CN103500634A - 一种220kv有载调压单相试验变压器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及变压器，公开了一种220KV有载调压单相试验变压器，包括油箱（1）、高压线圈（2）、低压线圈（3）、调压线圈（4）；高压线圈（2）采用分段层式绕组，高压线圈（2）包括9-12个双段单元（21）；双段单元（21）包括至少有两个单段绕组（211），单段绕组（211）之间设有成型角环（212）；单段绕组（211）包括9层线圈（214），线圈（214）层间为DMD绝缘纸（213）。本发明高压线圈采用的层式绕组降低了局部场强；本发明设有的成型角环通过延长爬电距离，增加段间绝缘强度；本发明在箔绕层间增加成型油道，提供了散热性能。且无过激磁，无过流过压冲击，符合国家标准，适于大规模使用。
Description
技术领域
本发明涉及变压器，尤其涉及了一种220kV有载调压单相试验变压器。
背景技术
随着社会经济的发展，人们对用电方式和供电线路提出了一些特殊要求，希望电压可以在不同的时间段由不同电压等级的线路供电。但是，现有的变压器专门用于实验研究工作的变压器比较少，且现有的变压器存在匝数比较多，结构复杂，容易产生过激磁，存在过流过压冲击等缺点。
发明内容
本发明针对现有技术中变压器匝数比较多、结构复杂、产生过激磁、存在过流过压冲击的缺点，提供了一种结构简单的220kV有载调压单相试验变压器，且无过激磁、无过流过压冲击。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
一种220kV有载调压单相试验变压器，包括油箱、油箱内设有铁芯结构、高压线圈、设在高压线圈左侧的低压线圈、设在低压线圈左侧的调压线圈；高压线圈采用分段层式绕组，高压线圈包括9-12个双段单元；双段单元包括至少有两个单段绕组，单段绕组之间设有成型角环；单段绕组包括9层线圈，线圈层间为DMD绝缘纸。
本发明将380V电压升压至220kV电压等级，且高压要能实现双高压转换，在110kV和220kV时均能实现有载调压，而且是单相式。为了降低局部场强选用分段层式绕组。分段层式绕组具体如下：高压线圈包括9-12个双段单元；双段单元包括至少有两个单段绕组，单段绕组之间设有成型角环；单段绕组包括9层线圈，线圈层间为DMD绝缘纸。单段绕组层间电压和层间场强保持一个较低的水平，有利于提高产品整体的绝缘强度。另外，为了增强首段内外部与接地点的绝缘强度，增加了成型角环。成型角环通过延长爬电距离，增加段间绝缘强度。因为高压绕组有抽头及段与段的联接点的影响，调压绕组布置在铁心侧，调压绕组按110kV的绝缘水平考虑即可满足要求。单段绕组中每层电压约在1200～1300V之间。每个单段绕组承受的电压是11kV，每个双段单元承受的电压是22kV。
作为优选，两个单段绕组沿着低压线圈轴向方向连接。
作为优选，双段单元沿着低压线圈轴向方向串联。
作为优选，高压绕组采用截面积为2mm2的丝包圆线。因为高压电压非常高，而电流非常小，选用大线规和饼式绕组虽然在工艺上和性能上是可取的，但是耗能大、经济性差。因此，选用耗能小的截面积为2mm2的丝包圆线。截面积如此小的线不可能再采用饼式绕组，通过精确的理论计算与分析，高压线圈选用分段层式绕组。
作为优选，油箱上侧设有载调压开关和高压转换开关。
作为优选，高压转换开关与调压绕组相连；有载调压开关与调压线圈相连。通过高压转换开关在无载情况下来实现高压额定电压220kV和110kV之间的切换，有载调压在220kV和110kV侧均能实现，调压绕组只需与转换开关相联接，高压绕组尾部的耐压水平仅为126kV，有载调压开关型号为CVⅠ200/126C-10193W，转换开关型号为WDGⅣ200/110-3×2。
作为优选，低压绕组采用箔式绕组，低压线圈层间设有成型油道。低压侧额定电压为0.38kV，低压侧额定电流为1657.9A。低压绕组匝数为16匝，低压绕组采用箔式绕组，利用铜箔卷绕，层间采用高强度的DMD绝缘纸，考虑散热性能，在箔绕层间增加成型油道。
作为优选，成型油道的宽度为3-5mm。
作为优选，铁芯结构为单相三柱铁芯结构，铁芯结构从左到右依次包括旁轭、心柱、旁轭。
