CN104376982A - 单相五柱式低噪声换流变压器及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于单相五柱式低噪声换流变压器及其实现方法，利用单相五柱式换流变压器与换流器相连，进行交直流的转换。所述发明由六个单相五柱式换流变压器分成两组进行连接，用于特高压直流输电。每个变压器的两个铁芯中柱上分别绕有3个绕组，铁芯外侧绕组为网侧绕组，内侧绕组为阀侧绕组，中间绕组为特殊设计的滤波绕组，滤波绕组采用三角形连接直接相连。本发明的单相五柱式低噪声换流变压器可有效减少变压器的噪声，降低谐波。
Description
技术领域
本发明涉及换流变压器领域，特别涉及一种用于特高压直流输电领域的单相五柱式低噪声换流变压器及其实现方法。
背景技术
近20年来，高压直流输电技术及其工程应用在我国得到了飞速发展，随着我国超高压、特高压直流输电工程继续投入运行，在项目建设过程和实际运行过程中，也遇到了诸多迫切需要解决的技术难题。
在特高压直流输电工程中，换流变压器一般会受到运输或安装高度的限制，就必须设法降低铁芯的高度，为了解决大型三铁芯柱式变压器高度过高，制成运输困难的问题，为了使三铁芯柱式中的磁通在高度降低后保持平衡，在原来基础上增加两个铁芯，从而构成了五柱式变压器。
并且超高压和特高压直流输电系统及其换流站存在的谐波污染严重，目前仍采用在换流变压器网侧绕组侧安装无源滤波装置进行治理，方案技术虽成熟，但效果不甚理想。并且换流器产生的交流谐波全部流过换流变压器，这些谐波频率低、容量大，导致换流变压器磁滞伸缩而产生噪声。这些噪声一般处于听觉较灵敏的频带，因此换流变压器产生的可听噪声较谐波污染不严重的普通电力变压器复杂。
国内外针对换流变压器振动与噪声方面的研究工作开展还不够深入，采用传统的治理措施，每个换流站需要额外增加数千万元的资金投入，投资巨大，且效果有限。因此，从换流变压器振动与噪声产生的机理和本质出发，系统地开展降低换流变压器振动与噪声的研究工作对降低直流换流站的投资成本，提高直流换流变压器的运行环境，全面提升直流换流站的环境友好性，有利于未来特高压直流换流站的选址，对建立环境友好型和节能高效型直流换流站具有重要的理论研究和工程应用价值，意义重大。
因此，随着我国特高压直流输电工程及背靠背直流联网工程的全面建设和投入运行，迫切需要提出一套能有效解决目前直流输电工程中存在的换流变压器振动与噪声大、谐波污染严重等问题的全面有效解决方案。。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种单相五柱式低噪声换流变压器及其实现方法。
本发明所采用的技术方案，其结构包括五柱式变压器铁芯旁轭（3）和（4），3个铁芯中柱（1）、（2）、（5），（1）和（2）分别绕有三个绕组，所述铁芯中柱（1）外侧绕组（L1）为网侧绕组，内侧绕组（L3）为阀侧绕组，中间绕组（L2）为滤波绕组；所述铁芯中柱（2）外侧绕组（L4）为网侧绕组，内侧绕组（L6）为阀侧绕组，中间绕组（L5）为滤波绕组。
进一步地，所述的单相五柱式低噪声换流变压器，用于特高压直流输电工程。所述单相五柱式低噪声换流变压器其内部绕组由6个单相五柱式换流变压器分成两组组成，其中3个换流变压器为1组，另外3个换流变压器为1组。每组变压器网侧绕组Y接法，阀侧绕组组成2个不同联结组y接法和d接法，两组换流变压器并联相接。
其中，所述的单相五柱式低噪声换流变压器，网侧和阀侧的滤波绕组皆为特殊设计，均连接成三角形，且两两对应相连，用于降低噪声。
有益效果
本发明从换流变压器噪声产生机理入手，对该换流变压器内部通过特殊设计的滤波绕组进行三角形连接来有效滤除谐波，降低设备的噪声。由于此滤波绕组是由特殊设计的零阻抗构成，由此所产生的电动势几乎为零，所以相应的磁通减少了，磁通密度也相应减少了，噪声便降低了。此种通过对变压器本身来降低噪声的办法结构简单，效果好，经济性高。
附图说明
图1为单个单相五柱式低噪声换流变压器截面示意图
图2为用于特高压直流输电中的单相五柱式低噪声换流变压器截面示意图。
图3为用于特高压直流输电中的单相五柱式低噪声换流变压器绕组接线示意图。
标号说明：1、变压器左铁芯中柱，2、变压器右铁芯中柱，3、变压器左铁芯旁轭，4、变压器右铁芯旁轭，5、变压器中铁芯中柱，L1、变压器左铁芯中柱网侧绕组，L2、变压器左铁芯中柱滤波绕组，L3、变压器左铁芯中柱阀侧绕组，L4、变压器右铁芯中柱网侧绕组，L5、变压器右铁芯中柱滤波绕组，L6、变压器右铁芯中柱阀侧绕组，A、B、C、a、b、c、a′、b′、c′为绕组引出端口。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，一种基于单相五柱式低噪声换流变压器，包括五柱式变压器铁芯旁轭（3）和（4），3个铁芯中柱（1）、（2）、（5），左（1）和右（2）分别绕有三个绕组，所述铁芯中柱（1）外侧绕组（L1）为网侧绕组，内侧绕组（L3）为阀侧绕组，中间绕组（L2）为滤波绕组；所述铁芯中柱（2）外侧绕组（L4）为网侧绕组，内侧绕组（L6）为阀侧绕组，中间绕组（L5）为滤波绕组。
