CN219286189U - 电力变压器的调压装置及电力变压器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电力变压器的调压装置及电力变压器。电力变压器的调压装置包括：调压线圈，包括沿芯柱的轴向排布的多个调压单元，每个调压单元包括沿轴向并联绕制的第一导线和第二导线，多个调压单元的第一导线依次串联连接形成第一连线支路，多个调压单元的第二导线依次串联连接形成第二连线支路；以及高压线圈，与调压线圈同轴设置，并且在轴向上分成第一部分和第二部分，其中，第一连线支路和第二连线支路分别与高压线圈的第一部分和第二部分串联电连接以形成彼此并联连接的第一并联支路和第二并联支路。在本申请的调压装置中，调压线圈结构简单、绕制难度低、布置位置更灵活、成本更低。

Description

电力变压器的调压装置及电力变压器

技术领域

本申请涉及调压装置，尤其涉及电力变压器的调压装置。此外，本申请还涉及具有上述调压装置的电力变压器。

背景技术

有载调压变压器是指在负载运行中能通过有载分接开关(Tap Changer)完成调压的变压器。有载分接开关是变压器在负载状态下实现不间断调压的关键部件。它通过改变调压线圈的匝数来实现电压的调整。当变压器的额定电流很大时，将会使用强制分流型分接开关进行分流。调压线圈是电力变压器中进行电压调节的重要装置，通常情况下，螺旋式调压线圈通过上下连接线连接之后，只有一个电流支路，而强制分流型分接开关，需要两条并联电流支路进行电流分流。为了匹配强制分流型分接开关，将调压线圈引出两个电流支路的常规设计包括：将调压线圈在芯柱的轴向上做成上下两部分，两部分各自接到强制分流型分接开关上；或者将变压器做成两柱铁芯，每个芯柱上设有一个单独的调压线圈，两个调压线圈分别接到强制分流型分接开关上。

对于第一种设计，调压线圈分成上下两部分，结构相对复杂；调压线圈受到出线形式的影响，必须设置在高压线圈外侧，布置位置受限制；调压线圈制作时绕制难度相对较大。对于第二种设计，存在两个芯柱，成本较高，此外，也存在结构相对复杂的问题。

实用新型内容

本申请提供一种电力变压器的调压装置及电力变压器，以解决现有技术中存在的传统调压装置的调压线圈结构复杂、绕制难度高、布置位置受限制、成本较高等问题。

根据本申请的一个方面，提供一种电力变压器的调压装置，包括：调压线圈，包括沿芯柱的轴向排布的多个调压单元，每个调压单元包括沿轴向并联绕制的第一导线和第二导线，多个调压单元的第一导线依次串联连接形成第一连线支路，多个调压单元的第二导线依次串联连接形成第二连线支路；以及高压线圈，与调压线圈同轴设置，并且在轴向上分成第一部分和第二部分，其中，第一连线支路和第二连线支路分别与高压线圈的第一部分和第二部分串联电连接以形成彼此并联连接的第一并联支路和第二并联支路。

在本申请的技术方案中，调压线圈的每个调压单元由两根导线绕制而成，绕制完成后，每根导线单独进行上下连线，实现调压线圈的各调压单元的连接，形成两条连线支路且在芯柱的轴向上构成一个线圈整体，与现有技术中将调压线圈在轴向上分成上下两部分或者在两个芯柱上各设置一个线圈相比，调压线圈的结构更简单、绕制难度更低、成本更低，且不受出线形式影响，布置位置更灵活。此外，高压线圈与调压线圈同轴设置并且在轴向上分成上下两部分，通过分别与两条连线支路串联后形成两条并联支路，从而两条并联支路可分别连接到强制分流型分接开关的相应端子上，实现电流分流。由于高压线圈与调压线圈同轴设置，可设置在一个芯柱上，与需要两个芯柱的现有设计相比，成本更低。由此可知，本申请的调压装置在实现电流分流的同时，结构更简单、制作难度更低、成本更低。

