CN211016742U - 试验用多频率多电压比中间变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多频率电源下多电压比输出的大容量中间变压器，为油浸全密封式结构，包括油箱、油箱盖、变压器器身、油箱顶部绝缘套管、高压及中压绕组接线端和低压绕组接线端等。变压器器身包括铁心和绕组，绕组包括高压绕组、中压绕组和低压绕组，各绕组为多层式分段结构，共绕制两组绕组，高压和中压绕组分为匝数相同的两段绕制，低压绕组分为四段，每段匝数相同，两组绕组分别套装在铁心的两柱上。绕组之间设有主绝缘、段绝缘和角环，绕组端部设有端绝缘和绝缘端圈，高压绕组分段设有段间绝缘端圈，高压及中压和低压绕组各段接线端通过预制连接排串并联连接，实现多电压比输出，用以扩大试验电压量限，供变压器类产品试验使用。

Description

试验用多频率多电压比中间变压器

技术领域

本实用新型属于变压器技术领域，涉及一种供变压器类产品试验用，在多频率电源下能够多电压比输出的大容量中间变压器。

背景技术

根据互感器试验相关标准规定，电流互感器保护级伏安特性试验时，当测量电压高于二次绕组工频耐压值或由于互感器二次绕组匝数很多，使二次感应电压高于匝间耐受电压时，须采用低频率的试验电源，但低频电源（10Hz低频率发电机或其他变频电源）输出电压较低，难以达到试验要求的电压，这就需要采用与电源频率相匹配的中间变压器将电压升高到试验要求的电压。此外，为进一步扩大使用范围，需要中间变压器也能供50Hz及150Hz频率的电源使用，且能够提供多种不同的输出电压，具有多种电压比。

上述试验现多采用50Hz变压器作为中间变压器临时使用，但现有50Hz变压器并不适于多频率输出，存在局限性。通常，已制成变压器的绕组匝数、铁心截面积和额定磁通密度都是一定的，由于感应电势与频率呈正比，如将10Hz或150Hz的电源施加至该变压器，必须保持铁心的额定磁通密度不变。当成品50Hz变压器用于10Hz电源频率时，在保持额定磁通密度不变，变压器一次侧施加电压必须随频率降低而减小，二次输出电压也呈比例下降，电压可能升不到试验要求值，且变压器所施加电压不宜提高，否则变压器有可能因磁通密度饱和，励磁电流增大，导致过励磁，使绕组过热而烧毁变压器。

将现有50Hz变压器用于150Hz频率电源时，由于频率的提高，变压器的负载损耗将大幅增加，总损耗增大，输出容量降低，带负载能力变差，可能达不到试验要求的输出容量。此外，由于频率的提高导致输出电压也相应提高，则50Hz试验变压器的额定绝缘水平也不能满足要求。

总之，已有的成品50Hz变压器如用在其他频率电源上，在经过换算，保持铁心额定磁通密度不变，输出电压及容量能满足要求，且主绝缘有足够的裕度，可以承受相应的过电压情况下，临时针对某项试验是可行的，但不宜长久使用。因此需有一种能够在10Hz、50Hz及150Hz多频率下，输出达到试验要求电压，有足够大输出容量、足够绝缘裕度的中间变压器。

发明内容

本实用新型目的：本实用新型是为了克服现有50Hz变压器的局限，目的在于提供一种适用于10Hz、50Hz和150Hz多电源频率的中间变压器，用于扩大试验电压量限，以满足某些变压器类产品试验需要。

本实用新型技术方案：本实用新型中间变压器供户内使用，为油浸全密封式结构，包括油箱15、油箱盖20、变压器器身、油箱15顶部绝缘套管14、高压及中压绕组13接线端和低压绕组接线端17等。变压器器身装在钢板焊制的油箱15中，器身包括铁心1和套装在其上的绕组2，绕组2包括高压绕组10、中压绕组9和低压绕组8，铁心1采用高导磁冷轧硅钢片裁叠成单相双柱式结构，铁心叠片采取斜接缝型式，以降低铁心损耗。

本实用新型变压器绕组2为多层式分段结构，共绕制两组绕组2，各组绕组分段绕在酚醛绝缘纸筒3上，每个酚醛绝缘纸筒3由内向外依次排列低压绕组8、中压绕组9和高压绕组10。高压绕组10和中压绕组9分别分为匝数相同的两段绕制，在每个酚醛绝缘纸筒3上各绕制一段，低压绕组8分为四段，在每个酚醛绝缘纸筒3上绕制两段，每段匝数相同，两组绕组2分别套装在铁心1的两柱上，各绕组的接线端分别引出。高压绕组10、中压绕组9和低压绕组8之间设有主绝缘，主绝缘绝缘强度加强；各绕组之间设有段绝缘5和角环6，各绕组层间设有层绝缘，绕组端部设有端绝缘4和绝缘端圈7；高压绕组10分段部分设有段间绝缘端圈11，高压绕组10外侧设置外包绝缘12；高压及中压绕组接线端13和低压绕组接线端17用预制连接排连接，通过串联或并联连接实现多频率下多种电压比输出，接线方式变换方便；油箱盖20上排列有绝缘套管14及低压绕组接线端17，高压及中压绕组接线端13通过绝缘套管14引出，油箱15顶部的油箱盖20设有注油口18、吊攀19，油箱15下端设有接地板21和放油阀22，油箱底部装有金属脚轮16，方便移动。

