CN111816415A - 一种柔性直流输电用耗能保护变压器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种柔性直流输电用耗能保护变压器，包括：油箱，所述的油箱的外壳上设置有低压套管、高压套管、高压中性点套管、散热器、储油柜，所述的油箱的内部设置有：三个高压绕组、三个低压绕组、以及绕组绝缘件；所述的高压绕组、低压绕组严格等安匝排布，每个分区高度差小于等于2mm；所述的高压绕组、低压绕组的油隙垫块分档数比常规的分档数密1.5‑2倍；在线饼换位S弯处设置楔形垫块。本发明根据耗能保护变压器的运行工况，进行了特殊设计，调整了绕组散热能力，提高了过负荷耐受能力和抗冲击能力。

Description

一种柔性直流输电用耗能保护变压器
技术领域
本发明属于电力变压器技术领域，具体涉及一种柔性直流输电用耗能保护变压器。
背景技术
在柔性直流输电线路中，当线路发生故障时，为保护线路系统和设备，需要在极短的时间内将线路中的能量输送至耗能电阻上释放掉。用于连接耗能电阻的耗能保护变压器是不同于常规变压器的特殊用途的变压器，其容量大、阻抗低、无需调压、长期处于空载运行、可承受多次数倍容量的短时过负荷等；需要在3秒钟内承受4倍电流的冲击，并且2小时5次。
针对此种特殊用途，现在市场上尚没有满足上述需要的变压器，为首次遇到这种功能需求，因此急需一种具有高过负荷耐受能力和抗冲击能力的耗能保护变压器。
发明内容
为适应耗能保护变压器的特殊功能，本发明提供了一种柔性直流输电用耗能保护变压器，重点考虑耗能保护变压器抗短时过负荷能力，同时舍弃正常散热的能力。由于耗能保护变压器长期处于空载运行，在承受短时数倍过负荷时，由于时间很短、约3秒，而铜和油热时间常数均大于此数值，无法使绕组和变压器油的温度发生较大变化。因此，耗能保护变压器的冷却装置只需考虑空载损耗，绕组中垫块分档数可设计为常规分档数的1.5-2倍，从而大大增强了在过负荷冲击时的轴向抗冲击强度。
此种变压器无需配调压功能，因此无调压绕组，因此高低压绕组可做到完美的安匝平衡，高低压绕组采用等安匝排布(指高低压绕组对应的分区内安匝百分比相等)。楔形垫块采用三点绑扎结构，每个楔形垫块的两个端部和中间位置进行绑扎，以防止受到冲击力时楔形垫块发生窜动，从而大大降低了短时过电流带来的电动机械力问题。
本发明所采用的技术方案如下：
一种柔性直流输电用耗能保护变压器，包括：油箱，所述的油箱的外壳上设置有低压套管、高压套管、高压中性点套管、散热器、储油柜，所述的油箱的内部设置有：三个高压绕组、三个低压绕组、以及绕组绝缘件；
所述的高压绕组、低压绕组严格等安匝排布，每个分区高度差小于等于2mm；所述的高压绕组、低压绕组的油隙垫块分档数比常规的分档数密1.5-2倍；在线饼换位S弯处设置楔形垫块。
优选的，所述的高压绕组和低压绕组均为圆桶形，高压绕组套在低压绕组外部。
优选的，所述的高压绕组、低压绕组的高度相等。
优选的，在线饼换位S弯处设置第一楔形垫块、第二楔形垫块，所述的第一楔形垫块、第二楔形垫块分别与其相邻的线饼之间使用热缩带、采用两点式绑扎，通过楔形垫块第一绑扎点、楔形垫块第二绑扎点进行绑扎固定。
优选的，所述的第一楔形垫块包括：与导线等厚的一部分平行段、配合线饼升层的楔形段。
优选的，所述的第二楔形垫块包括：与导线等厚的端部带缺角的一部分平行段、配合线饼升层的楔形段。
本发明的有益效果：
本发明根据耗能保护变压器的运行工况，进行了特殊设计，调整了绕组散热能力，提高了过负荷耐受能力和抗冲击能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的具体实施方式、或者现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些具体实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的属于本申请保护范围之内的附图。
图1是本发明实施例的耗能保护变压器的整体结构示意图；
图2是现有的绕组结构示意图；
图3是本发明实施例的改进绕组结构示意图；
图4是本发明实施例的楔形垫块两点式绑扎的主视图；
图5是本发明实施例的楔形垫块两点式绑扎的俯视图；
