万伏级自耦有载调压变压器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种22万伏级自耦有载调压变压器，包括铁芯、高压线圈、中压线圈以及低压线圈，从铁芯至低压线圈采用铁芯-高压线圈-中压线圈分支A-高压调压线圈-中压线圈分支B-低压线圈这样的线圈排列方式，所述中压线圈分支A与中压线圈分支B串联。本发明以较低成本使22万伏级自耦有载调压变压器实现超高阻抗、低损耗的效果。
Description
技术领域
本发明属于变压器领域，尤其涉及一种22万伏级自耦有载调压变压器。
背景技术
根据国家标准《GB/T6451-2008油浸式电力变压器技术参数和要求》，对于电力系统常用的22万伏级常规阻抗自耦有载调压变压器，其高压-中压、中压-低压、高压-低压三种运行方式下的阻抗电压百分数通常依次为8～10％、18～24％、28～34％。
随着22万伏级电力系统的发展，变压器的单台容量日趋增大，由原来的120MVA为主流提升到180-240MVA为主流，常规的阻抗电压百分数下，低压侧的短路电流相当大，使得低压侧断路器的规格选择有困难。在这种情形下，一般采用在低压线路上设置串联电抗器，以提高系统整体的短路阻抗来限制短路电流。近年来，由于变压器技术的发展以及电网用户对减少变电设备维护工作量的要求日趋提高，由广东省电力部门率先采用取消串联电抗器，而将其阻抗一并并入变压器，即设计超高阻抗变压器来取代原先的常规阻抗变压器加串联电抗器，并在实际应用中获得成功。于是，在最近的2-3年中，尤其在东部沿海发达省份江苏及浙江地区，大容量的超高阻抗自耦有载调压变压器的需求急剧增加，这对于大型变压器制造厂商来说是一个新的课题与挑战。
目前在国家电网招标的22万伏级大容量超高阻抗自耦有载调压变压器，其容量通常为180-240MVA，其高压-中压、中压-低压、高压-低压三种运行方式下的典型阻抗电压百分数依次为12～14％、44～48％、62～68％，这种超高阻抗设置在保证高压与中压侧之间可以较低能量损耗传输电能的前提下，明显大大扼制了低压侧的短路电流。
二十一世纪初以前的数十年中，国内22万伏常规阻抗自耦有载调压变压器的传统线圈排列结构为：自铁心起，由内而外的线圈排列顺序依次为①铁心→②低压线圈→③中压线圈(亦称公共线圈)→④高压线圈(亦称串联线圈)→⑤高压调压线圈。这种结构可顺利实现常规阻抗电压。考虑到紧靠铁心侧的线圈为最低电压的线圈，该种传统结构在绝缘结构上也是比较简单可靠的。但是，如果仍然采用上述的传统线圈排列结构来实现超高阻抗，存在两个方面的问题：其一，如果一味地增加低压线圈与中压线圈之间的主绝缘距离来实现中-低之间的翻倍的高阻抗，则在中-低之间阻抗增大的同时，高-中之间的阻抗则由于线圈平均半径的同步增加而随之增大，很难在实现中-低之间的超高阻抗的同时准确实现高-中之间的较高阻抗；其二，对于变压器的最主要性能——负载损耗和空载损耗而言，这种一味地增加低压线圈与中压线圈之间的主绝缘距离的做法是非常不经济的，因为由于高压及中压线圈的平均半径的增大，为实现同等的损耗性能目标，这将消耗更多的铜线和更优性能等级的硅钢片。因此，非常有必要研究一种新型线圈排列结构的自耦有载调压变压器，在较低的材料成本下实现超高阻抗、低损耗等目标性能。
发明内容
本发明的目的是要提供一种成本低、低损耗且能实现超高阻抗的22万伏级自耦有载调压变压器。
本发明的一种技术方案是，一种22万伏级自耦有载调压变压器，包括铁芯、高压线圈、中压线圈以及低压线圈，其改进点在于：从铁芯至低压线圈采用铁芯-高压线圈-中压线圈分支A-高压调压线圈-中压线圈分支B-低压线圈这样的线圈排列方式，所述中压线圈分支A与中压线圈分支B串联。
本发明采用从铁芯至低压线圈采用铁芯-高压线圈-中压线圈分支A-高压调压线圈-中压线圈分支B-低压线圈这样的线圈排列方式，使高压线圈位于靠近铁芯的最内侧，所以高压线圈的平均半径变小，导线长度变短，电阻就变小，从而铜耗变小，成本也降低了；同时，所述中压线圈分支A与中压线圈分支B串联，将中压线圈辐向分裂为两个串联分支的方式，改变了漏磁组的形状即增加了漏磁组的等值漏磁面积，从而实现了超高阻抗，本发明采用单侧线圈辐向分裂后串联加整体倒置的独特方法，因而以较低成本使22万伏级自耦有载调压变压器实现超高阻抗和低损耗。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
以下对照附图，通过具体实施方式的描述，对本发明作出进一步说明。
如图1所示，一种22万伏级自耦有载调压变压器，包括铁芯1、高压线圈2、中压线圈3以及低压线圈4，从铁芯1至低压线圈4采用铁芯1-高压线圈2-中压线圈分支A 3-1-高压调压线圈5-中压线圈分支B 3-2-低压线圈4这样的线圈排列方式，所述中压线圈分支A 3-1与中压线圈分支B3-2串联。
由于将高压线圈放在最内侧，只要处理好绝缘结构，对于实现超高阻抗和低损耗相当有利；而且将高压调压线圈置于中压线圈分支A与分支B之间，可以充分地利用中压-低压之间的高阻抗对应需要的主绝缘距离，显著提高了变压器结构的经济性。
根据多台产品的计算分析对比结果，对于容量在180000kVA到240000kVA之间的22万伏级自耦有载调压变压器，采用本发明描述的特殊线圈结构，相对于常规阻抗变压器，对应于同样的负载损耗和空载损耗性能，单台产品成本仅仅增加10％左右。但考虑到超高阻抗变压器的抗短路性能大大强于常规阻抗变压器，而且节省了低压侧线路中的串联电抗器以及降低了断路器的电流规格，简化了电力系统的结构，明显减少了维护整体维护工作量，实际上显著降低了变电站一次性投资成本，其经济性是不言而喻的。
Claims (1)
1.一种22万伏级自耦有载调压变压器，包括铁芯(1)、高压线圈(2)、中压线圈(3)以及低压线圈(4)，其特征在于：从铁芯(1)至低压线圈(4)采用铁芯(1)-高压线圈(2)-中压线圈分支A(3-1)-高压调压线圈(5)-中压线圈分支B(3-2)-低压线圈(4)这样的线圈排列方式，所述中压线圈分支A(3-1)与中压线圈分支B(3-2)串联。
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