CN112420361B - 一种有载调压油浸式电力变压器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种有载调压油浸式电力变压器，包括变压器体以及设置在其端部的主绝缘结构，所述主绝缘结构的内部设置有柱塞缓冲器，所述主绝缘结构的内部采用多个隔板构成不导向的与所述柱塞缓冲器相连通的油隙通道，所述隔板的外壁由绝缘压板压紧，所述绝缘压板的右侧设置有变压器主柱，所述变压器主柱的外壁上均匀缠绕有主柱绕组件，所述主柱绕组件的末端连接有调压静电环，所述调压静电环的控制端连接有安装在变压器内内壁上的调压控制器，利用变压器主柱结合调压静电环消除由调压静电环带来的场强集中，能够保证最大限度的节约电能，提高变压器的平均负载率，降低空载损耗，还能够改善电能质量以及提高配电网电压的稳定性。

Description

一种有载调压油浸式电力变压器
技术领域
本发明涉及电力变压器技术领域，具体涉及一种有载调压油浸式电力变压器。
背景技术
针对用户负荷峰谷变化大和电压波动等问题，根据实际运行情况而合理地进行容量和输出电压调节的有载调容调压变压器应运而生，有载调容调压变压器能够有效地提高配电变压器的平均负载率，节能效果显著，还能够改善电能质量以及提高电网电压的稳定性，延长用电设备的使用寿命。
目前用于有载调压油浸式电力变压器还存在以下问题：
(1)现有的有载调压油浸式电力变压器，设备间的静电效应无法消除，容易造成场强集中的现象；
(2)有载调压油浸式电力变压器的控制系统无法实时动态地调节变压器容量大小的变化，导致无法实现变压器绕组的切换，增加了供电线路的负担。
发明内容
为此，本发明提供一种有载调压油浸式电力变压器，解决现有技术中由于有载调压油浸式电力变压器场强集中、无法实时动态地调节变压器容量大小的问题。
为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：
一种有载调压油浸式电力变压器，包括变压器体以及设置在所述变压器体内部的主绝缘结构，所述主绝缘结构内设有柱塞缓冲器；
所述主绝缘结构的内部还设有多个隔板，所述多个隔板构成与所述柱塞缓冲器相连通的油隙通道，所述隔板的外壁压紧设置有绝缘压板；所述隔板远离所述所述绝缘压板的一侧设置有变压器主柱，所述变压器主柱的外壁上均匀缠绕有主柱绕组件，所述主柱绕组件的末端连接有调压静电环，所述调压静电环的控制端连接有调压控制器，所述调压控制器安装在变压器体的内壁。
可选地，所述柱塞缓冲器的内部通过控制接口件与所述调压控制器连接。
可选地，所述柱塞缓冲器的内壁设有配流盘，所述配流盘的输入端与所述油隙通道贯穿连接；所述控制接口件的轴向端连接安装在所述配流盘上。
可选地，所述配流盘远离所述控制接口件的一侧安装有缸体，所述缸体的内部设置有柱塞。
可选地，所述柱塞与所述缸体腔内壁设有密封间隙层。
可选地，所述柱塞泵设置在所述柱塞缓冲器的内壁上，所述柱塞泵的控制端连接所述调压控制器；所述柱塞泵连接所述柱塞的左侧端。
可选地，所述调压控制器用于控制所述柱塞泵以及柱塞缓冲器，包括三相电压信号调理电路、数据采集器和主控模块，所述数据采集器用于采集变压器体内的电压和电流数据并传递到所述主控模块。
可选地，所述三相电压信号调理电路的内部设置有电压互感器和电流互感器，所述电压互感器和电流互感器的输出端通连接有抗混叠滤波电路，所述抗混叠滤波电路用于通过输出端将数据信号输出至所述主控模块。
可选地，所述主控模块用于对所述电压和电流数据进行运算以分析调容调压变压器的运行状态，并通过控制命令由开入开出模块控制调压开关。
