CN103531336A

CN103531336A - 巨型自耦变压器的应用及其方法

Info

Publication number: CN103531336A
Application number: CN201210175103.2A
Authority: CN
Inventors: 孙民
Original assignee: LUOYANG HENGGUANG SPECIAL TRANSFORMER CO Ltd
Current assignee: LUOYANG HENGGUANG SPECIAL TRANSFORMER CO Ltd
Priority date: 2012-08-14
Filing date: 2012-08-14
Publication date: 2014-01-22

Abstract

一种巨型自耦变压器的应用及其方法，巨型自耦变压器都制成有载调压的，有载调压多种用途的自耦变压器最好制成降压和升压的两种结构构型式。变压器要作升压和降压用，则最好设计线卷在铁心上所布置的通用型结构。自耦变压器具有九个冷却装置，冷却器内的油用电动泵强迫循环冷却，并且还具有自动控制装置，当周围空气温度变化或自耦变压器负荷变化时能自动调节。能获得有效材料消耗少、体积小、重量轻以及能获取理想阻抗电压和最佳线卷布置设计方案等优点。考虑了巨型自耦变压器的具体运输问题。

Description

巨型自耦变压器的应用及其方法

技术领域

本发明涉及变压器领域，尤其是一种大容量巨型自耦变压器的应用及其方法。

背景技术

在电力系统中，220／110，150／110，330／110，500/220千伏的大容量自耦变压器得到了广泛的应用（代替普通的三卷变压器）。

随着我国电气化铁路事业的高速发展，自耦变压器供电方式得到了长足的发展。由于自耦变压器供电方式非常适用于大容量负荷的供电，对通信线路的干扰又较小，因而被客运专线以及重载货运铁路所广泛采用。早期我国铁路专用自耦变压器主要依靠进口，成本较高且维护不便。近年来，由中铁电气化局集团保定铁道变压器有限公司设计并生产的OD8-M系列铁路专用自耦变压器先后在神朔铁路、京津城际高速铁路、大秦铁路重载列车单元改造、武广客运专线等多条重要铁路投入使用，受到相关部门的高度好评，填补了国内相关产品的空白。

发明内容

为了使自耦变压器能够得到广泛的应用，本发明提供巨型自耦变压器的应用及其方法。

本发明所要阐述的是：巨型自耦变压器都制成有载调压的，有载调压多种用途的自耦变压器最好制成降压和升压的两种结构构型式。

若变压器要作升压和降压（耦合自耦变压器）用，则最好设计线卷在铁心上所布置的通用型结构。此时，两种经过改型的变压器所不同之处在于第三线卷的容量。作为耦合自耦变压器和具有输入线卷的升压自耦变压器运行的有载调压的通用型自耦变压器须要增加有效材料的消耗硅钢片和线卷导线。

自耦变压器具有九个冷却装置，冷却器内的油用电动泵强迫循环冷却，并且还具有自动控制装置，当周围空气温度变化或自耦变压器负荷变化时能自动调节。

设计多种用途的自耦变压器能获得有效材料消耗少、体积小、重量轻以及能获取理想阻抗电压和最佳线卷布置设计方案等优点。考虑了巨型自耦变压器的具体运输问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是降压自耦变压器线卷在铁心上的布置图；

图2是调压线卷接入高压线卷内部的线路图；

图3是调压线卷接入中压线卷末端的线路图；

图4是自耦变压器调压线卷的布置图；

图5是200兆伏安330千伏在中压侧有载调压的自耦变压器外形示意图。

具体实施方式

自耦变压器不仅可作降压用，而且还可作升压用。在作降压用时，自耦变压器线卷的耦合效应全被利用，在作升压用时，第三线卷与发电机一起运行。

除个别情况外，电力自耦变压器一般制成降压和升压的两种——以线卷在铁心上的布置来区分。

在第一种秸构型式中（图1a)，第三线卷（低压线卷）作成电压为10 - 35千伏，用来与同步补偿器或用户相接。180兆伏安及以上的自耦变压器中，第三线卷的容量取额定容量的65-70%。

在第二种桔构型式中（图1b)，第三线卷与发电机一起运行，第三线卷的电压为6 -20千伏，容量与额定容量相当。

由于自耦变压器具有两种结构型式，增加了产品规格种类，因而给变压器厂标准化带来困难，同时也限制了自耦变压器在电力系抗中的应用。

因此，就提出了一个关于制造升压和降压通用的自耦变压器的同题，这种自耦变压器可作为升压、降压和系统连接用的变压器。作为这种通用自耦变压器应当采用线卷在铁心上按图1a布置的自耦变压器，这一点可解释如下：