作为优选，旁轭、心柱均是中间的直径大于两端的直径；心柱的最大截面面积是旁轭最大截面面积的二倍。常规单相式铁心为单相三柱不等轭结构、单相双柱、双柱双轭；本实用新型的铁芯结构采用单相三柱等轭结构，具有无过激磁、无过流过压冲击等优点。铁芯结构迅速简化、性能可靠。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：本发明高压线圈采用的层式绕组降低了局部场强；本发明设有的成型角环通过延长爬电距离，增加段间绝缘强度。本发明在箔绕层间增加成型油道，提供了散热性能。本发明经过双高压转换及有载调压，高压可达到34个电压等级，方便用户自由选择需要的试验电压。高压侧工作电压为110±8×2.5%kV或220±8×1.25%kV，低压侧工作电压为0.38kV，通过有载调压分接开关和高压转换开关调整完成。本发明提供的110kV电压从高压线圈的绕组中抽头。且无过激磁，无过流过压冲击，降低了能耗，结构紧凑、操作方便，符合国家标准，适于大规模使用。
附图说明
图1是本发明中双段单元的结构示意图。
图2是本发明的结构示意图。
图3是本发明中油箱的结构示意图。
图4是本发明中成型油道的分布示意图。
以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中，1—油箱、11—有载调压开关、12—高压转换开关、2—高压线圈、21—双段单元、211—单段绕组、212—成型角环、213—DMD绝缘纸、3—低压线圈、33—成型油道、4—调压线圈、5—铁芯结构、51—旁柱、52—主柱。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
一种220kV有载调压单相试验变压器，如图1-4所示，包括油箱1、油箱1内设有高压线圈2、铁芯结构5、设在高压线圈2左侧的低压线圈3、设在低压线圈3左侧的调压线圈4。
高压绕组2采用截面积为2mm2的丝包圆线。高压线圈2采用分段层式绕组，高压线圈2包括9-12个双段单元21；双段单元21沿着低压线圈3轴向方向串联。双段单元21括两个单段绕组211，两个单段绕组211沿着低压线圈3轴向方向连接。两个单段绕组211之间设有成型角环212；单段绕组211包括9层线圈214，线圈214层间为DMD绝缘纸213。低压线圈3采用箔式绕组，低压线圈3层间设有成型油道33，成型油道33的宽度为3-5mm。
铁芯结构5为单相三柱铁芯结构，铁芯结构5从左到右依次包括旁轭51、心柱52、旁轭51。旁轭51、心柱52均是中间的直径大于两端的直径；心柱52的最大截面面积是旁轭51最大截面面积的二倍。
油箱1上侧设有有载调压开关11和高压转换开关12。高压转换开关12与调压线圈4相连；有载调压开关11与调压线圈4相连。
低压线圈3侧通以380V的电压，通过高压转换开关12来实现两个高压之间的转换，当高压转换开关12处在A-B档时，获得的电压为220±8×1.25%kV。转换开关处在B-C档时，获得的电压为110±8×1.25%kV。
实施例2
一种220kV有载调压单相试验变压器，如图1-4所示，包括油箱1、油箱1内设有高压线圈2、铁芯结构5、设在高压线圈2左侧的低压线圈3、设在低压线圈3左侧的调压线圈4。
高压绕组2采用截面积为2mm2的丝包圆线。高压线圈2采用分段层式绕组，高压线圈2包括9-12个双段单元21；双段单元21沿着低压线圈3轴向方向串联。双段单元21括两个单段绕组211，两个单段绕组211沿着低压线圈3轴向方向连接。两个单段绕组211之间设有成型角环212；单段绕组211包括9层线圈214，线圈214层间为DMD绝缘纸213。低压线圈3采用箔式绕组，低压线圈3层间设有成型油道33，成型油道33的宽度为3-5mm。
铁芯结构5为单相等额三柱铁芯结构，铁芯结构5从左到右依次包括旁轭51、心柱52、旁轭51。旁轭51、心柱52均是中间的直径大于两端的直径；心柱52的最大截面面积是旁轭51最大截面面积的二倍。
油箱1上侧设有有载调压开关11和高压转换开关12。高压转换开关12与调压线圈4相连；有载调压开关11与调压线圈4相连。
