CN110706909B - 一种新型调压方式的自耦变压器及其调压方法 - Google Patents

一种新型调压方式的自耦变压器及其调压方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种新型调压方式的自耦变压器及其调压方法，每相的高中压部分包括顺序连接的高压绕组HV、无载调压绕组DETC、有载调压绕组LTC、中压绕组LV；所述无载调压绕组DETC与有载调压绕组LTC之间连有一个无载分接开关。本发明保障产品性能的同时也降低了设计、工艺和生产的复杂性，极大地提高了劳动生产率。同时，在额定分接时不接入调压线圈，增加了运行的可靠性，而减少了一个无载开关，可减少开关间连线，减少空间，约经济成本。

Description

一种新型调压方式的自耦变压器及其调压方法
技术领域
本发明涉及变压器制造技术领域，具体的说是一种新型调压方式的自耦变压器。
背景技术
目前，电力设备220KV变压器在国内普遍采用恒磁通调压，而且所需要的调压分接数少、调压分接位置单一。这种的调压方式对于电网变化幅度很小时所起作用很小，不能瞬间捕捉电网细微变化。而当前工业和经济日益发达，导致工业用电需求量很大，调压范围更广，单一的调压方式已不能满足调压范围要求更大的变压器的需求。
目前，采用高压无载调加有载调220KV自耦变压器尙未见报道
发明内容
针对用户需要一台可做为多台自耦变压器的替换变压器，对高压调压范围要求大，且调压位置电压等级高，需要高压无载加有载配合调压。而由于无载调压开关限制，对电压等级高于123kV的正反调压，无三相一体开关，通常采用两个线性调开关实现正反调压。本发明要解决的技术问题是提供一种能够满足大范围调压要求的新型调压方式的自耦变压器。
本发明采用的技术方案是：一种新型调压方式的自耦变压器，每相的高中压部分包括顺序连接的高压绕组HV、无载调压绕组DETC、有载调压绕组LTC、中压绕组LV；
所述无载调压绕组DETC与有载调压绕组LTC之间连有一个无载分接开关。
所述无载分接开关为线性调压开关。
所述高压绕组HV的首端Hi为高压绕组出线端，高压绕组HV的末端Hi’与无载分接开关端口4连接，无载分接开关端口3～5依次分别与无载调压绕组DETC的首端3～5连接，无载调压绕组DETC末端3’～5’依次分别与无载分接开关端口4～6连接；无载分接开关端口2作为无载分接开关的引出端，与有载分接开关引入端K连接；i表示变压器的相序号。
所述有载分接开关引入端K的负端与有载调压绕组LTC的第1绕组首端连接，有载分接开关K的正端与有载调压绕组LTC的第16绕组末端连接，有载分接开关引出端Oi与有载调压绕组LTC的某一绕组首端或末端连接，用于实现正反调压。
所述有载分接开关K为正反调压开关。
所述中压绕组LV的首端Xi与引出端Oi连接，还与中压绕组LV的首端连接，中压绕组末端Xi’与中性点H0X0连接，i表示变压器的相序号。
第三绕组末端与下一相的第三绕组首端连接。
所述有载调压绕组LTC位于高压绕组HV与中压绕组LV绝缘空道之间，所述无载调压绕组DETC位于高压绕组HV与中压绕组LV之间。
一种新型调压方法，包括以下步骤：
当无载分接开关端口2接到端口4时，无载调压绕组未接入，无载分接开关处于额定分接状态；
当无载分接开关端口2接到端口5，6时，无载调压绕组为正分接，无载调压段串入高压绕组HV，高压绕组HV电压升高；
当无载分接开关端口2接到端口3时，无载调压绕组反串入高压绕组HV，高压绕组HV电压降低。
本发明具有以下有益效果及优点：
1.本发明为高压绕组末端接无载调压绕组和有载调压绕组的调压方式，高压无载调压加有载调压，高低运行时不仅工作位置多，而且调压范围广以及调压各分接之间电压变化小，能够满足用户大范围调压的要求。
2.本发明高压额定分接不接入，通过一个三相线性无载调压开关，实现(+2，-1)×2.5％的正反调压的目的。
3.保障产品性能的同时也降低了设计、工艺和生产的复杂性，极大地提高了劳动生产率。同时，在额定分接时不接入调压线圈，增加了运行的可靠性，而减少了一个无载开关，可减少开关间连线，减少空间，约经济成本。
附图说明
图1为本发明主变压器绕组排列结构示意图；
图2为本发明三相变压器绕组接线原理图；
图3a为本发明无载调压实现方式原理图；
图3b为常规实现方式对比原理图；
图4为本发明有载开关和无载开关接线原理图。
