CN102568788B - 一种单器身变压器 - Google Patents
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Abstract
一种单器身变压器，其每相调压线圈结构相同，包括粗调线圈和细调线圈，所述每相中的粗调线圈包括n档粗调线圈，n档粗调线圈中的相邻两档通过与串并联转换开关连接后与其余串接的各档粗调线圈串接；上述n的数值为2~10的任意整数。该单器身变压器充分利用闲置线圈增加线圈的导流截面，使器身绕组的等效折算电阻变小、电阻损耗减少、变压器的效率提高；同时可以降低粗调线圈尾部的感应电压，降低尾部绝缘水平，提高安全系数。串并联组合的粗调线圈，匝数相等，在器身中上下均匀交替布置，两个线圈的电抗及电阻压降完全一致，避免两个线圈并联时由于压降不一致带来环流。
Description
技术领域
本发明涉及变压器领域，特别是一种单器身变压器。
背景技术
应用在电化学领域的整流变压器和冶金行业的电炉变压器，由于工艺的需要，常常要求有较大的调压范围，且每两档电压间的差距不宜过大，为此，变压器需要带有调压线圈或者附有调压变压器，仅带有调压线圈的变压器称之为单器身变压器。在单器身变压器调压时，如果要求调压档位较多时，常常采用多级粗细调的方式来实现（见附图9~10）。在这种调压方式下，如果变压器运行在高电压档位，调压线圈的部分粗调线圈并没有连入电路中，而仅仅是为了满足变压器的调压范围而设置的，且尾部有较高的感应电压，有一定的安全隐患。而大多数情况下变压器经常运行在额定档位或额定档位附近的档位，这就使得调压线圈的部分粗调线圈经常是闲置的，造成调压线圈的材料利用率不高。
发明内容
本发明的目的在于针对单器身调压变压器采用多级粗细调时线圈利用率不高的情况，提供一种新型接线结构的单器身变压器，以有效提高变压器材料的利用率及变压器的效率和产品的性能，达到节能降耗的效果，克服上述已有技术存在的不足。
本发明采取的技术方案是：一种单器身变压器，其每相调压线圈结构相同，包括粗调线圈和细调线圈，所述每相中的粗调线圈包括n档粗调线圈，n档粗调线圈中的相邻两档通过与串并联转换开关连接后与其余串接的各档粗调线圈串接；上述n的数值为2~10的任意整数。
其进一步的技术方案是：所述n档粗调线圈中位于前端的两档通过与串并联转换开关连接后与位于其后端的各档粗调线圈串接，即：第一档粗调线圈与第二档粗调线圈通过与串并联转换开关连接后与串接的第三档至第 n档粗调线圈串接。
所述n档粗调线圈中位于中锋的相邻两档通过与串并联转换开关连接后分别与位于其前端和后端串接的各档粗调线圈串接。
所述n档粗调线圈中位于后端的两档通过与串并联转换开关连接后与位于其前端的各档粗调线圈串接，即：第n档粗调线圈与第n-1档粗调线圈通过与串并联转换开关连接后与串接的第一档至第 n-2档粗调线圈串接。
其更进一步的技术方案是：所述与串并联转换开关连接的相邻两档粗调线圈匝数相等，在器身中上下均匀交替布置。
所述串并联转换开关为三相或单相同步转换开关，可在状态1和状态2之间转换，即：当串并联转换开关处于状态1时，与串并联转换开关连接相邻两档粗调线圈处于并联状态，当串并联转换开关处于状态2时，与串并联转换开关连接相邻两档粗调线圈处于串联状态。
由于采取上述技术方案，本发明之一种单器身变压器具有如下有益效果：
1．本发明之一种单器身变压器将调压线圈的相邻两档粗调线圈设计成匝数相等的两部分，并通过一个串、并联转换开关连入电路，串、并联转换开关串联时，满足变压器对调压范围的需要，在并联的常用档位时充分利用闲置线圈增加线圈的导流截面，使器身绕组的等效折算电阻变小、电阻损耗减少、变压器的效率提高。