根据本申请的一个实施例，高压线圈沿芯柱的辐向位于调压线圈的外侧。

传统的调压装置的调压线圈在轴向上分成上下两部分，考虑到引线的出线形式，需要在芯柱的辐向上将调压线圈设置在高压线圈的外侧。本申请的调压装置可实现调压线圈沿芯柱的辐向位于高压线圈的内侧，调压线圈的布置更灵活。

根据本申请的一个实施例，高压线圈的第一部分通过第一开关选择性地与第一连线支路的两个端部之一串联电连接。

通过在高压线圈的第一部分与调压线圈的第一连线支路之间设置开关，使得可实现高压线圈的第一部分正接或者反接第一连线支路。

根据本申请的一个实施例，高压线圈的第二部分通过第二开关选择性地与第二连线支路的两个端部之一串联电连接。

通过在高压线圈的第二部分与调压线圈的第二连线支路之间设置开关，使得可实现高压线圈的第二部分正接或者反接第二连线支路。

根据本申请的一个实施例，每个调压单元的第一导线和第二导线中的每一个导线的两端所设引线之间并联有避雷器。

通过在引线之间设置避雷器，可有效降低引线间的电压梯度，降低绝缘风险，提高安全性。

根据本申请的一个实施例，第一并联支路和第二并联支路电连接至强制分流型分接开关的端子。

可见，第一并联支路和第二并联支路电连接至强制分流型分接开关的端子，可实现电流的分流。

根据本申请的一个实施例，强制分流型分接开关包括彼此并联连接的两个分接开关。

可见，强制分流型分接开关包括彼此并联连接的两个分接开关，可实现两路电流分流。

根据本申请的一个实施例，调压线圈包括至少两个绕制匝数不同的调制单元。

可见，调压线圈具有至少两个绕制匝数不同的调制单元，使得调压装置可更精确的控制分接电压。

根据本申请的另一方面，提供了一种电力变压器，包括铁芯和以上的电力变压器的调压装置。显然，该电力变压器能够实现以上的有益效果。

根据本申请的一个实施例，电力变压器为具有强制分流型分接开关的变压器。可见本申请的技术方案尤其适用于具有强制分流型分接开关的变压器。

下文将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施例，对调压装置及包含调压装置的电力变压器的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

在附图中：

图1示出了根据本申请的实施例的包括铁芯和调压装置的电力变压器的一部分的结构示意图；

图2示出了根据本申请的实施例的包括铁芯和调压装置的电力变压器的线圈排列示意图；

图3示出了根据本申请的示例性实施例的调压线圈的示意图；以及

图4示出了根据本申请的实施例的调压装置的接线原理图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1：电力变压器

2 调压装置

10：芯柱

20：调压线圈

21：调压单元

22 第一连线支路

23 第二连线支路

211：第一导线

212：第二导线

30：高压线圈

31：高压线圈的第一部分

32：高压线圈的第二部分

40：强制分流型分接开关

41：第一分接开关

42：第二分接开关

K1：第一开关

K2：第二开关

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为了对申请的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施例，在各图中相同的标号表示相同的部分。

在描述具体实施例之前，为了便于理解，现描述本实用新型的主要构思。

根据本实用新型的实施例的调压装置包括调压线圈和高压线圈。其中，调压线圈包括沿芯柱的轴向排布的多个调压单元，每个调压单元包括沿轴向并联绕制的第一导线和第二导线，多个调压单元的第一导线依次串联连接形成第一连线支路，多个调压单元的第二导线依次串联连接形成第二连线支路，这使得调压线圈在芯柱的轴向上构成一个线圈整体，与现有技术中将调压线圈在轴向上分成上下两部分或者在两个芯柱上各设置一个线圈相比，调压线圈的结构更简单、绕制难度更低、成本更低，且不受出线形式影响，调压线圈的布置位置更灵活。高压线圈与调压线圈同轴设置并且在轴向上分成第一部分和第二部分，其中，第一连线支路和第二连线支路分别与高压线圈的第一部分和第二部分串联电连接以形成彼此并联连接的第一并联支路和第二并联支路。由于高压线圈与调压线圈同轴设置，可设置在一个芯柱上，与需要两个芯柱的现有设计相比，成本更低。由此可知，本申请的调压装置在实现电流分流的同时，使得调压线圈结构更简单、绕制难度更低、成本更低、布置更灵活。

