CN220456235U - 星角转换的单相电炉变压器结构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及星角转换的单相电炉变压器结构，包括星角转换开关、星接套管及角接套管；变压器的箱盖上设有星接套管及角接套管；一次绕组的首末端均通过角接套管由箱盖引出；星角转换开关串联于有载分接开关的流出线端，且分别与星接套管及角接套管电连接，通过星角转换开关为一次绕组选择连接星接套管或角接套管。可在单相电炉变压器实现星角转换，使得在烘炉及熔炼两种状态下方便地调整连接方式，满足在烘炉阶段所需要的功率较小及在熔炼阶段所需要的功率较大的需求，一方面有利于提高变压器的星接和角接的转换效率，另一方面有利于减少人工外部连接带来的安全隐患，再一方面易于在传统单相电炉变压器上改造使用，因此有利于推广应用。

Description

星角转换的单相电炉变压器结构

技术领域

本申请涉及变压器领域，特别是涉及星角转换的单相电炉变压器结构。

背景技术

大容量矿热炉单相变压器在烘炉阶段所需要的功率较小，一次绕组通常采用星接亦即Y接。而在正常工作阶段，为均衡三相电流，一次绕组通常采用角接亦即D接。

具体地，在大功率矿热炉单相变压器设备中，为了降低变压器的使用功率，节约变压器的使用成本。用户在烘炉时，负荷低，实际使用的容量小，采用Y接，降低变压器的电压，Y接的相电压为D接相电压的0.577倍，从而降低变压器的容量，降低使用成本。而将矿热炉烘烤达到适度热度后。在矿热炉炉炼工作状态将Y接，转换为D接，容量提高，且角接绕组无中性点漂移的问题，所以三相的二次电压大小一样，不随负荷大小而波动，三相二次电流是一致的，输出有功功率最大。

公开号为CN202394777U的中国专利，公开了一种干式无励磁星角转换开关，解决了现有干式变压器在星角转换时只能采用接线板螺栓连接方式的弊端，包括开关定位机构，左、右法兰盘，转轴，绝缘杆，双头动触头，静触头，开关定位机构是由被支撑的连动轴以及分别固接于该连动轴两端的调档手柄和第一伞齿轮组成，左、右法兰盘分别装套于转轴两端，转轴的一端还固接有与第一伞齿轮相啮合的第二伞齿轮，转轴上并排设有三个双头动触头，左、右法兰盘之间等距固接有三根绝缘杆，每根绝缘杆上都设有三个分别用于与双头动触头相接合的静触头，且位于外侧的其中一根绝缘杆上的三个静触头之间为串联设置。

公开号为CN209312580U的中国专利，公开了一种无载调压中间变压器，包括三个绕组，每个绕组设有两个线圈，每个线圈分别引出包含不同匝数的若干抽头。该中间变压器还包括星角转换开关、串并联开关和双桥跨接开关各一个，星角转换开关用于切换绕组间的星形和三角形接法，串并联开关用于切换同一绕组中线圈间的串联接法和并联接法，绕组线圈上所引出的抽头分别与双桥跨接开关上的触头相连，通过切换双桥跨接开关上的不同档位输出不同的电压。

因此有必要将星角转换开关应用于单相电炉变压器。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种星角转换的单相电炉变压器结构。

在一个实施例中，一种星角转换的单相电炉变压器结构，包括变压器、设置于所述变压器内的一次绕组、与所述一次绕组电连接的有载分接开关，还包括星角转换开关、星接套管及角接套管；

所述变压器的箱盖上设有所述星接套管及所述角接套管；

所述一次绕组的首末端均通过所述角接套管由所述箱盖引出；

所述星角转换开关串联于所述有载分接开关的流出线端，且分别与所述星接套管及所述角接套管电连接，通过所述星角转换开关为所述一次绕组选择连接所述星接套管或所述角接套管，以使所述一次绕组通过所述星角转换开关处于与所述星接套管电连接形成星接的状态，或使所述一次绕组通过所述星角转换开关处于与所述角接套管电连接形成的角接状态。

上述星角转换的单相电炉变压器结构，可在单相电炉变压器实现星角转换，使得在烘炉及熔炼两种状态下方便地调整连接方式，满足在烘炉阶段所需要的功率较小及在熔炼阶段所需要的功率较大的需求，一方面有利于提高变压器的星接和角接的转换效率，另一方面有利于减少人工外部连接带来的安全隐患，再一方面易于在传统单相电炉变压器上改造使用，因此有利于推广应用。