其中，LV为中压绕组，LTC为有载调压绕组，HV为高压绕组，DETC为无载调压绕组，TV为第三绕组。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1所示，本发明一种新型调压方式的绕组排列图，单柱线圈从内到外包括LV为中压绕组(公共绕组)，LTC为有载调压绕组，HV为高压绕组(即串联绕组)，DETC为无载调压绕组，TV为第三绕组。其中LTC有载调压绕组和DETC无载调压绕组均接于HV高压绕组末端，有载调压绕组位于HV高压与LV中压主空道之间，可有效避免有载调压时，高中阻抗波动大的问题，保证变压器的稳定运行。DETC无载调压绕组位于HV高压绕组与TV第三绕组之间，则出于产品阻抗要求值考虑，并且可以增加高压-第三绕组和中压-第三绕组的阻抗值，提高第三绕组的抗短路能力，减小系统短路时对第三绕组的影响。根据图1线圈各标号所示，H1为高压绕组出线端，H1’为高压绕组末端；X1为中压绕组出线端，X1’为中压绕组末端；16～1为有载调压绕组首端，16’～1’为有载调压绕组末端；3～5为无载调压绕组首端，3’～5’为无载调压绕组末端；Y1为第三绕组首端，Y1’为第三绕组末端。本方案三相联结组别为YNa0d1，以H1相为例，具体连接方式为，高压首端H1接高压套管，高压绕组末端H1’接无载分接开关标号4，无载调压绕组3～5接无载分接开关对应的3～5标号，无载调压绕组末端3’～5’接无载分接开关标号4～6；无载分接开关标号2接有载分接开关标号K，有载调压绕组16～1接有载分接开关标号16～1，有载调压绕组16’～1’接有载分接开关标号17～2；中压绕组首端X1及有载调压绕组引出端O接中压套管，中压绕组末端X1’接中性点套管H0X0；第三绕组Y1首端接第三绕组H1相套管，Y1’接第三绕组H2相套管，形成三角形连接。
自耦变压器的高压部分采用一个三相无载线性调压分接开关(DUIII 1202-170-12040D型线性调压开关)，和三个单相有载正反调压分接开关(3×VRCI 1301-170/D-18353W型正反调压开关)，调压方式为高压绕组末端接无载调压绕组和有载调压绕组的调压方式，无载调压分接开关及有载调压分接开关的工作位置总数为33(有载)×4(无载)-4(重复电压)＝128个。本方案高压调压电压为220(±16×0.625％)，(+2，-1)×2.5％kV，表1为无载分接绕组不串入时，有载调压的各分接位置及高压电压值，表2为无载分接绕组串入时，有载调压的各分接位置及高压电压值。变压器运行时，可根据互感器检测到的电网电压值，调节有载分接开关及无载分接开关位置，使变压器调节到可以匹配电网电压值的高压电压。
表1.
Figure BDA0001725368420000031
表2.
Figure BDA0001725368420000032
Figure BDA0001725368420000041
如图2，图4所示，本实施例中，高压绕组末端连接无载分接开关位置4，无载分接开关位置2引出连接有载分接开关引入端K，无载分接开关位置2可连接3～6任意位置进行无载调压。变压器额定运行时，无载分接开关位置2连接位置4。额定分接时，有载无载开关均未接入调压段。
图3a、图3b为本实施例的一种新型无载调压方式，通常自耦变压器高压调压位置在高压绕组末端高于中压绕组侧，绝缘水平要高于中压首端绝缘水平，而开关要求的绝缘水平也较高，当绝缘等级高于123kV时，无载开关无法实现一个三相开关进行正反调压，需采取三个单相正反调开关，或如图3b所示的两个三相线性调开关组合，不但增加成本，而且非常浪费空间。本实施例的创新点为，将高压末端接在调压绕组分接中的一个位置而非通常的首端，即可实现使用线形调开关实现正反调压的目的，如图3a所示。当引出端2接到分接4时，调压绕组未接入，开关处于额定分接状态；当引出端2接到分接5，6时，调压绕组为正分接(即K与有载调压开关端号+连接)，调压段串入高压绕组，(*号为绕组同名端)高压绕组电压升高；当引出端接到分接3时，调压绕组反串入高压绕组，高压绕组电压降低。该新型调压方式理论上可实现最多10个工作位置，最高245kV电压等级的三相无载正反调压需求。
图4为本实施例有载、无载分接开关详细接线图。高压绕组末端接入无载调压开关端号4，无载调压绕组首末端串联后，抽头接到无载调压开关端号3～6，无载调压开关引出端号2与有载调压开关引入端号K连接，有载调压绕组LTC的各绕组(本实施例为16个绕组)的首末端串联后，(分接)抽头接到有载调压开关端号1～17(偶数个的绕组首端依次接到有载调压开关的偶数端号，偶数个的绕组末端依次接到有载调压开关的奇数端号)，有载调压开关端号17与有载调压开关端号+连接，有载调压开关端号1与有载调压开关端号-连接，有载调压开关引出端Oi与中压绕组首端连接。有载分接开关引入端K的负端与有载调压绕组LTC的出头标号1即第1绕组首端连接，有载分接开关K的正端与有载调压绕组LTC的出头标号16’即第16绕组末端连接，有载分接开关引出端Oi与有载分接开关标号1～17任意一个标号连接，用于实现正反调压。有载调压绕组LTC的分接抽头端通过3×VRCI 1301-170/D-18353W正反调压开关与引出端Oi连接。
根据实测，该变压器高压绕组可实现多分接，大范围调压范围需求，可有效替换多台变压器，且可稳定运行。采用高压有载加无载调压方式，增大调压范围，增加可调节分接数量；由于无载分接开关限制，采用线性调压开关，通过将高压绕组末端接入线性调压开关非端部端口的接法，实现正反调压目的。保障产品性能的同时也降低了设计、工艺和生产的复杂性，极大地提高了劳动生产率。同时，在额定分接时不接入调压线圈，增加了运行的可靠性，而减少了一个无载开关，可减少开关间连线，减少空间，约经济成本。

