(三)发明内容:
本发明的目的在于提供一种船用或海洋平台用多绕组移相分裂干式变压器,它可以解决现有技术存在的上述不足,是一种结构简单、操作方便、谐波抑制能力强的变压器。
本发明的技术方案:一种船用或海洋平台用多绕组移相分裂干式变压器,其特征在于它包括铁心、静电屏蔽层、低压绕组、低压分裂绕组、中压分裂绕组和高压分裂绕组;其中从内到外依次设置铁芯、低压绕组、低压分裂绕组、中压分裂绕组和高压分裂绕组;所述低压分裂绕组和中压分裂绕组外层各设置一层静电屏蔽层;所述静电屏蔽层绕制在低压分裂绕组及中压分裂绕组的外层,并与低压分裂绕组及中压分裂绕组之间绝缘。
所述低压绕组用于动力及照明供电;所述低压分裂绕组用于低压变频器和电潜泵供电;所述中压分裂绕组用于中压变频器和电潜泵供电。
所述低压绕组是采用首尾头均在变压器的低压侧上出线,且联接方式为“y”接。引出的首头接线端子,即为低压绕组a、b、c三相出线端子;所带负载为动力和照明,负载无谐波,不会对电网造成污染。
所述高压分裂绕组是采用绕组首尾头及分接端子均为外表面出线方式的高压分裂绕组,且所述低压绕组和高压分裂绕组是用环氧树脂浇注形式的绕组。
所述低压分裂绕组为相同容量、相同电压的两轴向分裂绕组,由上半部绕组和下半部绕组构成;所述上半部绕组首尾头是采用在变压器的低压侧上出线的出线方式,且上半部绕组接线方式为“d”型接线方式;引出的首头接线端子,即为低压分裂绕组“d”接a、b、c三相出线端子;所述下半部绕组首尾头是采用在变压器的低压侧下出线的出线方式,且下半部绕组接线方式为“y”型接线方式,引出的首头接线端子,即为低压分裂绕组“y”接a、b、c三相出线端子;该低压分裂绕组所带负载为低压变频器及电潜泵,负载有谐波,谐波会对电网造成污染。
所述中压分裂绕组为相同容量、相同电压的两轴向分裂绕组,由上半部绕组和下半部绕组构成;所述上半部绕组首尾头是采用在变压器的高压侧上出线的出线方式,且上半部绕组接线方式为“d”型接线方式;引出的首头接线端子,即为中压分裂绕组“d”接a、b、c三相出线端子;所述下半部绕组首尾头是采用在变压器的高压侧下出线的出线方式,且下半部绕组接线方式为“y”型接线方式,引出的首头接线端子,即为中压分裂绕组“y”接a、b、c三相出线端子;该中压分裂绕组所带负载为中压变频器及电潜泵,负载有谐波,谐波会对电网造成污染。
所述静电屏蔽层引出端子通过上下夹件接地。
所述静电屏蔽层采用铜箔或铝箔绕制。
所述多绕组移相分裂干式变压器高压分裂绕组为相同容量、相同电压的两轴向分裂绕组,由上半部绕组和下半部绕组构成;所述上半部绕组和下半部绕组的首尾头及分接端子均为外表面出线方式,且所述高压分裂绕组的上半部绕组和下半部绕组的接线方式均为“D”接并联连接方式。
所述两轴向高压分裂绕组对应两轴向低压分裂绕组和两轴向中压分裂绕组上、下分别连接成“d”型联接和“y”型联接,同名端线电压之间的相位移为30°;移相方式为等效12脉波的二次侧移相方式,可有效抑制11次以下的奇次谐波,限制谐波对电网的污染;该船用或海洋平台用多绕组移相分裂干式变压器可分别带12脉波或等效12脉波的低压及中压变频及电潜泵,负载有谐波,谐波会对电网造成污染。
所述高压分裂绕组设置+5%、+2.5%、0、-2.5%和-5%五个电压调节分接档,以便稳定二次电压输出;其中2-3档为+5%分接档;3-4档为+2.5%分接档;4-5档为0分接档;5-6档为-2.5%分接档;6-7档为-5%分接档。
