CN109637792A - 试验变压器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种试验变压器，包括：铁芯、初级线圈和次级线圈，初级线圈和所述次级线圈分别围绕设置于铁芯，初级线圈和/或次级线圈的匝数可调，以改变初级线圈和所述次级线圈之间的匝数比。上述试验变压器，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯中便会产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压。初级线圈和/或次级线圈的匝数可调，具体地，可以调节初级线圈的匝数，也可以调节次级线圈的匝数，还可以同时调节初级线圈和次级线圈的匝数，以改变初级线圈和次级线圈之间的匝数比，起到调压的目的，进而满足不同被试品测试的电压需求，有效提高试验变压器的工作可靠性。

Description

试验变压器

技术领域

本申请涉及电工及变压器技术领域，特别是涉及一种试验变压器。

背景技术

随着中国电工技术的大力发展，越来越多的电器设备被广泛地应用。电气设备在出厂、交接或大修后，应当进行交流温升试验，实际考核设备过电流承受能力。试验变压器是发电厂、供电局及科研单位等广大用户的用来做交流试验的基本试验设备，用于对各种电气产品、电器元件、绝缘材料等进行规定电压下的大电流温升试验，考核产品的耐热绝缘水平等，发现被试品的绝缘缺陷，衡量过电流的能力，以保证被试品的工作性能。

现有试验变压器结构基本，功能单一，当对不同被试品进行试验时，需要用到不同的变压器，导致使用不够充分，工作使用率低，可靠性也低。

发明内容

基于此，有必要针对现有试验变压器工作使用范围小和可靠性低的问题，提供一种试验变压器。

一种试验变压器，包括：铁芯、初级线圈和次级线圈，初级线圈和次级线圈分别围绕设置于铁芯，初级线圈和/或次级线圈的匝数可调，以改变初级线圈和次级线圈之间的匝数比，从而通过改变电压来控制被试品测试时需要输出电流值的大小。

上述试验变压器，初级线圈和次级线圈分别围绕设置于铁芯，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯中便会产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压。初级线圈和/或次级线圈的匝数可调，可以通过调节初级线圈和/或次级线圈的匝数，改变初级线圈和次级线圈之间的匝数比，起到调压的目的，进而满足不同被试品测试的电压需求，有效提高试验变压器的工作可靠性。

附图说明

图1为一实施例中试验变压器结构图；

图2为一实施例中初级线圈结构图；

图3为一实施例中初级线圈连接图(三相角接)；

图4为另一实施例中初级线圈连接图(单相并联联接)；

图5为一实施例中次级线圈连接图(三相双角接)；

图6另为一实施例中次级线圈连接图(三相单角接)；

图7另为一实施例中次级线圈连接图(三相双星接)；

图8另为一实施例中次级线圈连接图(三相单星接)；

图9另为一实施例中次级线圈连接图(六路单相并联)；

图10另为一实施例中次级线圈连接图(三路单相并联)；

图11另为一实施例中次级线圈连接图(两路单相并联)；

图12另为一实施例中次级线圈连接图(一路串联)。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明进行更加全面的描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在一个实施例中，请参见图1，试验变压器包括：铁芯300、初级线圈100和次级线圈200，初级线圈100和次级线圈200分别围绕设置于铁芯300，初级100线圈和/或次级线圈200的匝数可调，以改变初级线圈100和次级线圈200之间的匝数比。具体地，铁芯300的作用是加强初级线圈100和次级线圈200之间的磁耦合，为了减少铁内涡流和磁滞损耗，铁芯300通常由涂漆的硅钢片叠压而成，初级线圈100和次级线圈200之间没有电的联系，初级线圈100和次级线圈200通常由绝缘铜线绕成，当初级线圈100中通有交流电流时，铁芯300中便会产生交流磁通，使次级线圈200中感应出电压。初级线100圈和次级线圈200分别围绕设置于铁芯300，初级线圈100和/或次级线圈200的匝数可调，具体地，可以通过调压开关调节初级线圈100的匝数，也可以调节次级线圈200的匝数，还可以同时调节初级线圈100和次级线圈200的匝数，以改变初级线圈100和次级线圈200之间的匝数比，起到调压的目的，进而满足不同被试品测试的电压需求，有效提高试验变压器的工作可靠性。

