CN116072393A - 调压式无功补偿装置用变压器与串联电抗器共轭铁芯结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及调压式无功补偿装置用变压器与串联电抗器共轭铁芯结构。本发明包括串联电抗器和变压器，所述串联电抗器包括串联电抗器铁芯，所述变压器包括变压器铁芯，所述串联电抗器铁芯与变压器铁芯之间设有共轭结构，所述串联电抗器铁芯包括三根串联电抗器铁芯柱，所述变压器铁芯包括三根变压器铁芯柱，每根串联电抗器铁芯柱与每根变压器铁芯柱通过共轭结构对应相连。本发明所述的调压式无功补偿装置用变压器与串联电抗器共轭铁芯结构，通过将固定补偿电容器组的串联电抗器置入新型的调压式无功补偿装置用调压器内部，能够最大程度的缩小装置占地面积；并且由于将电抗器线圈置于油中，可优化电抗器的散热，提高装置的寿命和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备设计技术领域，尤其是指调压式无功补偿装置用变压器与串联电抗器共轭铁芯结构。
背景技术
调压式无功补偿装置是一种比较常见的动态无功补偿装置。其工作原理是利用固定补偿并联电容器组的无功输出与电容器端电压平方成正比的关系，通过调压器改变电容器组的端电压，利用电容器的无功输出Q与电容器端电压U平方成正比的关系（Q=ωCU2），实现改变固定补偿并联电容器组的无功输出的目的。进而实现改变固定补偿并联电容器组无功输出的目的。
电容器组串联电抗器主要有干式空心电抗器、干式铁芯电抗器、油浸式电抗器三种形式，其中干式空心电抗器占地面积最大，干式铁芯和油浸式电抗器占地面积较小。因此当实际工程中要求调压式无功补偿装置尽量减小占地面积时，通常选用干式铁芯电抗器和油浸式电抗器。如果此时仍无法满足占地面积小的要求时，就没有更优的设计方案了。
现有的调压式无功补偿装置的构成如下图1所示；其中：T是调压器；L是电容器组串联电抗器；C是并联电容器。装置接入电力系统使用的断路器、隔离开关、避雷器等在图中未显示。调压器T一般采用油浸式自耦调压器。电容器组串联电抗器L常见干式空心电抗器、干式铁芯电抗器、油浸式电抗器等型式，其中干式空心电抗器占地面积最大，干式铁芯电抗器和油浸式电抗器占地面积较小。因此当实际工程中要求调压式无功补偿装置尽量减小占地面积时，通常选用干式铁芯电抗器和油浸式电抗器，但现有技术中无法进一步减小调压式无功补偿装置占地面积。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供调压式无功补偿装置用变压器与串联电抗器共轭铁芯结构，将调压器的芯体与电抗器的芯体结合在一起构成一个整体，以最大程度地缩小整个装置的占地面积。
按照本发明的技术方案，一种调压式无功补偿装置用变压器与串联电抗器共轭铁芯结构，包括串联电抗器和变压器，所述串联电抗器包括串联电抗器铁芯，所述变压器包括变压器铁芯，所述串联电抗器铁芯与变压器铁芯之间设有共轭结构。
在本发明的一种实施方式中，所述串联电抗器铁芯包括三根串联电抗器铁芯柱，所述变压器铁芯包括三根变压器铁芯柱，每根串联电抗器铁芯柱与每根变压器铁芯柱通过共轭结构对应相连。
在本发明的一种实施方式中，每根所述串联电抗器铁芯柱外环绕有电抗器三相线圈并形成电抗器三相绕组。
在本发明的一种实施方式中，每根变压器铁芯柱外环绕有变压器线圈并形成变压器三相绕组。
在本发明的一种实施方式中，所述变压器的输入端接入高压电网，变压器的输出端通过有载分接开关与变压器分压输出端相连。
在本发明的一种实施方式中，所述串联电抗器的输入端与变压器的输出端相连。
在本发明的一种实施方式中，所述串联电抗器的输出端与外部的并联电容器相连。
在本发明的一种实施方式中，所述串联电抗器铁芯上轭与变压器铁芯下轭为共轭结构。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明所述的调压式无功补偿装置用变压器与串联电抗器共轭铁芯结构，基于调压式无功补偿装置的工作原理，通过将固定补偿电容器组的串联电抗器置入新型的调压式无功补偿装置用调压器内部，能够最大程度的缩小装置占地面积；并且由于将电抗器线圈置于油中，可优化电抗器的散热，提高装置的寿命和可靠性。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
图1是现有的调压式无功补偿装置的结构示意图。
图2是油浸式变压器与油浸式串联电抗器结合示意图。
图3是本发明的调压式无功补偿装置用变压器与串联电抗器共轭铁芯结构的连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
参照图2所示，本发明的一种调压式无功补偿装置用变压器与串联电抗器共轭铁芯结构，其特征在于，包括串联电抗器和变压器，所述串联电抗器包括串联电抗器铁芯，所述变压器包括变压器铁芯，所述串联电抗器铁芯与变压器铁芯之间设有共轭结构；所述串联电抗器铁芯上轭与变压器铁芯下轭为共轭结构。