所述高压分裂绕组是独立的高压分裂绕组I,或是由高压主绕组和高压移向绕组串联连接后构成的高压分裂绕组II。
所述高压分裂绕组II由上半部绕组和下半部绕组构成;其特征在于所述上半部绕组是由上半部“主绕组”和上半部“移向绕组”串联连接组成;上半部主绕组的首尾之间呈“D”型连接;所述下半部绕组是由下半部“主绕组”和下半部“移向绕组”串联连接组成;下半部主绕组的首尾之间呈“D”型连接;
所述高压移向绕组II对应的两轴向低压分裂绕组的上半部绕组和下半部绕组以及两轴向中压分裂绕组的上半部绕组和下半部绕组分别联接成“d”型和“y”型的接线型式,仅靠改变高压分裂绕组II的上半部绕组和下半部绕组首尾之间“D”型连接的联接方式;即可实现一台变压器移向角为+7.5°,另一台变压器移向角为-7.5°。
所述两台12脉波多绕组移相分裂干式变压器并联运行时,其中一台采用移相+7.5°的移相方式;另一台采用移相-7.5°的移向方式,形成等效24脉波。24脉波运行时可有效抑制23次以下的奇次谐波;可分别带等效24脉波低压及中压变频器及电潜泵,负载有谐波。
本发明的工作原理:
1、等效12脉波:
高压分裂绕组I上下分裂绕组“D”接并联连接,对应低压绕组“y”接;低压分裂绕组上分裂绕组“d”接,下分裂绕组“y”接;中压分裂绕组上分裂绕组“d”接,下分裂绕组“y”接;靠低压侧、中压侧不同联接组(“d”接和“y”接)移相。
2、24脉波(两台12脉波并联):
高压分裂绕组II由上下分裂绕组组成,上部分裂绕组由上部主绕组和上部移相绕组串联连接组成,下部分裂绕组由下部主绕组和下部移相绕组串联连接组成,上下分裂绕组的主绕组首尾头分别联成“D”接并联连接,对应低压绕组“y”接;低压分裂绕组上分裂绕组“d”接,下分裂绕组“y”接;中压分裂绕组上分裂绕组“d”接,下分裂绕组“y”接;靠高压加移相绕组,低压侧、中压侧不同联接组(“d”接和“y”接)移相,且必须两台变压器并联运行。
本发明的优越性在于:1、一机多用:一台变压器同时给动力照明、低压变频器和电潜泵、中压变频器和电潜泵供电。减少变压器使用数量及减少变压器占地面积,降低轮船及平台造价;2、限制谐波污染:12脉波运行时可有效抑制11次以下的奇次谐波,24脉波运行时可有效抑制23次以下的奇次谐波;3、由于变压器的高、低压绕组采用环氧树脂浇注形式,极大地提高了变压器的防潮、防尘及抗突发短路能力;4、变压器低压及中压分裂绕组外层设置了静电屏蔽层,使高、低压及高、中压绕组互相隔离,形成两个独立系统,以消除静电耦合作用,还可以为高次谐波提供通路,减小谐波危害。
(四)说明书附图:
图1为本发明所涉一种船用或海洋平台用多绕组移相分裂干式变压器线圈相对位置整体排布结构示意图。
图2为本发明所涉一种船用或海洋平台用多绕组移相分裂干式变压器高压分裂绕组上部绕组“D”联接和下部绕组“D”联接的并联连接方式结构示意图。
图3为本发明所涉一种船用或海洋平台用多绕组移相分裂干式变压器高压分裂绕组±2*2.5%5分接档位结构示意图。
图4为本发明所涉一种船用或海洋平台用多绕组移相分裂干式变压器低压绕组首尾头均在变压器的低压侧上出线,联接方式为“y”接a、b、c三相出线端子结构示意图。