本实用新型变压器的有益效果：

不同于50Hz变压器，本发明中间变压器特征是以10Hz频率为基础并兼顾50Hz和150Hz频率而设计的试验用多电压比中间变压器，铁心磁通密度选取在磁化曲线线性段，磁通密度不大于1.6T，以保证输出电压为正弦波。本发明可在150Hz电源频率下使用，此时负载损耗较大，故设计采用较大的输出容量。根据变压器相关标准规定，对现有50Hz试验变压器绝缘水平的考核，要求在100Hz频率电源下进行感应耐压试验，而实用新型需在150Hz频率下运行，因此主绝缘水平和绝缘裕度均较前者加强。为满足输出多种电压要求，本实用新型各绕组采取分段结构，通过串并联实现多电源频率下多电压比输出。不同于50Hz变压器的优选变压组合，实用新型变压器一次电压可与10Hz低频率发电机或其他变频电源输出电压相匹配，二次电压可在较宽范围内根据试验要求选取，50Hz和150Hz的电压比选取考虑与其组配变频电源的输出电压及试验要求电压确定。

与现有技术相比，本实用新型中间变压器能够在多频率下多电压比输出，满足多种试验需要，其特点如下：

1. 10Hz电压段：

本实用新型变压器可与10Hz低频发电机组或其他变频电源组配，用于保护用电流互感器伏安特性试验，可在试验电压高于二次绕组工频耐压值或互感器二次感应电压高于匝间耐受电压时扩展测量量限。

2. 工频50Hz电压段：

适用于保护用电流互感器伏安特性试验时，电流互感器的二次感应电压不高于二次绕组工频耐压值或二次绕组感应电压不高于匝间耐压值时，以扩大测量量限。

此外，50Hz电压段还可用于电流互感器一次绕组段间工频耐压试验、二次绕组对地及电容型电流互感器地屏对地工频耐压试验，且可作为其他非电容型电流互感器介质损耗因数试验的电源等。

3. 150Hz电压段：

本实用新型变压器与三倍频变压器或其他变频电源组配可扩大某类电压等级电压互感器感应耐压的测量量限，也可用于某类变压器和电抗器的感应耐压试验。电压互感器感应耐压试验时，为防止铁心过励磁损坏被试电压互感器，试验通常采用100Hz、150Hz或400Hz的电源进行试验，其中150Hz的电源较常使用，一般的感应耐压试验多从被试品二次绕组施加足够的试验电压，在一次绕组感应出规定的试验电压，本发明中间变压器可进行在被试品一次绕组施加试验电压的试验方法。

150Hz电压段还可以用于电流互感器匝间过电压试验，适用于一次绕组开路，在二次绕组施加规定试验电压的试验方法。

附图说明

图1为本实用新型的器身图；图2为本实用新型的绕组结构图；图3为本实用新型不同频率下的各个电压参数及相对应的接线方式；图4为本实用新型的外形图。

图中：1——铁心、2——绕组、3——酚醛纸筒、4——端绝缘、5——段绝缘、6——角环、7——绝缘端圈、8——低压绕组、9——中压绕组、10——高压绕组、11——段间绝缘端圈、12——外包绝缘、13——高压及中压绕组接线端、14——绝缘套管、15——油箱、16——金属脚轮、17——低压绕组接线端、18——注油口、19——吊攀、20——油箱盖、21——接地板、22——放油阀。

具体实施方式

本实施例变压器技术参数：

相数：单相；

额定频率：10Hz、50Hz及150Hz；

容量：160kVA；

电压比：10Hz时为2×2000/2×400/4×20V；50Hz时为2×10000/2×2000/4×100V；150Hz时为2×30000/2×6000/4×300V。

本实施例变压器的耐压等级高于试验变压器标准相关规定，绝缘裕度满足要求。

本实施例中间变压器如图1、4所示，为油浸全密封式结构，包括油箱15、油箱盖板20、变压器器身、油箱15顶部绝缘套管14、高压及中压绕组13接线端和低压绕组接线端17等。器身装在钢板焊制的油箱15中，变压器器身由铁心1和套装在其上的绕组2（包括高压绕组10、中压绕组9和低压绕组8）组成，铁心1采用高导磁冷轧硅钢片裁叠成单相双柱式结构，为减少铁心损耗，采取阶梯斜接缝型式叠积。

