CN203277009U - 一种应用于双主柱并联变压器的消磁平衡结构 - Google Patents
一种应用于双主柱并联变压器的消磁平衡结构 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种应用于双主柱并联变压器的消磁平衡结构，采用以下技术方案：包括第一消磁线圈组和第二消磁线圈组，第一消磁线圈组包括消磁平衡线圈Ⅰ和消磁平衡线圈Ⅱ，第二消磁线圈组包括消磁平衡线圈Ⅳ和消磁平衡线圈Ⅲ，消磁平衡线圈Ⅰ和消磁平衡线圈Ⅳ缠绕在左、右两侧旁柱上，消磁平衡线圈Ⅱ和消磁平衡线圈Ⅲ缠绕在铁轭上。利用本实用新型，消磁平衡线圈Ⅰ、消磁平衡线圈Ⅱ、消磁平衡线圈Ⅲ和消磁平衡线圈Ⅳ产生感应磁通，感应磁通与附加磁通在铁心中方向一直相反，可以有效抑制穿窗电流产生的附加磁通。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种特高压变压器用消磁结构。
背景技术
随着我国国民经济的迅猛发展，对电力需求量越来越大。我国煤炭和水力资源集中在西北和西南地区，而用电需求量大的省份集中在东部和南部沿海经济发达地区，国家电网为了实现特长距离“西电东送”和“北电南送”的输电工程，已建成的和在建的有多条特高压输电线路，势必要求电力变压器制造行业研制特高电压等级、特大容量单相自耦电力变压器。
在单相自耦特高压变压器研制过程中， 由于绝缘结构问题，必须设计高压出线在高压侧，中压及中性点出线在中低压侧，从而导致有半匝线穿过铁心窗口，半匝线穿窗电流励磁变压器铁轭大框会明显增大变压器的损耗和噪声。因此，国内几家特大型变压器著名制造厂亟需攻克的难关之一是解决半匝线励磁的技术问题。
当高压线圈流过额定负载电流Ir时，其中有半匝线穿窗电流绕过铁轭回到电源侧，其形成的半匝线励磁安匝的大小相当于空载励磁安匝，但不能参与运行线圈的安匝平衡，使得铁轭中励磁产生“Φ半”（如图1所示）。由于变压器挂在电网上，心柱的磁通必须符合法拉第电磁感应定律E=4.44fWφ，因此“φ半”不能进入心柱，而只存在于上下铁轭和旁柱中，在其中形成一个闭合回路，而轭铁的截面仅为心柱的1/2，这样会使轭铁磁路严重饱和，从而明显增大变压器的负载损耗和噪声，致使特高压变压器不能正常运行，特高压变压器的设计和制造无法成功，也就不可能有目前国内正在发挥积极作用的特高压输电工程的成功运行。
发明内容
为了消除“Φ半”对变压器的不良影响，本实用新型提供一种应用在双主柱变压器上的消磁结构。
本实用新型采用以下技术方案：一种应用于双主柱并联变压器的消磁平衡结构，其特征是：包括第一消磁线圈组和第二消磁线圈组，第一消磁线圈组包括消磁平衡线圈Ⅰ和消磁平衡线圈Ⅱ，第二消磁线圈组包括消磁平衡线圈Ⅳ和消磁平衡线圈Ⅲ，
消磁平衡线圈Ⅰ和消磁平衡线圈Ⅳ缠绕在左、右两侧旁柱上，消磁平衡线圈Ⅱ和消磁平衡线圈Ⅲ缠绕在铁轭上，
消磁平衡线圈Ⅰ的一端与消磁平衡线圈Ⅱ的一端相连，形成第一消磁线圈组，两线圈绕向相同；消磁平衡线圈Ⅳ的一端与消磁平衡线圈Ⅲ的一端相连，形成第二消磁线圈组，两线圈绕向相同。
优选的，该消磁平衡结构为两组第一消磁线圈和两组第二消磁线圈组，分别设置在铁心的上下两端且并联连接。
优选的，第一消磁线圈组和第二消磁线圈组分别接地，可以防止悬浮电位的产生，避免发生放电现象。
