CN103337342A - 一种应用在三主柱并联变压器上的消磁线圈结构 - Google Patents

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冯争人
张晓阳
柴孟东
杨振元
张立国
宋文信
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Abstract

本发明涉及特高压变压器领域，具体涉及一种应用在三主柱并联变压器上的消磁线圈结构。该结构包括分别缠绕在变压器左右两个旁柱上的消磁线圈Ⅰ和消磁线圈Ⅱ，消磁线圈Ⅰ与消磁线圈Ⅱ同名端并联形成消磁线圈组，两消磁线圈绕向相同。本发明所述的消磁线圈结构可以利用安匝平衡电流一出一进实现自动跟踪消磁，两消磁线圈的首端接首端，尾端接尾端，使得变压器内感应电势相互抵消。本发明结构简单，方便实现，能充分抑制穿窗电流产生的附加磁通，降低变压器损耗。

Description

一种应用在三主柱并联变压器上的消磁线圈结构
技术领域
本发明涉及特高压变压器领域，具体涉及一种应用在三主柱并联变压器上的消磁线圈结构。
背景技术
国家电网为了更大规模地实现特长距离“西电东送”和“北电南送”的输电工程，势必要求电力变压器制造行业进一步研制1000kV特高电压等级、1500MVA特大容量单相自耦电力变压器。鉴于输电工程的送端多在偏远的西北和西南地区或在山区，运输条件很差，对于双柱并联的1000kV/1000MVA特高压变压器运输重量已为360t，运输尺寸为9.1*4.6*5.0m。对于1000kV/1500MVA特高压变压器运输重量为480t，运输尺寸为12.6*4.6*5.0m，只有采用三主柱并联结构才能降低运输高度，保证我国运输的500t极限重量、4.6m宽*5.0m高的极限运输外限尺寸。
同样，在一单相自耦特高压变压器研制过程中，由于绝缘结构问题，必须设计高压出线在高压侧，中压及中性点出线在中低压侧，从而导致有半匝线穿过铁心窗口，半匝线穿窗电流励磁变压器铁轭大框会明显增大变压器的损耗和噪声。因此，国内几家特大型变压器著名制造厂亟需攻克的难关之一是解决半匝线励磁的技术问题。当高压线圈流过额定负载电流Ir时，其中有半匝线穿窗电流绕过铁轭回到电源侧，其形成的半匝线励磁安匝的大小相当于空载励磁安匝，但不能参与运行线圈的安匝平衡，使得铁轭中励磁产生“Φ半”（如图1所示）。由于变压器挂在电网上，心柱的磁通必须符合法拉第电磁感应定律E=4.44fWφ，因此“φ半”不能进入心柱，而只存在于上下铁轭和旁柱中，在其中形成一个闭合回路，而铁轭的截面仅为心柱的1/2，这样会使铁轭磁路严重饱和，从而明显增大变压器的负载损耗和噪声，致使特高压变压器不能正常运行，特高压变压器的设计和制造不可能成功，也就不可能有目前国内正在发挥积极作用的特高压输电工程的成功运行。
发明内容
    为解决上述问题，本发明根据变压器的工作磁通和消磁线圈对半匝线励磁的消磁原理，提供了一种应用在三主柱并联变压器上的消磁线圈结构。
本发明所述的应用在三主柱并联变压器上的消磁线圈结构，包括分别缠绕在变压器左右两个旁柱上的消磁线圈Ⅰ和消磁线圈Ⅱ，消磁线圈Ⅰ与消磁线圈Ⅱ同名端并联形成消磁线圈组，两消磁线圈绕向相同。根据法拉第电磁感应定律，铁心中会有由高压绕组和低压绕组产生的主磁通、由绕过铁轭的半匝线内的穿窗电流产生的附加磁通和由消磁线圈产生的感应磁通。由于穿窗电流产生的附加磁通不能进入主柱，而只存在于上下铁轭和旁柱中，在其中形成一个闭合回路，根据安匝平衡原理，消磁线圈产生感应磁通，与之安匝平衡，感应磁通与附加磁通在铁心中的方向一直相反，能有效抑制穿窗电流产生的附加磁通，减小附加磁通对变压器的影响。
对于更大容量的电力变压器，半匝线产生的附加磁通会更大，为进一步抵消附加磁通，因此需增加消磁线圈的匝数或增大消磁线圈的电流，增加感应磁通，这样会导致消磁线圈的整体尺寸偏大，为减小消磁线圈的尺寸，降低各个消磁线圈中的电流，可以采取这种方式设置：所述的消磁线圈组有两个，分别设置在铁心的上下两端且并联连接。
优选的，所述的消磁线圈组接地，防止产生悬浮电位，避免发生放电现象。
本发明在连接时，同组的两个消磁线圈对于变压器主磁通来说是同名端连接，对主磁通不会形成短路环；而对于半匝线磁通来说，同组的两个消磁线圈会转变为异名端连接，会产生短路感应电流，起到消除半匝线磁通的作用。
本发明所述的消磁线圈结构可以利用安匝平衡电流一出一进实现自动跟踪消磁，两消磁线圈的首端接首端，尾端接尾端，使得变压器内感应电势相互抵消。本发明结构简单，方便实现，能充分抑制穿窗电流产生的附加磁通，降低变压器损耗。
附图说明
图1是现有技术中励磁分布图；
图2是本发明实施例1的结构示意图；
图3是本发明实施例2的结构示意图；
图中，1、消磁线圈Ⅰ，2、消磁线圈Ⅱ，3、主磁通，4、附加磁通，5、感应磁通。
具体实施方式
实施例1
一种应用在三主柱并联变压器上的消磁线圈结构，如图2所示，包括分别缠绕在变压器两个旁柱上的消磁线圈Ⅰ1和消磁线圈Ⅱ2，消磁线圈Ⅰ1首端接消磁线圈Ⅱ2首端，消磁线圈Ⅰ1尾端接消磁线圈Ⅱ2尾端，两消磁线圈并联形成消磁线圈组，两消磁线圈绕向相同。所述的消磁线圈组接地。
实施例2
一种应用在三主柱并联变压器上的消磁线圈结构，如图3所示，包括两个分别设置在铁心两端且并联连接的消磁线圈组。每个消磁线圈组包括消磁线圈Ⅰ1和消磁线圈Ⅱ2，两个消磁线圈分别缠绕在两个旁柱上，且首端接首端，尾端接尾端。同组的两消磁线圈绕向相同，两消磁线圈组均接地。
铁心中高压绕组和低压绕组产生主磁通3，绕过铁轭的半匝线中的穿窗电流产生附加磁通4，消磁线圈产生感应磁通5，感应磁通5与附加磁通4在铁心中方向一直相反，有效抑制穿窗电流产生的附加磁通。
若主绕组线圈的绕向改变，所述的消磁线圈的绕向也随之改变，从而保证感应磁通与附加磁通的方向始终相反。

Claims (3)

1.一种应用在三主柱并联变压器上的消磁线圈结构，其特征在于：包括分别缠绕在变压器左右两个旁柱上的消磁线圈Ⅰ（1）和消磁线圈Ⅱ（2），消磁线圈Ⅰ（1）与消磁线圈Ⅱ（2）同名端并联形成消磁线圈组，两消磁线圈绕向相同。
2.根据权利要求1所述的应用在三主柱并联变压器上的消磁线圈结构，其特征在于：所述的消磁线圈组有两个，分别设置在铁心的上下两端且并联连接。
3.根据权利要求1或2所述的应用在三主柱并联变压器上的消磁线圈结构，其特征在于：所述的消磁线圈组接地。
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