如图2所示，由6个单相五柱式换流变压器构成，分成两组，其中3个换流变压器为1组，另外3个换流变压器为1组，用于特高压直流输电系统，两组换流变压器并联相接。此变压器内部绕组接线如图3所示，为网侧绕组Y接法，阀侧绕组组成2个不同联结组y接法和d接法。
如图3中（a）所示，在第1组中的3个换流变压器中，铁芯中柱（1）外侧绕组（L11）与另外2个单相五柱式低噪声换流变压器的铁芯中柱外侧绕组相连成Y形，每个绕组引出一相，与电网相连。铁芯中柱（2）外侧绕组（L14）与另外2个单相五柱式低噪声换流变压器的铁芯中柱外侧绕组相连成Y形，每个绕组引出一相，与铁芯中柱（1）外侧绕组（L11）引出的每一相并联，接入电网。在第2组中的3个换流变压器中，所述铁芯中柱（1）外侧绕组（L21）与另外2个单相五柱式低噪声换流变压器的铁芯中柱外侧绕组相连成Y形，每个绕组引出一相，与电网相连。所述铁芯中柱（2）外侧绕组（L24）与另外2个单相五柱式低噪声换流变压器的铁芯中柱外侧绕组相连成Y形，每个绕组引出一相，与铁芯中柱（1）外侧绕组（L21）引出的每一相并联，然后再与第1组换流变压器网侧绕组并联，接入电网。
如图3中（b）所示，在第1组中的3个换流变压器中，铁芯中柱（1）中间滤波绕组（L12）与另外2个单相五柱式低噪声换流变压器的铁芯中柱中间滤波绕组相连成d形，每个绕组引出一相，所述铁芯中柱（2）中间滤波绕组（L15）与另外2个单相五柱式低噪声换流变压器的铁芯中柱中间滤波绕组相连成d形，每个绕组引出一相，铁芯中柱（1）中间滤波绕组（L12）和铁芯中柱（2）中间滤波绕组（L15）的引出相对应相连。在第2组中的3个换流变压器中，铁芯中柱（1）中间滤波绕组（L22）与另外2个单相五柱式低噪声换流变压器的铁芯中柱中间滤波绕组相连成d形，每个绕组引出一相，铁芯中柱（2）中间滤波绕组（L25）与另外2个单相五柱式低噪声换流变压器的铁芯中柱中间滤波绕组相连成d形，每个绕组引出一相，铁芯中柱（1）中间滤波绕组（L22）和铁芯中柱（2）中间滤波绕组（L25）的引出相对应相连，然后再与第1组换流变压器滤波绕组并联联接。
如图3中（c）所示，在第1组中的3个换流变压器中，铁芯中柱（1）内侧绕组（L13）与另外2个单相五柱式低噪声换流变压器的铁芯中柱内侧绕组相连成y形，每个绕组引出一相，与整流器相连。所述铁芯中柱（2）内侧绕组（L16）与另外2个单相五柱式低噪声换流变压器的铁芯中柱内侧绕组相连成y形，每个绕组引出一相，与铁芯中柱（1）内侧绕组（L13）引出的每一相并联，再与整流器相连。在第2组中的3个换流变压器中，铁芯中柱（1）内侧绕组（L23）与另外2个单相五柱式低噪声换流变压器的铁芯中柱内侧绕组相连成d形，每个绕组引出一相，与整流器相连。所述铁芯中柱（2）内侧绕组（L26）与另外2个单相五柱式低噪声换流变压器的铁芯中柱内侧绕组相连成d形，每个绕组引出一相，与铁芯中柱（1）内侧绕组（L23）引出的每一相并联，然后再与第1组换流变压器阀侧绕组并联，再与整流器相连。
本发明专利提供了一种单相五柱式低噪声换流变压器及其实现方法，用于特高压直流输电工程。对换流变压器铁芯中柱的中间绕组采用特殊设计，通过从变压器内部主动地减少变压器本体噪声，性价比高，降低设备的噪声方法简便，经济性高。
Claims (5)
1.一种单相五柱式低噪声换流变压器，其特征在于：包括五柱式变压器铁芯旁轭（3）和（4），3个铁芯中柱（1）、（2）、（5），（1）和（2）中分别绕有三个绕组。
2. 根据权利要求1所述的单相五柱式低噪声换流变压器，其特征在于，所述铁芯中柱（1）外侧绕组（L1）为网侧绕组，内侧绕组（L3）为阀侧绕组，中间绕组（L2）为滤波绕组；所述铁芯中柱（2）外侧绕组（L4）为网侧绕组，内侧绕组（L6）为阀侧绕组，中间绕组（L5）为滤波绕组，且滤波绕组皆为零阻抗设计。
3.根据权利要求1所述的基于单相五柱式低噪声换流变压器，其特征在于，所述单相五柱式低噪声换流变压器内部绕组接线方式由6个单相五柱式换流变压器联结而成。
4.其中3个换流变压器为1组，另外3个换流变压器为1组，两组换流变压器并联相接。
5. 根据权利要求3所述的单相五柱式低噪声换流变压器，其特征在于，所述单相五柱式低噪声换流变压器其内部绕组由6个单相五柱式换流变压器分成两组组成，为网侧绕组Y接法，阀侧绕组组成2个不同联结组y接法和d接法。
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