Claims (7)

1.一种新型调压方式的自耦变压器，其特征在于：每相的高中压部分包括顺序连接的高压绕组HV、无载调压绕组DETC、有载调压绕组LTC、中压绕组LV；
所述无载调压绕组DETC与有载调压绕组LTC之间连有一个无载分接开关；
所述高压绕组HV的首端Hi为高压绕组出线端，高压绕组HV的末端Hi’与无载分接开关端口4连接，无载分接开关端口3～5依次分别与无载调压绕组DETC的首端3～5连接，无载调压绕组DETC末端3’～5’依次分别与无载分接开关端口4～6连接；无载分接开关端口2作为无载分接开关的引出端，与有载分接开关K引入端连接；i表示变压器的相序号；
DETC无载调压绕组位于高压绕组HV与第三绕组TV之间；
有载分接开关K引入端的负端与有载调压绕组LTC的第1绕组首端连接，有载分接开关K的正端与有载调压绕组LTC的第16绕组末端连接，有载分接开关K引出端Oi与有载调压绕组LTC的某一绕组首端或末端连接，用于实现正反调压。
2.根据权利要求1所述的一种新型调压方式的自耦变压器，其特征在于，所述无载分接开关为线性调压开关。
3.根据权利要求1所述的一种新型调压方式的自耦变压器，其特征在于，所述有载分接开关K为正反调压开关。
4.根据权利要求1所述的一种新型调压方式的自耦变压器，其特征在于，所述中压绕组LV的首端Xi与引出端Oi连接，还与中压绕组LV的首端连接，中压绕组末端Xi’与中性点H0X0连接，i表示变压器的相序号。
5.根据权利要求1所述的一种新型调压方式的自耦变压器，其特征在于，第三绕组TV末端与下一相的第三绕组TV首端连接。
6.根据权利要求1所述的一种新型调压方式的自耦变压器，其特征在于，所述有载调压绕组LTC位于高压绕组HV与中压绕组LV绝缘空道之间，所述无载调压绕组DETC位于高压绕组HV与中压绕组LV之间。
7.根据权利要求1所述的一种新型调压方式的自耦变压器的调压方法，其特征在于：
当无载分接开关端口2接到端口4时，无载调压绕组未接入，无载分接开关处于额定分接状态；
当无载分接开关端口2接到端口5或端口6时，无载调压绕组为正分接，无载调压绕组串入高压绕组HV，高压绕组HV电压升高；
当无载分接开关端口2接到端口3时，无载调压绕组反串入高压绕组HV，高压绕组HV电压降低。
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