图5为本发明所涉一种船用或海洋平台用多绕组移相分裂干式变压器低压分裂绕组上半部绕组接线方式为“d”接a、b、c三相出线端子;下半部绕组接线方式为“y”接a、b、c三相出线端子;静电屏蔽层接地的结构示意图。
图6为本发明所涉一种船用或海洋平台用多绕组移相分裂干式变压器中压分裂绕组上半部绕组接线方式为“d”接a、b、c三相出线端子;下半部绕组接线方式为“y”接a、b、c三相出线端子;静电屏蔽层接地的结构示意图。
图7为本发明所涉一种船用或海洋平台用多绕组移相分裂干式变压器的低压绕组、中压分裂绕组、高压分裂绕组侧面结构示意图。
图8为本发明所涉一种船用或海洋平台用多绕组移相分裂干式变压器线圈相对位置整体排布结构示意图。
图9为本发明所涉一种船用或海洋平台用多绕组移相分裂干式变压器高压分裂绕组II上下部绕组的主绕组和移相绕组串联后,分别连接成“D”联接的结构示意图。
图10为本发明所涉一种船用或海洋平台用多绕组移相分裂干式变压器高压分裂绕组II主绕组和移相绕组±2*2.5%5分接档位结构示意图。
图11为为本发明所涉一种船用或海洋平台用多绕组移相分裂干式变压器低压绕组首尾头均在变压器的低压侧上出线,联接方式为“y”接a、b、c三相出线端子结构示意图。
图12为为本发明所涉一种船用或海洋平台用多绕组移相分裂干式变压器低压分裂绕组上半部绕组接线方式为“d”接a、b、c三相出线端子;下半部绕组接线方式为“y”接a、b、c三相出线端子;静电屏蔽层接地的结构示意图。
图13为本发明所涉一种船用或海洋平台用多绕组移相分裂干式变压器中压分裂绕组上半部绕组接线方式为“d”接a、b、c三相出线端子;下半部绕组接线方式为“y”接a、b、c三相出线端子;静电屏蔽层接地的结构示意图。
图14为本发明所涉一种船用或海洋平台用多绕组移相分裂干式变压器的低压绕组、中压分裂绕组、高压分裂绕组II侧面结构示意图。
其中,1为铁心;2为静电屏蔽层;3为低压绕组;3-1为低压绕组3的首头接线端子,即低压侧低压绕组3“y”接a、b、c三相出线端子;4为低压分裂绕组;4-1为低压分裂绕组4上半部分裂绕组首头接线端子,即低压侧低压分裂绕组4上部绕组“d”接a、b、c三相出线端子;4-2为低压分裂绕组4下半部分裂绕组首头接线端子,即低压侧低压分裂绕组4下部绕组“y”接a、b、c三相出线端子;5为中压分裂绕组;5-1为高压侧中压分裂绕组5上半部绕组“d”接a、b、c三相出线端子;5-2为高压侧中压分裂绕组5下半部绕组“y”接a、b、c三相出线端子;6为高压分裂绕组I;6-1为高压分裂绕组I6上下绕组首尾“D”接并联接线方式;6-2为高压分裂绕组I6分接档位;7为高压分裂绕组II;7-1为高压主绕组的上部主绕组部分;7-2为高压移相绕组的上部移相绕组部分;7-3为高压移相绕组的下部移相绕组部分;7-4为高压主绕组的下部主绕组部分;7-5为高压分裂绕组II7上下主绕组首尾“D”接并联接线方式;7-6为为高压分裂绕组II7主绕组和移相绕组分接档位;2-1为低压分裂绕组4静电屏蔽层引出端子接地位置;2-2为中压绕组分裂绕组5静电屏蔽层引出端子接地位置。
实施例1:一种船用或海洋平台用多绕组移相分裂干式变压器(见图1),其特征在于它包括铁心1、静电屏蔽层2、低压绕组3、低压分裂绕组4、中压分裂绕组5和高压分裂绕组6;其中从内到外依次设置铁芯1、低压绕组3、低压分裂绕组4、中压分裂绕组5和高压分裂绕组;所述低压分裂绕组4和中压分裂绕组5外层各设置一层静电屏蔽层2;所述静电屏蔽层2绕制在低压分裂绕组4及中压分裂绕组5的外层,并与低压分裂绕组4及中压分裂绕组5之间绝缘(见图1)。