本实用新型变压器绕组结构如图2所示，绕组2为多层式分段结构，共绕制两组绕组2，各绕组分段绕在酚醛绝缘纸筒3上，每个酚醛绝缘纸筒3由内向外依次排列低压绕组8、中压绕组9和高压绕组10。高压绕组10、中压绕组9分别分成匝数相同的两段绕制，在每个酚醛绝缘纸筒3上各绕制一段，低压绕组8分为四段，在每个酚醛绝缘纸筒3上绕制两段，每段匝数相同，两组绕组2分别套装在铁心1的两柱上，各绕组的接线端分别引出。高压绕组10、中压绕组9和低压绕组8之间设有主绝缘，主绝缘绝缘强度加强，各绕组之间设有段绝缘5和角环6，各绕组层间设有层绝缘，层间用电缆纸作为绝缘，绕组端部设有端绝缘4和绝缘端圈7，高压绕组10分段部分设有段间绝缘端圈11，高压绕组10外侧设置外包绝缘12。

本实用新型接线连接方式如图3所示，高压绕组各段的首端和末端分别为（A1、X1）和（A2、X2），中压绕组各段的首端和末端分别为（a1、x1）和（a2、x2），低压绕组各段的首端和末端分别为（a3、x3）、（a4、x4）、（a5、x5）和（a6、x6），高压及中压绕组接线端13和低压绕组接线端17用预制连接排连接，通过串联或并联连接实现多频率下多电压比输出，接线方式变换方便。

本实用新型外形如图4所示，本实用新型变压器油箱盖20上排列有绝缘套管14及低压绕组接线端17，高压及中压绕组接线端13通过绝缘套管14引出，油箱15顶部的油箱盖20设有注油口18和吊攀19，油箱15下端设有接地板21和放油阀22，底部装有金属脚轮16，方便移动。

Claims (5)

1.试验用多频率多电压比中间变压器，为油浸全密封式结构，供户内使用，包括油箱（15）、油箱盖（20）、变压器器身、油箱（15）顶部绝缘套管（14）、高压及中压绕组接线端（13）和低压绕组接线端（17），其特征在于：变压器器身装在钢板焊制的油箱（15）中，器身包括铁心（1）和套装在其上的绕组（2），绕组（2）包括高压绕组（10）、中压绕组（9）和低压绕组（8），铁心（1）采用高导磁冷轧硅钢片裁叠成单相双柱式结构。

2.根据权利要求1所述的试验用多频率多电压比中间变压器，其特征在于：变压器绕组（2）为多层式分段结构，共绕制两组绕组（2），各组绕组分段绕在酚醛绝缘纸筒（3）上，每个酚醛绝缘纸筒（3）由内向外依次排列低压绕组（8）、中压绕组（9）和高压绕组（10），高压绕组（10）和中压绕组（9）分别分为匝数相同的两段绕制，在每个酚醛绝缘纸筒（3）上各绕制一段，低压绕组（8）分为四段，在每个酚醛绝缘纸筒（3）上绕制两段，每段匝数相同，两组绕组（2）分别套装在铁心（1）的两柱上，各绕组的接线端分别引出。

3.根据权利要求1所述的试验用多频率多电压比中间变压器，其特征在于：高压绕组（10）、中压绕组（9）和低压绕组（8）之间设有主绝缘，各绕组之间设有段绝缘（5）和角环（6），各绕组层间设有层绝缘，绕组端部设有端绝缘（4）和绝缘端圈(7)，高压绕组(10)分段部分设有段间绝缘端圈(11)，高压绕组(10)外侧设置外包绝缘(12)。

4.根据权利要求1所述的试验用多频率多电压比中间变压器，其特征在于：高压绕组各段的首端和末端分别为A1、X1和A2、X2，中压绕组各段的首端和末端分别为a1、x1和a2、x2，低压绕组各段的首端和末端分别为a3、x3、a4、x4、a5、x5和a6、x6，高压及中压绕组接线端（13）和低压绕组接线端（17）用预制连接排连接，通过串联或并联连接实现多频率下多种电压比输出。

5.根据权利要求1所述的试验用多频率多电压比中间变压器，其特征在于：油箱盖（20）上排列有绝缘套管（14）及低压绕组接线端（17），高压及中压绕组接线端（13）通过绝缘套管（14）引出，油箱(15)顶部的油箱盖（20）上设有注油口(18)、吊攀（19），油箱（15）下端设有接地板（21）和放油阀（22），油箱（15）底部装有金属脚轮（16）。

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