可选地，所述主控模块的信号端通过GPRS通信模块将数据传递至上位机并同步至服务器进行保存。
本发明具有如下优点：
本发明实质上是有载调压油浸式电力变压器，采用柱塞缓冲器联通油隙通道以及由隔板、绝缘压板以及变压器主柱构建的压紧结构，通过不导向的强油循环模式构建主绝缘结构，可以有效避免油流带电现象的发生。
同时，利用变压器主柱结合调压静电环消除由调压静电环带来的场强集中，从而增强绝缘裕度，利用主控模块对实时负荷和变压器调容调压开关状态做出判断并输出相应的控制信号；通过光耦隔离模块控制储能继电器动作，从而控制储能电容器放电，储能电容器瞬间放电驱动调容调压开关中的永磁机构动作，使调压开关以及调容开关闭合或者断开，实现变压器容量的变化和输出电压的调节，确保各功能模块的正确性和可行性，能够智能化地切换变压器绕组的连接方式，实现实时动态地调节变压器容量大小的变化；此外还可以完成二次侧输出电压值大小的调节，既能够在保证可靠用电的前提下最大限度的节约电能，提高变压器的平均负载率，降低空载损耗，大程度上改善电能质量以及提高配电网电压的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明实施方式中有载调压油浸式电力变压器的结构框图；
图2为本发明实施方式中柱塞缓冲器的结构框图；
图3为本发明实施方式中调压控制器的结构示意图。
图中：
1-变压器体；2-主绝缘结构；3-柱塞缓冲器；4-隔板；5-绝缘压板；6-变压器主柱；7-主柱绕组件；8-调压静电环；9-调压控制器；10-柱塞泵；
301-控制接口件；302-配流盘；303-柱塞；304-缸体；305-密封间隙层；
901-三相电压信号调理电路；902-数据采集器；903-主控模块；904-电流互感器；905-电压互感器；906-抗混叠滤波电路；907-开入开出模块；908-调压开关；909-GPRS通信模块；910-服务器；911-上位机。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图3所示，本发明提供了一种有载调压油浸式电力变压器，采用柱塞缓冲器3联通油隙通道以及由隔板4、绝缘压板5以及变压器主柱6构建的压紧结构，旨在于通过不导向的强油循环模式构建主绝缘结构2以有效避免油流带电现象的发生，同时利用变压器主柱6结合调压静电环8消除由调压静电环8带来的场强集中，从而增强绝缘裕度。
本实施例中，有载调压油浸式电力变压器包括变压器体1以及设置在其内部的主绝缘结构2，主绝缘结构2的内部设置有柱塞缓冲器3，主绝缘结构2的内部采用多个隔板4构成不导向的、与柱塞缓冲器3相连通的油隙通道，该隔板4的外壁由绝缘压板5压紧。
绝缘压板5的右侧设置有变压器主柱6，变压器主柱6的外壁上均匀缠绕有主柱绕组件7，主柱绕组件7的末端连接有调压静电环8，调压静电环8的控制端连接有安装在变压器体1内壁上的调压控制器9。
主绝缘结构2内部采用多个隔板4构成不导向的循环压紧结构，可以有效避免油流带电现象的发生。高压线圈端部内外层均采用5层角环，合理布置绕组围屏、消除由绝缘件尖角带来的场强集中，从而增强绝缘裕度。
进一步地，本实施例中，利用调压控制器9控制调压静电环8控制主柱绕组件7的静电电压；柱塞缓冲器3的内部通过控制接口件301连接调压控制器9进行调控。控制接口件301的轴向端连接安装在柱塞缓冲器3右侧内壁上的配流盘302，配流盘302的输入端与油隙通道贯穿连接。
本实施例中，柱塞缓冲器3采用对称正遮盖结构的配流盘302作为缓冲模块，通过偏转配流盘302使得柱塞腔压力预升或预降来匹配槽口内的压力，从而消除液压冲击。