线卷按图1b布置的自耦变压器具有如下的主要缺点，运行中功率从高压彼卷输入中压牲卷或者反过来，在这种运行方式之下漏磁很大，会引起某些结构件的附加损耗和显著过热。这种情况就决定了下面这一事实，180～240兆伏安及以上的自耦变压器中，运行时从高压线卷向中压线卷所传递的功率被限制在理论上可能达到值的75%。

从按图1，a和b生产的自耦变压器的技术经济指标的比较中（表1）可以看出，后者的电气指标差，材料用量多。但是第一种秸构型式的自耦变压器作升压运行时，高低压线卷间的电抗将由6%增到17%,致使调压困难。

因此，设计具有按图1a的线路布置线卷的自耦变压器时，应当预先考虑到使低压输入线卷能够具有同自耦变压器型式容量相等的容量。这个同题的解决采用在中压侧带负荷调压的自耦变压器特别合适。

扎波罗什变压器厂和莫斯科电工厂近年来出产的变压比为500/220220/110千伏的自耦变压器，线卷就是按图1a布置的，可作为升压自耦变压器运行用。

当使用大型自耦变压器时，通常是要求能在有载下调压。到目前为止，广泛采用的调压方法是借助辅加的调压器在自耦变压器的中性点进行有载调压。

但是单独装设调压器，会大大地增加有效材料的消耗。改善调压质量和降低有效材料的消耗可以利用在自耦变压器中压侧增装调压装置的方法来达到。采用这种方法时，调压器要按中压线卷的全部线电压制造，而调压线卷为自耦变压器线卷的一部分。

调压线卷的连接主要采用两种线路图。接入高压线卷的内部（图2）和接在中压线卷（图3）的线路末端。后者在调压线卷是可逆的情况下采用。

可逆线路图当调压极数少时可以有较大的调压范围，但是有效材料的消耗大，因为必须根据全部线电流来计算调压线卷，而调压线卷的匝数不列为线卷的全部安匝数内，因而它是附加的。

调压线卷的非可逆彼路图(图2)可有10～12%的调压范围（每线没可调节1.5～2%），这在大多数情况下，此调压范围已是足够用了。

根据对上述已设计的大型自耦变压器（电压为220/110和330/110千伏，容量为125和200兆伏安）线路图的技术经济指标分析的桔果曾选取了把调压线卷接在高压线卷内部的线路图。

结构设计所采用的线路图可有几种方案，其不同之处在于调压线卷在铁心上的相互位置有所不同。

下面我们研究两个方案：多层式调压线卷布置在第三线卷和中压线卷（共用线卷）（图4，a）之间以及铁心柱和第三线卷（图4，b）之间。

调压线卷直接布置在铁心上的自耦变压器，由于铁心窗口的结缘单位重量的增加，无论就有效材料消费，还是运行损耗而论，其技术经济指标均较差。如：对于变压比为150／110、220／110和330／110千伏的自耦变压器，铜线消耗增加8 -10%，硅铜片增加2-3%，空载损耗增加2%，短路损耗增加3-5%。

在选挥调压线卷的配置点时，必须考虑的另一个主要因素是，自耦变压器所有线卷间的阻抗电压值以及由调压器位置所决定的高压-中压和中压-低压线卷的阻抗电压的波动值。

调压线卷按图4，b布置的自耦变压器，在高压-低压，中压-低压端具有较小的阻抗电压，这对于由低压线卷向高压或中压线路（表2）输途功率的运行方式来说尤为重要。

Claims

1.一种巨型自耦变压器的应用及其方法，其特征是：巨型自耦变压器都制成有载调压的，有载调压多种用途的自耦变压器最好制成降压和升压的两种结构构型式。

2.根据权利要求1所述的巨型自耦变压器的应用及其方法，其特征是：若变压器要作升压和降压（耦合自耦变压器）用，则最好设计线卷在铁心上所布置的通用型结构；此时，两种经过改型的变压器所不同之处在于第三线卷的容量；作为耦合自耦变压器和具有输入线卷的升压自耦变压器运行的有载调压的通用型自耦变压器须要增加有效材料的消耗硅钢片和线卷导线。

3.根据权利要求1所述的巨型自耦变压器的应用及其方法，其特征是：自耦变压器具有九个冷却装置，冷却器内的油用电动泵强迫循环冷却，并且还具有自动控制装置，当周围空气温度变化或自耦变压器负荷变化时能自动调节。