在一个实施例中，初级线圈100设置有进线端子和出线端子，初级线圈100包括基本段和可调段，可调段设置有多个抽头，基本段的一端作为初级线圈100的进线端子首段，另一端连接可调段，可调段一端用于连接调压开关，另一端作为初级线圈的出线端子未段。

具体地，初级线圈100的进线端子和出线端子用于接入电源，初级线圈基本段连接可调段，初级线圈100的可调段隔一些线匝就抽出一个抽头，调压开关与这些抽头相连，通过转换调压开关的不同档位可以进行分接位置的切换，即确定实际连入线路的抽头。调压开关接入的抽头不同，初级线圈100的实际接入的绕组的线匝数就不同，而次级线圈200绕组的线匝数是固定的，这样，变化的初级线圈100绕组匝数和不变的次级线圈200绕组匝数就构成了不同的变化，根据变压器的原理，初级线圈100和次级线圈200匝数比的改变可以使变压器的输出电压发生变化，实现调压的功能。

可以理解，调节初级线圈100和次级线圈200匝数比的方式并不是唯一的，在其他实施例中，当次级线圈200设置进线端子和出线端子时，次级线圈200分为上、下两个部分，此两部分通过进线端子和出线端子的不同联接，可以组合成多种接线方式。更进一步地，初级线圈100和次级线圈200的匝数均可调节，只要初级线圈100和次级线圈200的匝数比符合被试品的电压需求即被视为满足要求。

调压开关的种类并不唯一，在一个实施例中，调压开关采用无励磁调压开关，无励磁调压开关可以通过调节分接位置来改变接入的抽头的切换，实现调压的功能，且无励磁调压开关结构简单，可以节约生产成本，可以理解，在另一个实施例中，调压开关还可以采用有载分接开关，这种开关可以带负荷切换档位，调节精度高。

进一步地，请参见图2，初级线圈100的数量并不唯一，以初级线圈100包括第一相初级线圈、第二相初级线圈和第三相初级线圈为例，第一相初级线圈包括基本段和可调段，设置有进线端子C和出线端子Z，可调段上设置有抽头1、2、3、4和5，第二相初级线圈包括基本段和可调段，设置有进线端子B和出线端子Y，可调段上设置有抽头1、2、3、4和5，第三相初级线圈包括基本段、和可调段，设置有进线端子A和出线端子X，可调段上设置有抽头1、2、3、4和5。

调压开关一端连接初级线圈调压段抽头，另一端连接出线端子，以第一相初级线圈为例，调压开关与抽头1、2、3、4和5均相连，还连接出线端子Z，通过转换调压开关的不同档位可以进行分接位置的切换，即确定实际连入线路的抽头。调压开关接入的抽头不同，初级线圈的实际接入的绕组的线匝数就不同，通过改变初级线圈和次级线圈的匝数比实现调节电压的功能。

在一个实施例中，初级线圈100包括第一相初级线圈、第二相初级线圈和第三相初级线圈，当第一相初级线圈、第二相初级线圈和第三相初级线圈为角接时，试验变压器为三相运行状态；当第一相初级线圈、第二相初级线圈和第三相初级线圈为并联连接时，试验变压器为单相运行状态。具体地，构成第一相初级线圈、第二相初级线圈和第三相初级线圈的线圈数量并不唯一，每一相线圈包含的数量不也要求相等，例如，第一相初级线圈、第二相初级线圈和第三相初级线圈可以分别包括一个线圈，或者分别包括多个线圈，或者某一相初级线圈包括一个线圈，其他包括多个线圈，只要本领域技术人员认为可以实现试验变压器的功能即可。铁芯300的结构并不唯一，在本实施例中，铁芯采用三相五柱式结构，三相绕组分别绕在中间三根铁芯柱上，两侧还包括两根空余没有绕组的铁芯柱，五根铁芯柱的上下都用铁轭连接起来，零序磁通可以通过外面两根铁芯柱与上、下铁轭形成流通回路，三相五柱式结构的变压器零序阻抗很小，工作性能好。