由于油浸式电抗器和油浸式变压器同为线圈式结构，特别是油浸式电抗器芯体与自耦变压器芯体具有一定的相似性，故可以考虑将变压器的芯体与电抗器的芯体结合在一起构成一个整体，以缩小整个装置的占地面积。本发明通过共轭式结构实现了将油浸式变压器与油浸式串联电抗器结合在一起的结构。
具体设置时，该铁芯由串联电抗器铁芯（上部）和变压器铁芯（下部）通过共轭（中部）构成，串联电抗器铁芯的下轭同为变压器铁芯的上轭。通过这种共轭结构，将串联电抗器与变压器构成一个整体，放在同一个箱壳中。
具体地，所述串联电抗器铁芯包括三根串联电抗器铁芯柱，所述变压器铁芯包括三根变压器铁芯柱，每根串联电抗器铁芯柱与每根变压器铁芯柱通过共轭结构对应相连；每根所述串联电抗器铁芯柱外环绕有电抗器三相线圈并形成电抗器三相绕组；每根变压器铁芯柱外环绕有变压器线圈并形成变压器三相绕组；所述变压器的输入端接入高压电网，变压器的输出端通过有载分接开关与变压器分压输出端相连；所述串联电抗器的输入端与变压器的输出端相连；所述串联电抗器的输出端与外部的并联电容器相连。有载分接开关为现有技术结构，为能在变压器励磁或负载状态下操作、变换变压器的分接，从而调节变压器输出电压的一种装置。有载分接开关的基本原理，就是在变压器高压绕组中引出若干分接头后，在不中断负载电流的情况下，由一个分接头切换到另一个分接头，来改变有效匝数，即改变变压器的电压比，从而实现调压的目的。
本实施例中，如图3所示，其中变压器三相绕组的高压输入端U、V、W（即调压式无功补偿装置输入端），通过并联接入高压电网。
其中，变压器的输出端u与通过有载分接开关与变压器分压输出端U1、U2至Un相连，使变压器的输入端U与输出端u之间电压UT按需要可调；
变压器的输出端v与通过有载分接开关与变压器分压输出端V1、V2至Vn相连，使输入端V与输出端v之间电压VT按需要可调；
变压器的输出端w与通过有载分接开关与变压器分压输出端W1、W2至Wn相连，使输入端W与输出端w之间电压WT按需要可调。
串联电抗器的输入端X、Y、Z为分别与变压器的输出端u、v、w相连；
串联电抗器的输出端x、y、z与外部的并联电容器C的输入端相连。
变压器的输入端U与变压器的输出端u、变压器的输入端V与变压器的输出端v、变压器的输入端W与变压器的输出端w之间是变压器的三相线圈，分别套在变压器铁芯柱上；
串联电抗器的输入端X 与串联电抗器的输出端x、串联电抗器的输入端Y与串联电抗器的输出端y，串联电抗器的输入端Z与串联电抗器的输出端z之间是串联电抗器的三相线圈，分别套在串联电抗器铁芯柱上；变压器的铁芯上轭与串联电抗器铁芯下轭为共轭结构，在设计时应考虑共轭部分的磁通密度，应满足变压器和串联电抗器共用的要求。本发明所述的调压式无功补偿装置用变压器与串联电抗器共轭铁芯结构，基于调压式无功补偿装置的工作原理，通过将固定补偿电容器组的串联电抗器置入新型的调压式无功补偿装置用调压器内部，能够最大程度的缩小装置占地面积；并且由于将电抗器线圈置于油中，可优化电抗器的散热，提高装置的寿命和可靠性。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.调压式无功补偿装置用变压器与串联电抗器共轭铁芯结构，其特征在于，包括串联电抗器和变压器，所述串联电抗器包括串联电抗器铁芯，所述变压器包括变压器铁芯，所述串联电抗器铁芯与变压器铁芯之间设有共轭结构。
2.根据权利要求1所述的调压式无功补偿装置用变压器与串联电抗器共轭铁芯结构，其特征在于，所述串联电抗器铁芯包括三根串联电抗器铁芯柱，所述变压器铁芯包括三根变压器铁芯柱，每根串联电抗器铁芯柱与每根变压器铁芯柱通过共轭结构对应相连。
3.根据权利要求2所述的调压式无功补偿装置用变压器与串联电抗器共轭铁芯结构，其特征在于，每根所述串联电抗器铁芯柱外环绕有电抗器三相线圈并形成电抗器三相绕组。
4.根据权利要求3所述的调压式无功补偿装置用变压器与串联电抗器共轭铁芯结构，其特征在于，每根变压器铁芯柱外环绕有变压器线圈并形成变压器三相绕组。
5.根据权利要求4所述的调压式无功补偿装置用变压器与串联电抗器共轭铁芯结构，其特征在于，所述变压器的输入端接入高压电网，变压器的输出端通过有载分接开关与变压器分压输出端相连。
6.根据权利要求5所述的调压式无功补偿装置用变压器与串联电抗器共轭铁芯结构，其特征在于，所述串联电抗器的输入端与变压器的输出端相连。
7.根据权利要求6所述的调压式无功补偿装置用变压器与串联电抗器共轭铁芯结构，其特征在于，所述串联电抗器的输出端与外部的并联电容器相连。
8.根据权利要求1所述的调压式无功补偿装置用变压器与串联电抗器共轭铁芯结构，其特征在于，所述串联电抗器铁芯上轭与变压器铁芯下轭为共轭结构。
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