根据法拉第电磁感应定律，铁心中会产生由高压绕组和低压绕组产生的主磁通、由穿窗电流产生的附加磁通和由消磁平衡线圈产生的感应磁通，由于穿窗电流产生的附加磁通不能进入主柱，而只存在于上下铁轭和旁柱中，在其中形成一个闭合回路，根据安匝平衡原理，消磁线圈产生感应磁通，与之安匝平衡，感应磁通与附加磁通在铁心中方向一直相反，可以有效抑制穿窗电流产生的附加磁通。
此外，特高压单相自耦变压器铁心为单相三框四柱结构，两主柱高中低压线圈并联，通过计算和试验发现铁心大框和小框轭铁中的磁通不完全相等，会有5-10%的偏差，这种不平衡会使大框和小框轭铁中的磁密不相等，由于铁心的非线性特性，会使总的空载损耗增加10-20kW。理论计算和实际试验发现消磁平衡线圈运行时能把大框和小框轭铁中的磁通拉平，从而降低损耗10-20kW，所以消磁线圈又能平衡大框和小框轭铁中的磁通，消磁平衡线圈不仅具有消磁作用，还具有平衡作用。
对于更大容量的电力变压器，半匝线产生的附加磁通会更大，为进一步抵消附加磁通，因此需增加消磁线圈的匝数或增大消磁线圈的电流，增加感应磁通，这样会导致消磁线圈的整体尺寸偏大，为减小消磁线圈的尺寸，降低各个消磁线圈中的电流，可同时在铁心上下两端分别设置消磁平衡线圈，上下消磁平衡线圈并联连接，这样可以降低各个消磁平衡线圈中的电流，从而大大降低消磁平衡线圈的整体尺寸，提高电力变压器的安全可靠性。
本实用新型消磁结构可以利用安匝平衡电流一出一进实现自动跟踪消磁；而且本发明消磁结构首头接首头，尾头接尾头，使得变压器内感应电势相互抵消。
本实用新型还具有以下特点：对于变压器主磁通，每组两个消磁平衡线圈是同名端相连，对主磁通不会形成短路环；对于半匝线磁通，每组两个消磁平衡线圈的同名端会自动反转为异名端，会产生短路感应电流，起到消半匝线磁通的作用；对于大小框不平衡磁通，在每组消磁平衡线圈中产生的不平衡感应电势，会产生反向的短路感应电流，起到平衡大小框磁通的作用。
附图说明
图1是现有技术中励磁发生情况；
图2是本发明实施例一消磁平衡结构布置图；
图3是本发明实施例二消磁平衡结构布置图；
图中：1、消磁平衡线圈Ⅰ；2、 消磁平衡线圈Ⅱ；3、 消磁平衡线圈Ⅲ；4、 消磁平衡线圈Ⅳ；5、主磁通；6、附加磁通；7、感应磁通。
具体实施方式
实施例一
如图1和2所示，产生的磁通包括：铁心中产生由高压绕组和低压绕组产生的主磁通5、由穿窗电流产生的附加磁通6。
本发明所述的消磁平衡结构，包括缠绕在左、右两侧旁柱上的消磁平衡线圈Ⅰ1和消磁平衡线圈Ⅳ4以及缠绕在铁轭上的消磁平衡线圈Ⅱ2和消磁平衡线圈Ⅲ3。缠绕在左侧旁柱上的消磁平衡线圈Ⅰ1的一端与缠绕在铁轭上的消磁平衡线圈Ⅱ2的一端相连，形成第一消磁线圈组，且两线圈绕向相同。缠绕在右侧旁柱上的消磁平衡线圈Ⅳ4的一端与缠绕在铁轭上的消磁平衡线圈Ⅲ3的一端相连，形成第二消磁线圈组，且两线圈绕向相同。第一消磁线圈组和第二消磁线圈组分别接地。
利用本发明，消磁平衡线圈Ⅰ、消磁平衡线圈Ⅱ、消磁平衡线圈Ⅲ和消磁平衡线圈Ⅳ产生感应磁通7，感应磁通7与附加磁通6在铁心中方向一直相反，有效达到了抑制穿窗电流产生的附加磁通6的目的。
若线圈的绕向改变，则本发明所述的消磁平衡线圈绕向也随之改变，从而保证感应磁通与附加磁通的方向始终相反。
实施例二
如图1和3所示，产生的磁通包括：铁心中产生由高压绕组和低压绕组产生的主磁通5、由穿窗电流产生的附加磁通6。