具体地，请参见图3，在一个实施例中，第一相初级线圈、第二相初级线圈和第三相初级线圈均包括一个线圈，即初级线圈包括第一初级线圈、第二初级线圈和第三初级线圈，这三个线圈采用连续式连接，第一初级线圈包括进线端子A和出线端子X，第二初级线圈包括进线端子B和出线端子Y，第三初级线圈包括进线端子C和出线端子Z。当第一初级线圈、第二初级线圈和第三初级线圈为角接时，试验变压器为三相运行状态，进线端子A连接出线端子Y，进线端子B连接出线端子Z，进线端子C连接出线端子X，其中进线端子A、进线端子B和进线端子C为同名端且用于与外部连接。三相试验变压器可以输出三相电压，且第一相初级线圈、第二相初级线圈和第三相初级线圈分别设置有调压开关，可以实现改变调压开关的档位可以实现分相调压的功能。

具体地，请参见图4，在一个实施例中，当第一初级线圈、第二初级线圈和第三初级线圈为并联连接时，试验变压器为单相相运行状态，进线端子A连接出线端子Y，出线端子Y连接进线端子C，出线端子X连接进线端子B，进线端子B连接出线端子Z，其中进线端子B与出线端子Y与外部相连，此时试验变压器为单相运行状态。

通过改变第一相初级线圈、第二相初级线圈和第三相初级线圈的进线端子和出线端子的连接关系可以实现试验变压器三相和单相之间的相互转换，且通过调压开关还可以实现分相调压的功能，以平衡电流大小，可以满足不同的被试品的试验需求，提高了试验变压器的使用便捷性和工作可靠性。

在一个实施例中，次级线圈200的数量为六个，当试验变压器为三相运行状态时，次级线圈为角接。具体地，当试验变压器为三相运行状态时，第一相初级线圈、第二相初级线圈和第三相初级线圈为角接，这样可以提供至少三个端子用于与外部连接，当次级线圈200的数量为六个时，次级线圈为角接，同样可以提供至少三个端子用于与外部连接，电机功率大，满足被试品测试的三相需求。

在一个实施例中，次级线圈200为双角接或单角接。具体地，以次级线圈的数量为六个为例，次级线圈包括第一次级线圈、第二次级线圈、第三次级线圈、第四次级线圈、第五次级线圈和第六次级线圈，其中，第一次级线圈包括进线端子a1和出线端子x1，第二次级线圈包括进线端子b1和出线端子y1,第三次级线圈包括进线端子c1和出线端子z1,第四次级线圈包括进线端子a2和出线端子x2,第五次级线圈包括进线端子b2和出线端子y2,第六次级线圈包括进线端子c2和出线端子z2。次级线圈为双角接或者单角接时都能满足试验变压器的三相运行要求。

请参见图5，当次级线圈200为双角接时，进线端子a1与出线端子y1连接，进线端子b1与出线端子z1连接，进线端子c1与出线端子x1连接，即第一次级线圈、第二次级线圈与第三次级线圈连接形成第一个角接；进线端子a2与出线端子y2连接，进线端子b2与出线端子z2连接，进线端子c2与出线端子x2连接，即第四次级线圈、第五次级线圈和第六次级线圈连接形成第二个角接；第一个角接与第二个角接并联运行，可以满足被试品低电压和大电流的需求。

请参见图6，当次级线圈200为单角接时，出线端子x1与进线端子a2连接，出线端子y1与进线端子b2连接，出线端子z1与进线端子c2连接，进线端子a1与出线端子y2连接，进线端子b1与出线端子z2连接，进线端子c1与出线端子x2连接，即第一次级线圈、第二次级线圈、第三次级线圈、第四次级线圈、第五次级线圈和第六次级线圈形成串联的角接结构，可以满足被试品高电压和大电流的需求。

在一个实施例中，当试验变压器为三相运行状态时，次级线圈200的数量为六个，次级线圈200为星接。具体地，当试验器为三相运行状态时，第一相初级线圈、第二相初级线圈和第三相初级线圈为角接，这样可以提供至少三个端子用于与外部连接，当次级线圈的数量为六个时，次级线圈为星接，同样可以提供至少三个端子用于与外部连接，满足被试品测试的三相需求，还有助于降低绕组承受电压，降低绝缘等级。

在一个实施例中，次级线圈200为双星接或单星接。具体地，以次级线圈的数量为六个为例，次级线圈包括第一次级线圈、第二次级线圈、第三次级线圈、第四次级线圈、第五次级线圈和第六次级线圈，其中，第一次级线圈包括进线端子a1和出线端子x1，第二次级线圈包括进线端子b1和出线端子y1,第三次级线圈包括进线端子c1和出线端子z1,第四次级线圈包括进线端子a2和出线端子x2,第五次级线圈包括进线端子b2和出线端子y2,第六次级线圈包括进线端子c2和出线端子z2。次级线圈为双星接或者单星接时都能满足试验变压器的三相运行要求。