2．采用本发明之新型接线结构可以降低粗调线圈尾部的感应电压，降低尾部绝缘水平，提高安全系数，进一步提高变压器安全运行的可靠性。
3．由于本发明之一种单器身变压器串并联组合的相邻两档粗调线圈匝数相等，在器身中上下均匀交替布置，因而可保证两个线圈的电抗及电阻压降完全一致，避免两个线圈并联时由于压降不一致带来环流。
下面结合附图和实施例对本发明之一种单器身变压器的技术特征作进一步的说明。
【附图说明】
图1：本发明实施例一之单器身变压器调压线圈的接线结构示意图（前端两档与K连接）；
图2：实施例一之单器身变压器调压线圈处于状态1时的等效电路示意图（其中A相）；
图3：实施例一之单器身变压器调压线圈处于状态2时的等效电路示意图（其中A相）；
图4：本发明实施例二之单器身变压器调压线圈的接线结构示意图（中锋两档与K连接）；
图5：本发明实施例三之单器身变压器调压线圈的接线结构示意图（后端两档与K连接）；
图6~图8：应用于单相变压器时的调压线圈的接线结构示意图：
图6—前端相邻两档粗调线圈与K连接的接线结构示意图；
图7—中锋相邻两档粗调线圈与K连接的接线结构示意图；
图8—后端相邻两档粗调线圈与K连接的接线结构示意图；
图9：现有普遍采用单器身多级粗细调三相变压器调压线圈的接线结构示意图；
图10：现有普遍采用单器身多级粗细调单相变压器调压线圈的接线结构示意图。
图中：
L0—细调线圈，L—粗调线圈， L1、L2、L3、……Ln—第一档至第n档粗调线圈，K—串并联转换开关。
【具体实施方式】
实施例一
一种单器身变压器，其每相调压线圈结构相同，包括粗调线圈L和细调线圈L0，所述每相中的粗调线圈L包括4档粗调线圈L1、L2、L3和L4，4档粗调线圈中位于前端的两档通过与串并联转换开关K连接后与位于其后端的各档粗调线圈串接，即：第三档粗调线圈L3与第四档粗调线圈L4串接，第一档粗调线圈L1与第二档粗调线圈L2通过与串并联转换开关K连接后与第三档粗调线圈L3串接（参见附图1）。
所述第一档粗调线圈L1与第二档粗调线圈L2的匝数相等，第一档粗调线圈L1与第二档粗调线圈L2在器身中上下均匀交替布置。
所述每相中的串并联转换开关K为三相同步转换开关，可在状态1和状态2之间转换，当串并联转换开关K处于状态1时，与串并联转换开关K连接相邻两档粗调线圈处于并联状态（参见附图2），当串并联转换开关K处于状态2时，与串并联转换开关K连接相邻两档粗调线圈处于串联状态（参见附图3）。
实施例二
一种单器身变压器，其每相调压线圈结构相同，包括粗调线圈L和细调线圈L0，所述每相中的粗调线圈L包括4档粗调线圈L1、L2、L3和L4，4档粗调线圈中位于中锋的两档通过与串并联转换开关K连接后与位于其前端和后端的各档粗调线圈串接，即：第二档粗调线圈L2与第三档粗调线圈L3通过与串并联转换开关K连接后与第一档粗调线圈L1和第四档粗调线圈L2串接（参见附图4）。
所述第二档粗调线圈L2与第三档粗调线圈L3的匝数相等，第二档粗调线圈L2与第三档粗调线圈L3在器身中上下均匀交替布置。
所述每相中的串并联转换开关K为三相同步转换开关，可在状态1和状态2之间转换，当串并联转换开关K处于状态1时，与串并联转换开关K连接相邻两档粗调线圈处于并联状态，当串并联转换开关K处于状态2时，与串并联转换开关K连接相邻两档粗调线圈处于串联状态（附图4为状态1的连线结构）。
实施例三