所述低压绕组3是低压侧绕组(见图1),采用“y”型接线方式,且首尾均为变压器低压侧上部出线方式,首头接线端子3-1,即为低压绕组3“y”接a、b、c三相出线端子(见图4、图7);所述高压分裂绕组是采用绕组首尾及分接端子均为外表面出线方式的高压分裂绕组,且所述低压绕组3和高压分裂绕组是用环氧树脂浇注形式的绕组(见图1、图2、图3)。
所述低压分裂绕组4(见图1)为相同容量、相同电压的低压侧两轴向分裂绕组,采用上半部绕组首尾均上出线,下半部绕组首尾均下出线的出线方式;所述上半部绕组接线方式为“d”型接线方式,且引出上半部绕组“d”接a、b、c三相出线端子4-1(见图5、图7);所述下半部绕组接线方式为“y”型接线方式,且引出下半部绕组“y”接a、b、c三相出线端子4-2(见图5、图7),所带负载为中压变频器及电潜泵,负载有谐波。
所述中压分裂绕组5(见图1)为相同容量、相同电压的高压侧两轴向分裂绕组,采用上半部绕组首尾均上出线,下半部绕组首尾均下出线的出线方式;所述上半部绕组接线方式为“d”型接线方式,且引出上半部绕组“d”接a、b、c三相出线端子5-1(见图6、图7);所述下半部绕组接线方式为“y”型接线方式,且引出下半部绕组“y”接a、b、c三相出线端子5-2(见图6、图7),所带负载为中压变频器及电潜泵,负载有谐波。
所述静电屏蔽层2引出端子通过上下夹件接地,低压分裂绕组静电屏蔽层引出端子接地位置2-1见图5所示;中压分裂绕组静电屏蔽层引出端子接地位置2-2见图6所示。
所述静电屏蔽层2采用铜箔或铝箔绕制(见图1)。
所述多绕组移相分裂干式变压器两轴向高压分裂绕组对应两轴向低压分裂绕组4和两轴向中压分裂绕组5,且所述的两轴向低压分裂绕组4的上半部和两轴向中压分裂绕组5的上半部分别联接成“d”型接线方式(见图5、图6、图7);所述两轴向低压分裂绕组4的下半部和两轴向中压分裂绕组5的下半部联分别联接成“y”型接线方式(见图5、图6、图7)。此时两个同名端线电压之间的相位移为30°;移相方式为等效12脉波的二次侧移相方式,可有效抑制11次以下的奇次谐波,限制谐波对电网的污染。
所述高压分裂绕组为相同容量、相同电压的两轴向分裂绕组,且所述高压分裂绕组的上半部绕组和下半部绕组的接线方式均为“D”接并联方式6-1(见图2)。
所述高压分裂绕组设置+5%、+2.5%、0、-2.5%和-5%五个电压调节分接档6-2,以便稳定二次电压输出;其中2-3档为+5%分接档;3-4档为+2.5%分接档;4-5档为0分接档;5-6档为-2.5%分接档;6-7档为-5%分接档(见图3);所述高压分裂绕组是独立的高压分裂绕组I6(见图1)。
附图中,图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7分别描述了等效12脉波移相角为30°的变压器情况。
实施例2:一种船用或海洋平台用多绕组移相分裂干式变压器(见图8),其特征在于它包括铁心1、静电屏蔽层2、低压绕组3、低压分裂绕组4、中压分裂绕组5和高压分裂绕组;其中从内到外依次设置铁芯1、低压绕组3、低压分裂绕组4、中压分裂绕组5和高压分裂绕组II7;所述低压分裂绕组4和中压分裂绕组5外层各设置一层静电屏蔽层2;所述静电屏蔽层2绕制在低压分裂绕组4及中压分裂绕组5的外层,并与低压分裂绕组4及中压分裂绕组5之间绝缘(见图8)。