本实施例中，对称正遮盖结构的配流盘302即在配流盘302的两侧对称安装有缓冲盖以缓冲冲击压力。其中，配流盘302左侧安装有缸体304，缸体304的内部设置有柱塞303。
本实施例中，缸体304在旋转过程中，柱塞303会沿柱塞腔直线运动，柱塞腔中油液体积发生变化导致柱塞腔内瞬时压力可变且根据缸体304旋转速度可控制柱塞腔内部的压力。
柱塞303与缸体304腔内壁设置密封间隙层305。柱塞303的左侧端通过柱塞泵10进行控制，柱塞泵10设置在柱塞缓冲器3的内壁上，柱塞泵10的控制端连接调压控制器9。
本实施例中，柱塞303在柱塞腔内移动时，柱塞腔油液量具有自适应性，即柱塞腔内的油液量能根据工况自动调节，才能解决变工况的压力冲击问题，调节油液量的方法，一是连通固定腔室，使得油液体积发生变化，由于腔室是固定的，所以在变量液压变压器这种多个工况参数变化的条件下这个方法不具有适应性；二是从下一个配流槽口中引入或导出额外的油液，由于油液是持续引入或导出的，使得柱塞腔中的油液量是连续变化的，而且随着工况的变化油液引入或导出的速度是变化的，这就使得柱塞腔中的油液量具有了自适应性，柱塞腔油液量的自适应性要求采用复合缓冲结构方案，即在采用对称正遮盖缓冲结构使柱塞腔压力预升或预降的基础上，再采用缓冲孔或缓冲槽来解决压力冲击问题。
调压控制器9用于控制柱塞泵10以及柱塞缓冲器3，由三相电压信号调理电路901和数据采集器902组成，数据采集器902采集变压器体1内侧的电压和电流数据传递到主控模块903。
具体地，三相电压信号调理电路901的内部设置有电压互感器905和电流互感器904，电压互感器905和电流互感器904的输出端通连接有抗混叠滤波电路906，抗混叠滤波电路906的输出端输出数据信号至主控模块903。
本实施例中，三相电压信号调理电路901通过电压互感器905和电流互感器904采集变压器本体二次侧的电压和电流数据，完成模拟信号到数字信号的转换，并由主控模块对数据进行运算并分析调容调压变压器的运行状态，然后发出控制命令，由开入开出模块控制调容调压开关动作，同时开入开出模块可以采集调容调压开关的状态并传输到主控模块903。
本实施例中，三相电压信号调理电路901电路中采用后置电感和电容并联的方式滤除工作时电路中的纹波，同时反相并联二极管，保证了输出电压的稳定，电路输出侧并联瞬态二极管，可以吸收外界干扰，保护电源电路。
主控模块903对电压和电流数据进行运算并分析调容调压变压器的运行状态，通过控制命令由开入开出模块907控制调压开关908。
本实施例中，开入开出模块907控制变压器体输出回路控制三路开关量的信号输出。
本实施例中，主控模块903对实时负荷和变压器调容调压开关状态做出判断并输出相应的控制信号，通过光耦隔离模块控制储能继电器动作，从而控制储能电容器放电，储能电容器瞬间放电驱动调容调压开关中的永磁机构动作，使调压开关908以及调容开关闭合或者断开，实现变压器容量的变化和输出电压的调节。
本实施例中，采用LPC4078作为主控模块903的主芯片，用于处理要求高度集成和低功耗的嵌入式应用，具备较高的处理速率。
主控模块903的信号端通过GPRS通信模块909将数据传递至上位机911并同步至服务器910进行保存。
基于前述各个实施例提供的有载调压油浸式电力变压器，采用柱塞缓冲器3联通油隙通道以及由隔板4、绝缘压板5以及变压器主柱6构建的压紧结构，通过不导向的强油循环模式构建主绝缘结构2，能够有效避免油流带电现象的发生。