图中，1-低压套管，2-高压套管，3-高压中性点套管，4-散热器，5-储油柜，6-油箱，7-线饼，8-油隙垫块，9-第一楔形垫块，10-第二楔形垫块，11-线饼换位S弯，12-楔形垫块第一绑扎点，13-楔形垫块第二绑扎点。
具体实施方式
下面结合附图，具体说明本发明的实施方式。
如图1所示，是本发明实施例的耗能保护变压器的整体结构示意图。一种柔性直流输电用耗能保护变压器，包括：油箱6，所述的油箱6的外壳上设置有低压套管1、高压套管2、高压中性点套管3、散热器4、储油柜5，所述的油箱6的内部设置有：三个高压绕组、三个低压绕组以及绕组绝缘件。上述各部件的设置位置、连接方式均为现有技术，在此不再详细描述。
所述的高压绕组、低压绕组严格等安匝排布，每个分区高度差不得大于2mm。高压绕组和低压绕组均为圆桶形，高压绕组套在低压绕组外部。高压绕组、低压绕组高度相等，将这个高度分成8个区，每个区内的匝数所占总匝数的百分比是相等的，且实际控制时每个区高度差不得大于2mm，从而减少因匝数比例偏差大造成的横向漏磁大的问题。
在进行变压器结构设计时，依据铁芯损耗来设计油顶层温升情况，确保铁芯散热能力。考虑到实际变压器内部发热量为铁芯损耗，因此根据铁芯损耗值设计散热器组数，铁芯内部增加油路。
为了加强绕组的机械强度，所述的高压绕组、低压绕组的油隙垫块分档数比常规的分档数密1.5-2倍。如图2所示，是现有的绕组结构示意图；如图3所示，是本发明实施例的改进绕组结构示意图。因为耗能保护变压器长期为空载运行，高压绕组、低压绕组只流通励磁电流，因此绕组发热量很小，常规设计的绕组线饼7的散热面可以缩小，因此可以加密油隙垫块8的分档数，好处是增加线饼7的支撑面积，增强绕组抗短路和大电流冲击能力。
在线饼换位S弯11处设置第一楔形垫块9、第二楔形垫块10，所述的第一楔形垫块9、第二楔形垫块10分别与其相邻的线饼7之间使用热缩带、采用两点式绑扎，通过楔形垫块第一绑扎点12、楔形垫块第二绑扎点13进行绑扎固定。如图4所示，是本发明实施例的楔形垫块两点式绑扎的主视图；如图5所示，是本发明实施例的楔形垫块两点式绑扎的俯视图。当变压器线圈的导线从一饼换位到下一饼时，需要通过换位S弯实现；因为是双连续式线圈型式，所以每次换位有两个S弯，因此需要两种楔形垫块：第一楔形垫块9、第二楔形垫块10。所述的第一楔形垫块9包括：与导线等厚的一部分平行段、配合线饼升层的楔形段；所述的第二楔形垫块10包括：与导线等厚的端部带缺角的一部分平行段、配合线饼升层的楔形段。
最后需要说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此。本领域技术人员应该理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种柔性直流输电用耗能保护变压器，包括：油箱(6)，所述的油箱(6)的外壳上设置有低压套管(1)、高压套管(2)、高压中性点套管(3)、散热器(4)、储油柜(5)，所述的油箱(6)的内部设置有：三个高压绕组、三个低压绕组以及绕组绝缘件；其特征在于：
所述的高压绕组、低压绕组严格等安匝排布，每个分区高度差小于等于2mm；所述的高压绕组、低压绕组的油隙垫块分档数比常规的分档数密1.5-2倍；在线饼换位S弯(11)处设置楔形垫块。
2.根据权利要求1所述的一种柔性直流输电用耗能保护变压器，其特征在于，所述的高压绕组和低压绕组均为圆桶形，高压绕组套在低压绕组外部。
3.根据权利要求2所述的一种柔性直流输电用耗能保护变压器，其特征在于，所述的高压绕组、低压绕组的高度相等。
4.根据权利要求1－3任一项所述的一种柔性直流输电用耗能保护变压器，其特征在于，在线饼换位S弯(11)处设置第一楔形垫块(9)、第二楔形垫块(10)，所述的第一楔形垫块(9)、第二楔形垫块(10)与分别其相邻的线饼之间使用热缩带、采用两点式绑扎，通过楔形垫块第一绑扎点(12)、楔形垫块第二绑扎点(13)进行绑扎固定。
5.根据权利要求4所述的一种柔性直流输电用耗能保护变压器，其特征在于，所述的第一楔形垫块(9)包括：与导线等厚的一部分平行段、配合线饼升层的楔形段。
6.根据权利要求4所述的一种柔性直流输电用耗能保护变压器，其特征在于，所述的第二楔形垫块(10)包括：与导线等厚的端部带缺角的一部分平行段、配合线饼升层的楔形段。
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