CN201256057Y - 交错式绕组变压器的节能绕组结构 - Google Patents

交错式绕组变压器的节能绕组结构 Download PDF

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一种交错式绕组变压器的节能绕组结构,它由高压绕组和低压绕组、铁芯组成,在电炉变压器N个磁平衡组中,把高压绕组分为2/N部份,其高压绕组导线截面积S和导线高度b各为高压绕组设计截面积和高度的2/N,匝数为设计匝数W;分别放置于N个磁平衡组中,将各组高压绕组并联跨接成为多组并联的高压节能绕组,从而达到明显的节能效果,绕组并联跨接结构,不改变变压器的其它设计结构方式,都具有明显的节能效果。

Description

交错式绕组变压器的节能绕组结构
技术领域.
本实用新型属于变压器技术领域,尤其适用于交错式 绕组变压器的节能绕组结构,特别对大容量的电炉变压器 节能效果更加明显。 背景技术
鉴于我国限制并淘汰6300KVA以下的电炉变压器,因 此目前生产的电炉变压器均为8000KVA级以上大型变压器, 其涡流损耗很大。 一般要占电阻损耗的15-30%以上,有的 甚至达到50%以上,因此降低变压器的涡流损耗对于电炉变 压器的节能降耗,具有现实意义。
传统结构的电炉变压器,是沿绕组轴向采用低压-高压 -低压……排列的交错式绕组,绕组排列见图1、图2其平 衡组个数N的选择与短路阻抗Uk的大小有关,见下表:<table>table see original document page 4</column></row> <table>
图2所示为N二4个平衡组的电炉变压器传统接线方式, 其高压绕组分为2/N部分,每部份的匝数为设计总匝的 2/N,导线截面积和高度为设计截面积,再把各部份串联起 来置于低压绕组中间。这种传统的绕组排列接线方式的变 压器涡流损耗较大,为了克服这一缺陷,特设计采用了本 实用新型的技术方案。发明内容
本实用新型的目的是提供一种交错式绕组变压器的节 能绕组结构来实现减小变压器的涡流损耗,使其实现节能 降耗。
本实用新型所述的交错式绕组变压器的节能绕组结 构,这里所述的交错式绕组,如上所述,是沿绕组轴向从 右往左,按低压-高压-低压……排列的低、高压交错绕组, 它是在电炉变压器多个(N个)磁平衡组中,把变压绕组分
为2/N部份,N为2〜16的偶数其导线截面积(s)和导线 高度(b)各为高压绕组设计截面积和高度的2/N,匝数为 设计匝数(W)。分别放置于N个磁平衡组中,再将各组高 压绕组并联跨接为多组并联的高压节能绕组,其分组及并 联跨接方式和结构。
采用本技术方案的有益效果是:在原有变压器总体结 构基本不变的情况下,采用上述分组并联跨接的高压绕组 结构后,与传统结构相比,使高压绕组的涡流损耗降低到 1/4,从而使变压器的总损耗降低10%以上。
附图说明
图la为传统结构交错式绕组的排列图(磁平衡组个数 N=2);
图lb为传统结构交错式绕组的磁势图;
图2为传统结构的交错式绕组排列图(当磁平衡组个
数N = 4时);
图3a为本实用新型交错式绕组变压器的节能绕组结构
排列图(当磁平衡组个数N = 4时);
图3b为本实用新型交错式绕组变压器的节能绕组的磁势图(当磁平衡组个数N=4时);
图4a为本实用新型交错式绕组变压器的节能绕组排列
图(当磁平衡组个数N=6时);
图4b为本实用新型交错式绕组变压器的节能绕组的磁 势图(当磁平衡组个数N=6时)。
图中:1-A.X高压绕组;2 —Si.Xi、 a^.X2、 9^.X3、 a4.X4、 a5.x5、 afi. ^分别为各低压绕组;3-铁芯。
其中:A-高压绕组进线端头;X-高压绕组出线端头; a,〜ae-为低压绕组进线端头;Xi〜X6-为低压绕组出线端头。
具体实施方式
本实用新型所述的交错式绕组变压器的节能绕组结 构,具体的实施方式结合附图作进一步的详述。
实施例1:
, 附图3a、图3b (N=4)是具有4个磁平衡组的分组高 压节能绕组及其排列结构,从右向左为序排列是:低压绕 组2,高压绕组1 (2/N) N为4,即把高压绕组分为左、右 两部份,其中右边部份置于低压绕组(ai.Xl)、 (a2.x2)中 间,右边A为进线端,X为出线端,高压绕组1左边部份置 于低压绕组(a3.x3)和(a4.x4)之间,并且把高压绕组1 的左边进线端头Ai与高压绕组右边一部份的进线端头A相 联,高压绕组左边部份的出线端头X与右边部份的xi相联 接。各绕组排列设置于铁芯3中。 实施例2:
按附图4a (N二6)具有6个磁平衡组的分组并联跨接结 构的高压节能绕组及其排列结构。从右向左为序排列为: 低压绕组2、高压绕组1交错排列(2/N) N为6,即分为左、中、右三个部份、其中,右边部份置于低压绕组(ai.Xl)、
(a2. )之间,高压绕组的中间 一 部份置于低压绕组
(a:;.X:;)、 (a4.X4)之间,高压绕组的左边的 一 部份置于低
压绕组(a,. x5)和(a6.x6)之间排列于铁芯3中,并将高 压绕组1右边部份的进线端头A分别与高压绕组中间、左 边两部份的进端头A工和A"并联跨接;高压绕组1右边的一
部份出线端头线xi与高压绕组中间和左边两部份出线端头
X"和X并联跨接。把各绕组排列设置于铁芯中。8个或12、 16更多的磁平衡组时,高压绕组的分组并联跨接结构以此类推。
慨括起来,本实用新型是一种分组并联跨接的高压节 能绕组。它是在电炉变压器N个磁平衡组中,N为2〜16 的偶数。把高压绕组分为2/N部份,其导线截面积和导线 高度各为高压绕组设计截面积和厚度的2/N,匝数为设计匝 数W。分别放置于N个磁平衡组中,再将各组髙压绕组并联 跨接为多组并联的高压节能绕组,其分组及并联跨接方式 和结构见图3和图4 。
图4a、图4b给出了 6个磁平衡组时,高压绕组的分组 并联跨接结构。更多磁平衡组的分组并联跨接结构以此类 推。
图2和图3均为4个平衡组。但在图3中,与图2比 较,其高压绕组1分为2组,且高压绕组导线的截面积S 和导线高度b与图2相比都减小1/2,且当导线宽度a不变 时,其每组的匝数可增加一倍。这样一来,图2中高压串 联绕组结构即可改进为图3的并联跨接结构。这时,置于 低压绕组2间的高压绕组的导线截面积和厚度均为原导线截面积和高度的1/2左右,而匝数均为设计的总匝数W。采 用这种结构后,其它设计方式不变,仅将高压绕组的结构 改进后,即可取得明显的节能效果。这是因为:
由于涡流损耗与平衡组内导线截面积S和导线宽度a 的平方成正比,这样改进后,因平衡组内导线截面积减小 了 1/2,因此,改进后的高压绕组的涡流损耗降低,为传统 绕组结构涡流损耗的1/4。
一般而言,电炉变压器高压绕组的涡流损耗约占其电 阻损耗的15-30%,其电阻损耗约占变压器负载损耗的50% 以上,而变压器的负载损耗又约占变压器总损耗的89%左 右,因此,采用高压绕组在电炉变压器各磁平衡组分组并 联跨接结构后,与传统结构相比可使变压器总损耗降低 5-10%左右,节能效果明显。
应当指出,在采用交错式绕组的所有变压器中,本技 术方案均可有效降低涡流损耗。但根据变压器设计中的具 体要求,加上导线规格的限制,致使平衡组内导线的截面 积S和高度b不一定恰为原来的1/2。此时,可在改进后的 导线截面积为原截面积的1/2左右的前提下,适当调整导 线宽度和高度b即可。宽度a可在1/3〜1/2〜3/4范围内 选取高度b可在3/4〜1/2〜1/3范围内选取。