请参见图7，当次级线圈200为双星接时，出线端子x1、出线端子y1与出线端子z1连接的公共点作为中性点，与进线端子a1、进线端子b1和进线端子c1构成第一个星接；出线端子x2、出线端子y2与出线端子z2连接的公共点作为中性点，与进线端子a2、进线端子b2和进线端子c2构成第二个星接；进线端子a1与进线端子a2连接，将第一个星接与第二个星接并联形成双星接结构，可以满足被试品低电压和小电流的需求。

请参见图8，当次级线圈200为单星接时，出线端子x1与进线端子a2连接，出线端子y1与进线端子b2连接，出线端子z1与进线端子c2连接，出线端子x2、出线端子y2均与出线端子z2连接，出线端子x2、出线端子y2与出线端子z2连接的公共点作为中性点，与进线端子a1、进线端子b1和进线端子c1构成单星接，可以满足被试品高电压和小电流的需求。

在一个实施例中，次级线圈200的数量为六个，当试验变压器为单相运行状态时，次级线圈为并联连接。当验器为单相运行状态时，第一相初级线圈、第二相初级线圈和第三相初级线圈为并联连接，这样可以提供至少两个端子用于与外部连接，当次级线圈的数量为六个时，次级线圈为并联连接，同样可以提供至少两个端子用于与外部连接，满足被试品测试的单相需求。

在一个实施例中，次级线圈200为六路单相并联连接、三路单相并联连接或两路单相并联连接。具体地，以次级线圈的数量为六个为例，次级线圈包括第一次级线圈、第二次级线圈、第三次级线圈、第四次级线圈、第五次级线圈和第六次级线圈，其中，第一次级线圈包括进线端子a1和出线端子x1，第二次级线圈包括进线端子b1和出线端子y1,第三次级线圈包括进线端子c1和出线端子z1,第四次级线圈包括进线端子a2和出线端子x2,第五次级线圈包括进线端子b2和出线端子y2,第六次级线圈包括进线端子c2和出线端子z2。次级线圈为六路单相并联连接、三路单相并联连接或两路单相并联连接都能满足试验变压器的单相运行要求。可以理解，在其他实施例中，次级线圈的数量也可以增加或减少，只要能满足单相运行的要求即可。

在一个实施例中，请参见图9，当次级线圈200为六路单相并联连接时，进线端子a1和出线端子y1均与进线端子c1连接，出线端子x1和进线端子b1均与出线端子z1连接，进线端子a2和出线端子y2均与进线端子c2连接，出线端子x2和进线端子b2均与出线端子z2连接，即次级线圈的头尾分别相连，第一次级线圈、第二次级线圈、第三次级线圈、第四次级线圈、第五次级线圈和第六次级线圈并联为一相运行，可以满足被试品低电压和大电流的需求。

在一个实施例中，请参见图10，当次级线圈为三路单相并联连接时，进线端子a1和出线端子y1均与进线端子c1连接，出线端子x1和进线端子a2连接，进线端子b1和出线端子y2连接，出线端子z1和进线端子c2连接，出线端子x2和进线端子b2均与出线端子z2连接，第一次级线圈与第四次级线圈串联成第一路绕组，第二次级线圈与第五次级线圈串联成第二路绕组，第三次级线圈与第六次级线圈串联成第三路绕组，第一路绕组、第二路绕组与第三路绕组并联为一相运行，可以满足被试品低电压和小电流的需求。

在一个实施例中，请参见图11，当次级线圈为两路单相并联连接时，出线端子x1与出线端子y1连接，进线端子b1与进线端子c1连接，出线端子x2与出线端子y2连接，进线端子b2与进线端子c2连接，进线端子a1与进线端子a2连接，出线端子z1与出线端子z2连接，由第一次级线圈、第二次级线圈和第三次级线圈串联形成的一路绕组与由第四次级线圈、第五次级线圈和第六次级线圈串联形成的一路绕组并联为一相运行，可以满足被试品高电压和大电流的需求。