同时，利用变压器主柱6结合调压静电环8消除由调压静电环8带来的场强集中，从而增强绝缘裕度；利用主控模块903对实时负荷和变压器调容调压开关状态做出判断并输出相应的控制信号，通过光耦隔离模块控制储能继电器动作，从而控制储能电容器放电。
此外，储能电容器瞬间放电驱动调容调压开关中的永磁机构动作，使调压开关908以及调容开关闭合或者断开，实现变压器容量的变化和输出电压的调节，确保各功能模块的正确性和可行性，能够智能化地切换变压器绕组的连接方式，实现实时动态地调节变压器容量大小的变化，同时也能够完成二次侧输出电压值大小的调节，既能够在保证可靠用电的前提下最大限度的节约电能，提高变压器的平均负载率，降低空载损耗，还能够在很大程度上改善电能质量以及提高配电网电压的稳定性。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种有载调压油浸式电力变压器，其特征在于，包括变压器体(1)以及设置在所述变压器体(1)内部的主绝缘结构(2)，所述主绝缘结构(2)内设有柱塞缓冲器(3)；
所述主绝缘结构(2)的内部还设有多个隔板(4)，所述多个隔板(4)构成与所述柱塞缓冲器(3)相连通的油隙通道，所述隔板(4)的外壁压紧设置有绝缘压板(5)；所述隔板(4)远离所述绝缘压板(5)的一侧设置有变压器主柱(6)，所述变压器主柱(6)的外壁上均匀缠绕有主柱绕组件(7)，所述主柱绕组件(7)的末端连接有调压静电环(8)，所述调压静电环(8)的控制端连接有调压控制器(9)，所述调压控制器(9)安装在变压器体(1)的内壁；
所述柱塞缓冲器(3)的内部通过控制接口件(301)与所述调压控制器(9)连接；
所述柱塞缓冲器(3)的内壁设有配流盘(302)，所述配流盘(302)的输入端与所述油隙通道贯穿连接；所述控制接口件(301)的轴向端连接安装在所述配流盘(302)上；
所述配流盘(302)远离所述控制接口件(301)的一侧安装有缸体(304)，所述缸体(304)的内部设置有柱塞(303)；
所述柱塞(303)与所述缸体(304)腔内壁设有密封间隙层(305)；
所述柱塞(303)的左侧端通过柱塞泵(10)进行控制，所述柱塞泵(10)设置在所述柱塞缓冲器(3)的内壁上，所述柱塞泵(10)的控制端连接所述调压控制器(9)；所述柱塞泵(10)连接所述柱塞(303)的左侧端。
2.根据权利要求1所述的一种有载调压油浸式电力变压器，其特征在于，所述调压控制器(9)用于控制所述柱塞泵(10)以及柱塞缓冲器(3)，包括三相电压信号调理电路(901)、数据采集器(902)和主控模块(903)，所述数据采集器(902)用于采集变压器体(1)内的电压和电流数据并传递到所述主控模块(903)。
3.根据权利要求2所述的一种有载调压油浸式电力变压器，其特征在于，所述三相电压信号调理电路(901)的内部设置有电压互感器(905)和电流互感器(904)，所述电压互感器(905)和电流互感器(904)的输出端通连接有抗混叠滤波电路(906)，所述抗混叠滤波电路(906)用于通过输出端将数据信号输出至所述主控模块(903)。
4.根据权利要求2所述的一种有载调压油浸式电力变压器，其特征在于，所述主控模块(903)用于对所述电压和电流数据进行运算以分析调容调压变压器的运行状态，并通过控制命令由开入开出模块(907)控制调压开关(908)。
5.根据权利要求4所述的一种有载调压油浸式电力变压器，其特征在于，所述主控模块(903)的信号端通过GPRS通信模块(909)将数据传递至上位机(911)并同步至服务器(910)进行保存。
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