所述低压绕组3是低压侧绕组(见图8),采用“y”型接线方式,且首尾均为变压器低压侧上部出线方式,首头接线端子3-1,即为低压绕组3“y”接a、b、c三相出线端子(见图11、图14);所述高压分裂绕组7是采用绕组首尾及分接端子均为外表面出线方式的高压分裂绕组,且所述低压绕组3和高压分裂绕组是用环氧树脂浇注形式的绕组(见图8、图9、图10)。
所述低压分裂绕组4(图8)为相同容量、相同电压的低压侧两轴向分裂绕组,采用上半部绕组首尾均上出线,下半部绕组首尾均下出线的出线方式;所述上半部绕组接线方式为“d”型接线方式,且引出上半部绕组“d”接a、b、c三相出线端子4-1(见图12、图14);所述下半部绕组接线方式为“y”型接线方式,且引出下半部绕组“y”接a、b、c三相出线端子4-2(见图12、图14),所带负载为中压变频器及电潜泵,负载有谐波。
所述中压分裂绕组5(见图8)为相同容量、相同电压的两轴向分裂绕组,采用上半部绕组首尾均上出线,下半部绕组首尾均下出线的出线方式;所述上半部绕组接线方式为“d”型接线方式,且引出上半部绕组“d”接a、b、c三相出线端子5-1(见图13、图14);所述下半部绕组接线方式为“y”型接线方式,且引出下半部绕组“y”接a、b、c三相出线端子5-2(见图13、图14),所带负载为中压变频器及电潜泵,负载有谐波。
所述静电屏蔽层2引出端子通过上下夹件接地,低压分裂绕组静电屏蔽层引出端子接地位置2-1见图12所示;中压分裂绕组静电屏蔽层引出端子接地位置2-2见图13所示。
所述静电屏蔽层2采用铜箔或铝箔绕制(见图8)。
所述高压分裂绕组II7由上半部绕组和下半部绕组构成;其特征在于所述上半部绕组是由上半部“主绕组”7-1和上半部“移向绕组”7-2串联连接组成(见图8、图9);上半部主绕组的首尾之间呈“D”型连接(见图9);所述下半部绕组是由下半部“主绕组”7-4和下半部“移向绕组”7-3串联连接组成(见图8、图9);下半部主绕组的首尾之间呈“D”型连接(见图9);
所述两轴向高压移向绕组II7对应的两轴向低压分裂绕组的上半部绕组和下半部绕组以及两轴向中压分裂绕组的上半部绕组和下半部绕组分别联接成“d”型和“y”型的接线型式(见图12、图13),仅靠改变高压分裂绕组II7的上半部绕组和下半部绕组首尾之间“D”型连接的联接方式(见图9);即可实现一台变压器移向角为+7.5°,另一台变压器移向角为-7.5°。
所述两台12脉波多绕组移相分裂干式变压器并联运行时,其中一台采用移相+7.5°的移相方式;另一台采用移相-7.5°的移向方式,形成等效24脉波。24脉波运行时可有效抑制23次以下的奇次谐波;可分别带等效24脉波低压及中压变频器及电潜泵,负载有谐波。
所述高压分裂绕组设置+5%、+2.5%、0、-2.5%和-5%五个电压调节分接档6-2,以便稳定二次电压输出;其中2-3档为+5%分接档;3-4档为+2.5%分接档;4-5档为0分接档;5-6档为-2.5%分接档;6-7档为-5%分接档(见图10);所述高压分裂绕组是独立的高压分裂绕组II7(见图8)。
附图中,图8、图9、图10、图11、图12、图13和图14描述了单台12脉波+7.5°和单台12脉波-7.5°并联24脉波的两台变压器情况。