本实用新型的实施例提供了一种电力变压器及其所包括的调压装置。图1示出了根据本申请的实施例的包括铁芯和调压装置的电力变压器的一部分的结构示意图；图2示出了根据本申请的实施例的包括铁芯和调压装置的电力变压器的线圈排列示意图；图3示出了根据本申请的示例性实施例的调压线圈的示意图；以及图4示出了根据本申请的实施例的调压装置的接线原理图。

图1所示为本实施例的电力变压器1的一部分的剖视示意图，其中只示出了该电力变压器1的铁芯的一部分。如图1所示，电力变压器1包括铁芯和调压装置2，其中铁芯的芯柱在图中以参考标号10表示。芯柱10由能被磁化的材料制成，可以是例如方柱、圆柱等形状，优选圆柱形。

围绕该芯柱10设有调压装置2，调压装置2包括调压线圈20和高压线圈30。

如图2～图4所示，调压线圈20包括沿芯柱10的轴向排布的多个调压单元21，每个调压单元21包括沿轴向并联绕制的第一导线211和第二导线212，多个调压单元的第一导线211依次串联连接形成第一连线支路22，多个调压单元的第二导线212依次串联连接形成第二连线支路23。

如图1所示，高压线圈30与调压线圈20同轴设置，并且在轴向上分成第一部分31和第二部分32。第一连线支路22和第二连线支路23分别与高压线圈30的第一部分31和第二部分32串联电连接以形成彼此并联连接的第一并联支路和第二并联支路。本申请的调压装置2在实现电流分流的同时，具有的调压线圈的结构更简单、绕制难度更低、成本更低、布置更灵活。

如图1所示，调压线圈20在芯柱10的轴向上紧邻芯柱10绕制，与调压线圈20相邻地布置有高压线圈30，高压线圈30围绕调压线圈20因而也围绕芯柱10同心地缠绕。也就是说，从芯柱10沿辐向向外依次设置有调压线圈20和高压线圈30，如图2所示。但本申请不限于此，例如高压线圈30紧邻芯柱10在芯柱10的轴向上绕制，与高压线圈30相邻地布置有调压线圈20。优选地，高压线圈30沿芯柱10的辐向位于调压线圈20的外侧。调压线圈20与高压线圈30之间在辐向上可以具有一定的间隙，以便于冷却以及绝缘。调压线圈20和高压线圈30可以由包覆有绝缘材料的铜线缠绕而成。

如图1所示，在芯柱10的轴向上，调压线圈20相比高压线圈30在上部和下部突出。

图3是用以说明调压线圈20的调压单元21间的连接方式的结构示意图。调压线圈20包括多个沿轴向排布且依次串联的调压单元21，各调压单元21由两根导线211和212一同绕制而成。在各调压单元21中，两根导线绕制的匝数相同。各调压单元21的两根导线211和212在其导线绕制方向上具有一端A以及与一端A相对的另一端B。各调压单元21的第一导线211依次串联连接形成第一连线支路22，各调压单元21的第二导线212依次串联连接形成第二连线支路23。例如，在图3上部的调压单元21的第一导线211的一端B串联于图3下部的调压单元21的第一导线211的一端A，图3下部的该调压单元的第一导线211的一端B串联于与该调压单元相邻的调压单元(未示出)的第一导线211的一端A，从而将所有调压单元中的第一导线211串联形成第一连线支路22。以类似的方式，所有调压单元中的第二导线212串联形成第二连线支路23。