一种单器身变压器，其每相调压线圈结构相同，包括粗调线圈L和细调线圈L0，所述每相中的粗调线圈L包括4档粗调线圈L1、L2、L3和L4，4档粗调线圈中位于后端的两档通过与串并联转换开关K连接后与位于其前端的各档粗调线圈串接，即：第一档粗调线圈L1与第二档粗调线圈L2串接，第三档粗调线圈L3与第四档粗调线圈L4通过与串并联转换开关K连接后与第二档粗调线圈L2串接（参见附图5）。
所述第三档粗调线圈L3与第四档粗调线圈L4的匝数相等，第三档粗调线圈L3与第四档粗调线圈L4在器身中上下均匀交替布置。
所述每相中的串并联转换开关K为三相同步转换开关，可在状态1和状态2之间转换，当串并联转换开关K处于状态1时，与串并联转换开关K连接相邻两档粗调线圈处于并联状态，当串并联转换开关K处于状态2时，与串并联转换开关K连接相邻两档粗调线圈处于串联状态（附图5为状态1的连线结构）。
为了方便说明本发明的技术方案，在上述实施例一~实施例三中，仅列举了4档粗调线圈串并联的实施方案，但本发明的技术方案并不仅仅限于上述实施例。在实际应用中，根据不同的要求粗调线圈的档数会有不同，即n的数目不同，一般n的数目为2~10 之间的任意整数，当n=2时，2档粗调线圈通过与串并联转换开关连接后与细调线圈串接。
另外，本发明所公开的粗调线圈的连接结构也可用于单相变压器，此时所用的串并联转换开关K为单相同步转换开关。参见附图6~附图8，附图6为前端相邻两档通过与串并联转换开关K连接后与位于其后端的各档粗调线圈串接的实例，附图7为中锋相邻两档通过与串并联转换开关K连接后与位于其前端和后端的各档粗调线圈串接的实例，附图8为后端相邻两档通过与串并联转换开关K连接后与位于其前端的各档粗调线圈串接的实例。
Claims (6)
1.一种单器身变压器，其每相调压线圈结构相同，包括粗调线圈（L）和细调线圈（L0），其特征在于：所述每相中的粗调线圈（L）包括n档粗调线圈（L1、L2、L3、……Ln），n档粗调线圈中的相邻两档通过与串并联转换开关（K）连接后与其余串接的各档粗调线圈串接；上述n的数值为2~10的任意整数。
2.根据权利要求1所述的一种单器身变压器，其特征在于：所述n档粗调线圈中位于前端的两档通过与串并联转换开关（K）连接后与位于其后端的各档粗调线圈串接，即：第一档粗调线圈（L1）与第二档粗调线圈（L2）通过与串并联转换开关（K）连接后与串接的第三档至第 n档粗调线圈（L3~Ln）串接。
3.根据权利要求1所述的一种单器身变压器，其特征在于：所述n档粗调线圈中位于中锋的相邻两档通过与串并联转换开关（K）连接后分别与位于其前端和后端串接的各档粗调线圈串接。
4.根据权利要求1所述的一种单器身变压器，其特征在于：所述n档粗调线圈中位于后端的两档通过与串并联转换开关（K）连接后与位于其前端的各档粗调线圈串接，即：第n档粗调线圈（Ln）与第n-1档粗调线圈（Ln-1）通过与串并联转换开关（K）连接后与串接的第一档至第 n-2档粗调线圈（L1~Ln-2）串接。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种单器身变压器，其特征在于：所述与串并联转换开关（K）连接的相邻两档粗调线圈匝数相等，在器身中上下均匀交替布置。
6.根据权利要求5所述的一种单器身变压器，其特征在于：所述串并联转换开关（K）为三相或单相同步转换开关，可在状态1和状态2之间转换，即：当串并联转换开关（K）处于状态1时，与串并联转换开关（K）连接相邻两档粗调线圈处于并联状态，当串并联转换开关（K）处于状态2时，与串并联转换开关（K）连接相邻两档粗调线圈处于串联状态。
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