CN106205975A - 一种变压器平衡线圈结构 - Google Patents

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董景义
张衍敏
黄启锋
祝真涛
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Abstract

本发明涉及一种变压器的局部构件，特别涉及一种变压器平衡线圈结构。该变压器平衡线圈结构，包括变压器本体，其特征是：所述变压器本体两侧分别设有绕向相同的第一平衡线匝和第二平衡线匝，第一平衡线匝和第二平衡线匝的上端出头通过短接线相连接，第一平衡线匝和第二平衡线匝的下端出头通过短接线连接后与接地线相连接。本发明的有益效果是：抵消了变压器由于结构的原因所产生的旁柱附加磁通，解决了半匝问题所引起的变压器空载损耗、空载电流、负载损耗及噪音增加的问题；可应用于220kV及以上大容量单相带旁柱自耦变压器和首末端不在同一侧出线的±200kV～±800kV大容量单相带旁柱的换流变压器。

Description

一种变压器平衡线圈结构
（一）技术领域
本发明涉及一种变压器的局部构件，特别涉及一种变压器平衡线圈结构。
（二）背景技术
现阶段，随着国家电力的迅速发展，变压器单台容量越来越大，受运输条件限制，需将变压器设计成单相变压器，铁芯结构根据变压器容量的不同常采用单相三柱、单相四柱或单相五柱式，它们的共同特点是都带有两个旁轭。对于自耦变压器，串联绕组(又称高压绕组)的首端和公共绕组(又称中压绕组)的首端由于结构和绝缘等方面的原因需在铁芯的两侧(高低压侧)进行引出，也就是说不管公共绕组和串联绕组它们共同的中性点在哪一侧引出，要么是公共绕组中带有半匝要么是串联绕组中带有半匝，这半匝导线将通过外部线路构成一个整数匝，在变压器负载运行时对由旁柱和上下铁轭构成的铁芯回路进行励磁产生磁通。对于容量小、匝电势不高的变压器来讲这种磁通与空载磁通相比可忽略不计，但对于大容量变压器在相同额定电压下其匝电压高而匝数少，再加上变压器的额定电流大，该半匝情况将引起不可忽视的磁通，若附近没有与它相平衡的线匝，变压器的轭回路将呈现严重饱和状态，此时该半匝就相当于电抗器的线匝，会产生很大的漏磁通，引起变压器空载损耗和杂散损耗增加，甚至出现局部过热的现象。基于上述现象，国内外专家经过多年不懈努力，利用场路耦合法电磁模拟仿真软件及试验、实践的反复分析论证，采取了一系列措施，其中最有效最具有代表性的方法有：一是将主柱铁芯分成左右两部分，其中左半部分与它同侧的旁轭和上下铁轭构成回路，右半部分与之相同；这种方法在一定程度上解决了变压器铁芯过励磁的问题，但铁芯的机械强度和工艺性较差。二是将变压器的所有首末头均在一侧出线，然后通过引线从铁芯的一侧引到另一侧，该方法对于公共绕组线端调压且串联绕组中部出线的自耦变压器非常实用，但由于受绝缘距离的限制，对于串联绕组中间设置调压线圈且端部出线的高电压自耦变压器及直流输电用的换流变压器，该种措施就暴露出了它的局限性。
（三）发明内容
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种结构简单、组装方便、实用性强、能有效解决半匝现象带来的各种问题的变压器平衡线圈结构。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种变压器平衡线圈结构，包括变压器本体，其特征是：所述变压器本体两侧分别设有绕向相同的第一平衡线匝和第二平衡线匝，第一平衡线匝和第二平衡线匝的上端出头通过短接线相连接，第一平衡线匝和第二平衡线匝的下端出头通过短接线连接后与接地线相连接。
所述第一平衡线匝和第二平衡线匝分别绕制在变压器本体两侧的旁柱下侧。
所述变压器本体中间设有主柱，主柱上绕制有载流绕组。
本发明的有益效果是：抵消了变压器由于结构的原因所产生的旁柱附加磁通，解决了半匝问题所引起的变压器空载损耗、空载电流、负载损耗及噪音增加的问题；可应用于220kV及以上大容量单相带旁柱自耦变压器和首末端不在同一侧出线的±200kV～±800kV大容量单相带旁柱的换流变压器。
（四）附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
附图1为本发明的主视结构示意图；
附图2为本发明的俯视结构示意图；
附图3为单相自耦变压器接线原理图；
图中，1变压器本体，2第一平衡线匝，3第二平衡线匝，4短接线，5接地线，6旁柱，7主柱，8载流绕组。
（五）具体实施方式
附图为本发明的一种具体实施例。该实施例包括变压器本体1，变压器本体1两侧分别设有绕向相同的第一平衡线匝2和第二平衡线匝3，第一平衡线匝2和第二平衡线匝3的上端出头通过短接线4相连接，第一平衡线匝2和第二平衡线匝3的下端出头通过短接线4连接后与接地线5相连接。第一平衡线匝2和第二平衡线匝3分别绕制在变压器本体1两侧的旁柱6下侧。变压器本体1中间设有主柱7，主柱7上绕制有载流绕组8。载流绕组8包括串联绕组、公共绕组、低压绕组和调压绕组。
采用本发明的一种变压器平衡线圈结构，首先，根据变压器的额定容量、额定电压计算出半匝所在线圈中的额定电流，根据磁势平衡原理I1N1=I2N2，确定平衡线匝的电流和匝数IpNp=IN×1 (式中：Ip-流过平衡线匝的电流， Np-平衡线匝的匝数(可根据变压器的容量和工厂的工艺水平选择，推荐取15匝)， IN -流过产生半匝现象的绕组额定相电流)，这样根据变压器的结构就很容易确定平衡线匝的匝数及线规尺寸。面向变压器本体1的高压侧,在左侧旁柱6上套装第一平衡线匝2，在右侧旁柱6上套装第二平衡线匝3，通过短接线4将两平衡线匝的上端出头连接在一起，两只平衡线匝的下端通过短接线4连接后经接地线5与夹件直接相连。采用相互构成回路的两平衡线匝形成的磁势与半匝现象产生的磁势进行平衡，有效解决了半匝现象所导致的变压器空载损耗、空载电流、负载损耗及噪音增加等问题，提高了变压器运行可靠性和经济性，利于设计220kV及以上大容量单相带旁柱自耦变压器和首末端不在同一侧出线的±200kV～±800kV大容量单相带旁柱的换流变压器。

Claims (3)

1.一种变压器平衡线圈结构，包括变压器本体（1），其特征是：所述变压器本体（1）两侧分别设有绕向相同的第一平衡线匝（2）和第二平衡线匝（3），第一平衡线匝（2）和第二平衡线匝（3）的上端出头通过短接线（4）相连接，第一平衡线匝（2）和第二平衡线匝（3）的下端出头通过短接线（4）连接后与接地线（5）相连接。
2.根据权利要求1所述的一种变压器平衡线圈结构，其特征是：所述第一平衡线匝（2）和第二平衡线匝（3）分别绕制在变压器本体（1）两侧的旁柱（6）下侧。
3.根据权利要求1所述的一种变压器平衡线圈结构，其特征是：所述变压器本体（1）中间设有主柱（7），主柱（7）上绕制有载流绕组（8）。
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