本发明所述的消磁平衡结构，包括缠绕在左、右两侧旁柱上的消磁平衡线圈Ⅰ1和消磁平衡线圈Ⅳ4以及缠绕在铁轭上的消磁平衡线圈Ⅱ2和消磁平衡线圈Ⅲ3。缠绕在左侧旁柱上的消磁平衡线圈Ⅰ1的一端与缠绕在铁轭上的消磁平衡线圈Ⅱ2的一端相连，形成第一消磁线圈组，且两线圈绕向相同。缠绕在右侧旁柱上的消磁平衡线圈Ⅳ4的一端与缠绕在铁轭上的消磁平衡线圈Ⅲ3的一端相连，形成第二消磁线圈组，且两线圈绕向相同。铁心上下两端分别设置两组消磁平衡线圈，上下消磁平衡线圈并联连接，这样可以降低各个消磁平衡线圈中的电流，从而大大降低消磁平衡线圈的整体尺寸，提高电力变压器的安全可靠性。
第一消磁线圈组和第二消磁线圈组分别接地。
利用本发明，消磁平衡线圈Ⅰ、 消磁平衡线圈Ⅱ、 消磁平衡线圈Ⅲ和消磁平衡线圈Ⅳ产生感应磁通7，感应磁通7与附加磁通6在铁心中方向一直相反，有效达到了抑制穿窗电流产生的附加磁通6的目的。
若线圈的绕向改变，则本发明所述的消磁平衡线圈绕向也随之改变，从而保证感应磁通与附加磁通的方向始终相反。
Claims (3)
1.一种应用于双主柱并联变压器的消磁平衡结构，其特征是：包括第一消磁线圈组和第二消磁线圈组，第一消磁线圈组包括消磁平衡线圈Ⅰ和消磁平衡线圈Ⅱ，第二消磁线圈组包括消磁平衡线圈Ⅳ和消磁平衡线圈Ⅲ，
消磁平衡线圈Ⅰ和消磁平衡线圈Ⅳ缠绕在左、右两侧旁柱上，消磁平衡线圈Ⅱ和消磁平衡线圈Ⅲ缠绕在铁轭上，
消磁平衡线圈Ⅰ的一端与消磁平衡线圈Ⅱ的一端相连，形成第一消磁线圈组，两线圈绕向相同；消磁平衡线圈Ⅳ的一端与消磁平衡线圈Ⅲ的一端相连，形成第二消磁线圈组，两线圈绕向相同。
2.根据权利要求1所述的一种应用于双主柱并联变压器的消磁平衡结构，其特征是：该消磁平衡结构为两组第一消磁线圈和两组第二消磁线圈组，分别设置在铁心的上下两端且并联连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种应用于双主柱并联变压器的消磁平衡结构，其特征是：第一消磁线圈组和第二消磁线圈组分别接地。
Priority Applications (1)
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| CN 201320354164 CN203277009U (zh) | 2013-06-20 | 2013-06-20 | 一种应用于双主柱并联变压器的消磁平衡结构 |
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| CN 201320354164 CN203277009U (zh) | 2013-06-20 | 2013-06-20 | 一种应用于双主柱并联变压器的消磁平衡结构 |
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| CN203277009U true CN203277009U (zh) | 2013-11-06 |
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| CN106653334A (zh) * | 2015-10-30 | 2017-05-10 | 特变电工衡阳变压器有限公司 | 单相变压器 |
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2013
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