低压线圈3侧通以380V的电压，通过高压转换开关12来实现两个高压之间的转换，当高压转换开关12处在A-B档时，D及X2触头、高压转换开关B触头、有载调压开关K触头、调压线圈X触头之间导通，获得的电压为220kV。转换开关处在B-C档时，D及X1触头、高压转换开关B触头、有载调压开关K触头、调压线圈X触头之间导通，获得的电压为110kV。
实施例3
一种220kV有载调压单相试验变压器，如图1-4所示，包括油箱1、油箱1内设有高压线圈2、铁芯结构5、设在高压线圈2左侧的低压线圈3、设在低压线圈3左侧的调压线圈4。
高压绕组2采用截面积为2mm2的丝包圆线。高压线圈2采用分段层式绕组，高压线圈2包括十个双段单元21；双段单元21沿着低压线圈3轴向方向串联。双段单元21括两个单段绕组211，两个单段绕组211沿着低压线圈3轴向方向连接。两个单段绕组211之间设有成型角环212；单段绕组211包括9层线圈214，线圈214层间为DMD绝缘纸213。低压线圈3匝数为16匝，采用箔式绕组，箔式绕组层间设有宽度为4.5mm的成型油道33；低压线圈3利用铜箔卷绕，低压线圈3层间采用高强度的DMD绝缘纸。
铁芯结构5为单相等额三柱铁芯结构，铁芯结构5从左到右依次包括旁轭51、心柱52、旁轭51。旁轭51、心柱52均是中间的直径大于两端的直径；心柱52的最大截面面积是旁轭51最大截面面积的二倍。
油箱1上侧设有有载调压开关11和高压转换开关12。高压转换开关12与调压线圈4相连；有载调压开关11与调压线圈4相连。有载调压开关11型号为CVⅠ200/126C-10193W，高压转换开关12型号为WDGⅣ200/110-3×2。
低压线圈3侧通以380V的电压，低压侧额定电流为1657.9A。通过高压转换开关12在无载情况下来实现高压额定电压220kV和110kV之间的切换。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种220kV有载调压单相试验变压器，包括油箱（1）、油箱（1）内设有铁芯结构（5）、高压线圈（2）、设在高压线圈（2）左侧的低压线圈（3）、设在低压线圈（3）左侧的调压线圈（4）；其特征在于：高压线圈（2）采用分段层式绕组，高压线圈（2）包括9-12个双段单元（21）；双段单元（21）包括至少有两个单段绕组（211），单段绕组（211）之间设有成型角环（212）；单段绕组（211）包括9层线圈（214），线圈（214）层间为DMD绝缘纸（213）。
2.根据权利要求1所述的一种220kV有载调压单相试验变压器，其特征在于：两个单段绕组（211）沿着低压线圈（3）轴向方向连接。
3.根据权利要求2所述的一种220kV有载调压单相试验变压器，其特征在于：双段单元（21）沿着低压线圈（3）轴向方向串联。
4.根据权利要求1所述的一种220kV有载调压单相试验变压器，其特征在于：高压绕组（2）采用截面积为2mm2的丝包圆线。
5.根据权利要求1所述的一种220kV有载调压单相试验变压器，其特征在于：油箱（1）上侧设有有载调压开关（11）和高压转换开关（12）。
6.根据权利要求5所述的一种220kV有载调压单相试验变压器，其特征在于：高压转换开关（12）分别与高压线圈（2）和调压线圈（4）相连；有载调压开关（11）与调压线圈（4）相连。
7.根据权利要求1所述的一种220kV有载调压单相试验变压器，其特征在于：低压线圈（3）采用箔式绕组，低压线圈（3）层间设有成型油道（33）。
8.根据权利要求1所述的一种220kV有载调压单相试验变压器，其特征在于：成型油道（33）的宽度为3-5mm。
9.根据权利要求1所述的一种220kV有载调压单相试验变压器，其特征在于：铁芯结构（5）为单相三柱铁芯结构，铁芯结构（5）从左到右依次包括旁轭（51）、心柱（52）、旁轭（51）。
10.根据权利要求9所述的一种220kV有载调压单相试验变压器，其特征在于：旁轭（51）、心柱（52）均是中间的直径大于两端的直径；心柱（52）的最大截面面积是旁轭（51）最大截面面积的二倍。
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