在一个实施例中，请参见图12，次级线圈包括第一次级线圈、第二次级线圈、第三次级线圈、第四次级线圈、第五次级线圈和第六次级线圈，其中，第一次级线圈包括进线端子a1和出线端子x1，第二次级线圈包括进线端子b1和出线端子y1,第三次级线圈包括进线端子c1和出线端子z1,第四次级线圈包括进线端子a2和出线端子x2,第五次级线圈包括进线端子b2和出线端子y2,第六次级线圈包括进线端子c2和出线端子z2。出线端子x1连接进线端子a2，出线端子x2连接出线端子y2，进线端子b2连接出线端子y1，进线端子b1连接进线端子c1，出线端子z1连接进线端子c2，即第一次级线圈、第二次级线圈、第三次级线圈、第四次级线圈、第五次级线圈和第六次级线圈串联组成一路运行，可以满足被试品高电压和低电流的需求。可以理解，在其他实施例中，次级线圈的数量也可以增加或减少，只要能满足相应要求即可。

为了更好地理解上述试验变压器，以下结合具体的实施例进行详细解释说明。本实施例中调压开关具备五档调压功能，表1为初级线圈的连接方式及各参数图，表2为次级线圈连接方式及各参数图。

表1

表2

举例说明：当初级线圈为三相角接，且调压开关为第5档时，变压器额定容量为5500kVA，高压电压为10000V，电流为317.5A，电压变化系数K＝1.1，对应次级线圈也应该为三相；当次级线圈为三相运行时的“双角接”时，低压电压为55K(即55*1.11＝61V)，电流约为51960A。当高压为单相角接，且开关为第5档时，变压器额定容量为5500kVA，高压电压为10000V，电流为550A，电压变化系数K＝1.11，对应低压也应为单相；当低压为单相运行时的“两路单相并联接线”时，低压电压为110K(即110*1.11＝122V)，电流约为45000A。通过计算，无论接线方式为上述实施例中的哪一种，每个低压绕组流过的电流均为15000A。

上述试验变压器，初级线圈和次级线圈分别围绕设置于铁芯，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯中便会产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压。初级线圈和/或次级线圈的匝数可调，可以通过调节初级线圈和/或次级线圈的匝数，改变初级线圈和次级线圈之间的匝数比，起到调压的目的，进而满足不同被试品测试的电压需求，有效提高试验变压器的工作可靠性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种试验变压器，其特征在于，所述试验变压器包括：铁芯、初级线圈和次级线圈，所述初级线圈和所述次级线圈分别围绕设置于所述铁芯，所述初级线圈和/或所述次级线圈的匝数可调，以改变所述初级线圈和所述次级线圈之间的匝数比。

2.根据权利要求1所述的试验变压器，其特征在于，所述初级线圈设置有进线端子和出线端子，所述初级线圈包括基本段和可调段，所述可调段设置有多个抽头，所述基本段的一端作为所述初级线圈的进线端子首段，另一端连接所述可调段，所述可调段一端用于连接调压开关，另一端作为所述初级线圈的出线端子未段。

3.根据权利要求1所述的试验变压器，其特征在于，所述初级线圈包括第一相初级线圈、第二相初级线圈和第三相初级线圈；

当所述第一相初级线圈、所述第二相初级线圈和所述第三相初级线圈为角接时，所述试验变压器为三相运行状态；

当所述第一相初级线圈、所述第二相初级线圈和所述第三相初级线圈为并联连接时，所述试验变压器为单相运行状态。

4.根据权利要求3所述的试验变压器，其特征在于，所述次级线圈的组成数量为六个；当所述试验变压器为三相运行状态时，所述次级线圈组成为角接。

5.根据权利要求4所述的试验变压器，其特征在于，所述次级线圈为双角接或单角接。

6.根据权利要求3所述的试验变压器，其特征在于，当所述试验变压器为三相运行状态时，所述次级线圈的数量为六个；所述次级线圈组成为星接。

7.根据权利要求6所述的试验变压器，其特征在于，所述次级线圈为单星接或双星接。

8.根据权利要求3所述的试验变压器，其特征在于，所述次级线圈的数量为六个；当所述试验变压器为单相运行状态时，所述次级线圈为并联连接。

9.根据权利要求8所述的试验变压器，其特征在于，所述次级线圈为六路单相并联连接、三路单相并联连接或两路单相并联连接。

10.根据权利要求3所述的试验变压器，其特征在于，所述次级线圈的数量为六个；当所述试验变压器为单相运行状态时，所述次级线圈为串联连接。