每个调压单元21代表调压线圈20的一个分接电压调节级。如图3所示，在图3自上部起的第一个调压单元21中，第一导线211在一端A接出的引线代表0级，该第一导线211在另一端B接出的引线代表1级。在图3自上部起的第二个调压单元21中，第一导线211在一端A接出的引线与第一个调压单元的第一导线211在另一端B接出的引线相连，使两个调压单元中的第一导线211彼此串联，故此时第二个调压单元21的第一导线211在一端A接出的引线也代表1级，此外，第一导线211在另一端B接出的引线代表2级，如此类推，多个调压单元21中的第一导线211会由0级开始依次排列下去。以类似的方式，所有调压单元20中的第二导线212会由0级开始依次排列下去。

在示例性实施例中，调压线圈20包括至少两个绕制匝数不同的调制单元21。由于导线的绕制匝数直接决定了分接电压的大小，故将调压线圈20分为多个调压单元21后，通过设定各调压单元21中各导线的绕制匝数，可以组合出多种控制分接电压的方案。如图3所示，各调压单元21的绕制匝数相同，但不限于此。例如，可使图3所示的第一个调压单元21和第二个调压单元21的导线绕制匝数不相同，使得在0级和1级间的分接电压调节量就会不同于1级和2级间的分接电压调节量。采用上述设计后，可以更精确的控制分接电压，提高供电质量，稳定性好。

在图3所示的实施方式中，调压线圈20的各调压单元21具有两根导线211和211。当然根据设计需要的不同，各调压单元21也可以包括更多数量的导线。如图3所示，调压线圈20可为单层螺旋式线圈。

在示例性实施例中，高压线圈30的第一部分31与由图3所示的各调压单元21的第一导线211彼此串联所形成的第一连线支路22串联电连接。如图4，例如，高压线圈30的第一部分31通过第一开关K1选择性地与第一连线支路22的两个端部之一串联电连接。具体地，通过将第一开关K1拨向第一连线支路22的正极性端(+)，高压线圈30的第一部分31通过第一开关K1正接第一连线支路22，通过将开关K1拨向第一连线支路22的负极性端(-)，高压线圈30的第一部分31通过第一开关K1反接第一连线支路22。通过上述设计，可改变第一连线支路22中的电流流向。

类似的，高压线圈30的第二部分32与由图3所示的各调压单元21的第二导线212彼此串联所形成的第二连线支路23串联电连接。例如，高压线圈30的第二部分32通过第二开关K2选择性地与第二连线支路23的两个端部之一串联电连接。具体地，通过将第二开关K2拨向第二连线支路23的正极性端(+)，高压线圈30的第二部分32通过第二开关K2正接第二连线支路23，通过将第二开关K2拨向第二连线支路23的负极性端(-)，高压线圈30的第二部分32通过第二开关K2反接第二连线支路23。通过上述设计，可改变第二连线支路23中的电流流向。

在示例性实施例中，每个调压单元的第一导线和第二导线中的每一个导线的两端所设引线之间并联有避雷器。如图4所示，调压线圈20的第一连线支路22和第二连线支路23各包括8个调压单元，即各具有8个分接电压调节级。每个调压单元20在第一导线211和第二导线212分别引出两条引线。以图4最下部的调压单元为例，调压单元的第一导线的两端引出两条引线5和6，该调压单元的第二导线的两端引出两条引线5’和6’。这样，调压线圈20从各第一导线211的两端共引出9条引线，调压线圈20从各第二导线212的两端共引出9条引线。图4中，如从图中最下侧的引线5代表0级开始直到最上侧的引线13代表8级。当然本申请并非局限于此，例如，调压线圈的各连线支路的分接电压调节级可以为16级。

为了简化起见，图4中的引线8～11和8’～11’及相应的避雷器未示出。各避雷器并联于各调压单元的第一导线或第二导线两端的引线之间，从而调压线圈对应设有16个避雷器，用以降低引线间的电压梯度，降低绝缘风险，提高安全性。例如，避雷器可以是氧化锌避雷器，但不限于此。