Claims (5)

1、一种交错式绕组变压器的节能绕组结构,它由高压绕组(1)和低压绕组(2)、铁芯(3)组成,其特征在于:在电炉变压器有N个磁平衡组,N为2~16的偶数,把高压绕组(1)分为2/N部份,该高压绕组(1)的导线截面积S和导线高度b各为高压绕组设计截面积和厚度的2/N,匝数为设计匝数W;分别放置于N个磁平衡组中,将各组高压绕组并联跨接成为多组并联的高压节能绕组,其结构采用了分组及并联跨接方式,低压绕组(2)和高低绕组(1)有序交错排列设置于铁芯(3)中。
2、 根据权利要求1的交错式绕组变压器的节能绕组结 构,其特征在于:变压器设有4个磁平衡组时高压节能绕 组分为两部份排列结构,低压绕组(2)与高压绕组(1) 从右向左交错排列,即把高压绕组分为左边和右边两部份, 其中右边部份置于低压绕组(2) ai.Xl 、 a2.x2中间,右边 A为进线端,X为出线端;髙压绕组(1)的左边部份置于 低压绕组(2) a:;. x:;和a4. X4之间,进线端为A1,出线端为 X';把高压绕组(1)右边部份的进线端头A与髙压绕组(1)的左边部份进线端头A^目联跨接;高压绕组(1)右边部份的出线端头X'与高压绕组左边部份的出线端头X分别相连 跨接,将各绕组排列于铁芯(3)中。
3、 根据权利要求1的交错式绕组变压器的节能绕组结 构,其特征在于:变压器设有6个磁平衡组的分组高压节 能绕组的棑列结构,低压绕组(2)与高压绕组(1)从右 向左交错排列,即把高压绕组分为左、中、右三个部份,其中,右边部份的高压绕组(1)置于低压绕组(2) ai.Xl 、 a2.X2之间,中间部份的高压绕组(1)置于低压绕组(2) a:i. h和a4. h之间,左边部份的高压绕组(1)置于低压绕 组(2) as. x5和a6. xs之间,且各绕组排列于铁芯(3)中; 将高压绕组(1)右边部份进线端头A,与高压绕组(1)的 中间、左边两部份进线端头八1和A"分别相联跨接;高压绕 组(1)右边部份出线端头X工与高压绕组(1)的中间、左 边两部份出线端头X"和X分别相联跨接的结构。
4、 根据权利要求1的交错式绕组变压器的节能绕组结 构,其特征在于:变压器设有8个、12个或16个磁平衡组 高压绕组的分组并联跨接其排列结构,把高压绕组分为 2/8、 2/12、 2/16部份、分别放置于8、 12、 16个磁平衡组 中,将各组高压绕组并联跨接成为多组并联的高压节能绕 组。
5、 根据权利要求1的交错式绕组变压器的节能绕组结 构,其特征在于:按变压器的情况,在不影响变压器的经 济指标的前提下导线的宽度a可在1/3〜1/2〜3/4范围内 选取,导线的高度b可在3/4〜1/2〜1/3范围内选取。
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