在示例性实施例中，第一并联支路和第二并联支路电连接至强制分流型分接开关40的端子。如图4所示，高压线圈30的第一部分31通过第一开关K1连接至第一连线支路22形成第一并联支路，高压线圈30的第二部分32通过第二开关K2连接至第二连线支路23形成第二并联支路。有载分接开关40可连接至第一并联支路上的引线和第二并联支路上的引线，从而实现电流的分流。例如，有载分接开关40可分别连接至第一并联支路上的引线6和第二并联支路上的引线6’，从而实现变压器的强制分流。通过强制分流型分接开关40可实现在负载运行中调节电压的功能，强制分流型分接开关40实现有载调压的过程类似于传统的强制分流型分接开关的调压过程，在此不再赘述。

在示例性实施例中，强制分流型分接开关40包括彼此并联连接的两个分接开关，即第一分接开关41和第二分接开关42，虽然它们用两个标号示出，但它们是相同的。如图4所示，第一分接开关41和第二分接开关42均包括两个过渡电阻器或和一个切换开关。图4所示的分接开关仅为示例，可以是其他类型的分接开关，例如电抗式分接开关。由于本申请的调压装置可与其他类型的分接开关匹配，因此，本申请并不限于图4所示的分接开关的类型。

本申请还提供一种具有上述调压装置的变压器。由于上面已经详述，在此不再赘述。其中，电力变压器优选为具有强制分流型分接开关的变压器。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上部、下部、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本实用新型。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本申请的示例性实施例。应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”、“具有”和/或“包括”时，是指除了存在所述及的特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合以外，还可存在未述及的特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.电力变压器(1)的调压装置(2)，其特征在于，包括：

调压线圈(20)，包括沿芯柱(10)的轴向排布的多个调压单元(21)，每个所述调压单元(21)包括沿所述轴向并联绕制的第一导线(211)和第二导线(212)，所述多个调压单元(21)的所述第一导线(211)依次串联连接形成第一连线支路(22)，所述多个调压单元(21)的所述第二导线(212)依次串联连接形成第二连线支路(23)；以及

高压线圈(30)，与所述调压线圈(20)同轴设置，并且在所述轴向上分成第一部分(31)和第二部分(32)，

其中，所述第一连线支路(22)和所述第二连线支路(23)分别与所述高压线圈(30)的所述第一部分(31)和所述第二部分(32)串联电连接以形成彼此并联连接的第一并联支路和第二并联支路。

2.根据权利要求1所述的电力变压器(1)的调压装置(2)，其特征在于，所述高压线圈(30)沿所述芯柱(10)的辐向位于所述调压线圈(20)的外侧。

3.根据权利要求2所述的电力变压器(1)的调压装置(2)，其特征在于，所述高压线圈(30)的所述第一部分(31)通过第一开关(K1)选择性地与所述第一连线支路(22)的两个端部之一串联电连接。

4.根据权利要求3所述的电力变压器(1)的调压装置(2)，其特征在于，所述高压线圈(30)的所述第二部分(32)通过第二开关(K2)选择性地与所述第二连线支路(23)的两个端部之一串联电连接。

5.根据权利要求4所述的电力变压器(1)的调压装置(2)，其特征在于，每个所述调压单元(21)的所述第一导线(211)和所述第二导线(212)中的每一个导线的两端所设引线之间并联有避雷器。

6.根据权利要求1所述的电力变压器(1)的调压装置(2)，其特征在于，所述第一并联支路和所述第二并联支路电连接至强制分流型分接开关(40)的端子。

7.根据权利要求6所述的电力变压器(1)的调压装置(2)，其特征在于，所述强制分流型分接开关(40)包括彼此并联连接的两个分接开关(41,42)。

8.根据权利要求1所述的电力变压器(1)的调压装置(2)，其特征在于，所述调压线圈(20)包括至少两个绕制匝数不同的调压单元(21)。

9.电力变压器(1)，其特征在于，所述电力变压器(1)包括铁芯和根据权利要求1至8中任一项所述的电力变压器(1)的调压装置(2)。

10.根据权利要求9所述的电力变压器(1)，其特征在于，所述电力变压器(1)为具有强制分流型分接开关(40)的变压器。

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