在其中一个实施例中，所述星角转换开关与所述有载分接开关通过引线相串联。

在其中一个实施例中，所述引线的绝缘厚度按单边包绝缘厚大于等于10mm设置。

在其中一个实施例中，所述引线的末端设有静电屏蔽帽。

在其中一个实施例中，所述流出线端的尾部及绝缘距离按110kV全绝缘耐受电压考核需求设置。

在其中一个实施例中，所述星角转换开关采用锡箔纸半叠包扎设置。

在其中一个实施例中，所述有载分接开关及所述星角转换开关分别通过法兰安装在所述箱盖上。

在其中一个实施例中，所述星角转换开关为无励磁分接开关。

在其中一个实施例中，所述有载分接开关为多级线性调用的有载分接开关。

在其中一个实施例中，所述有载分接开关的正反极性连接端连接正档位的状态下，所述有载分接开关的调压绕组为加极性；

所述有载分接开关的正反极性连接端连接负档位的状态下，所述有载分接开关的调压绕组为减极性；

所述有载分接开关的流出线端包括X端、Y端及Z端，其中，X端选通所述星角转换开关的N端或V端，Y端选通所述星角转换开关的N端或W端，Z端选通所述星角转换开关的N端或U端。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请所述星角转换的单相电炉变压器结构一实施例的外形示意图。

图2为图1所示实施例的有载分接开关与星角转换开关的一种连接方式示意图。

图3为图1所示实施例的有载分接开关与星角转换开关的另一种连接方式示意图。

图4为图1所示实施例的有载分接开关与星角转换开关的另一种连接方式示意图。

附图标记：单相电炉变压器结构100、变压器110、有载分接开关120、星角转换开关130、星接套管140、角接套管150、高压套管160、箱盖111。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本申请的说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”、“下”可以是第一特征直接和第二特征接触，或第一特征和第二特征间接地通过中间媒介接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

除非另有定义，本申请的说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本申请的说明书所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请公开了一种星角转换的单相电炉变压器结构，其包括以下实施例的部分结构或全部结构；即，所述星角转换的单相电炉变压器结构包括以下的部分技术特征或全部技术特征。在本申请一个实施例中，一种星角转换的单相电炉变压器结构，包括变压器、设置于所述变压器内的一次绕组、与所述一次绕组电连接的有载分接开关，还包括星角转换开关、星接套管及角接套管；所述变压器的箱盖上设有所述星接套管及所述角接套管；所述一次绕组的首末端均通过所述角接套管由所述箱盖引出；所述星角转换开关串联于所述有载分接开关的流出线端，且分别与所述星接套管及所述角接套管电连接，通过所述星角转换开关为所述一次绕组选择连接所述星接套管或所述角接套管，以使所述一次绕组处于与所述星接套管电连接形成星接的状态，或所述一次绕组处于与所述角接套管电连接形成的角接状态。上述星角转换的单相电炉变压器结构，可在单相电炉变压器实现星角转换，使得在烘炉及熔炼两种状态下方便地调整连接方式，满足在烘炉阶段所需要的功率较小及在熔炼阶段所需要的功率较大的需求，一方面有利于提高变压器的星接和角接的转换效率，另一方面有利于减少人工外部连接带来的安全隐患，再一方面易于在传统单相电炉变压器上改造使用，因此有利于推广应用。下面结合图1至图4，对所述星角转换的单相电炉变压器结构进行详细说明。

在其中一个实施例中，一种星角转换的单相电炉变压器结构100如图1所示，其包括变压器110、设置于所述变压器110内的一次绕组图中未示出、与所述一次绕组电连接的有载分接开关120，所述星角转换的单相电炉变压器结构100还包括星角转换开关130、星接套管140及角接套管150，从而提供了为便于星角转换而设计的、能够快速切换Y接和D接的电炉变压器。传统设计没有星角转换开关130、星接套管140及角接套管150，只有一种输出方式。

所述一次绕组通过所述星接套管140形成星接亦即Y接，所述一次绕组通过所述角接套管150形成角接亦即D接，Y接可以有中性点引出，D接没有中性点引出。Y接的线电流与相电流相等，线电压是相电压的根号3倍，Y接有二种电压值，例如380V和220V两种电压，Y接还有零线。D接的线电压与相电压相等，线电流是相电流的根号3倍，D接只有一种电压，没有零线。

可以理解的是，所述变压器110具有箱体及箱盖111，所述一次绕组及其相关组件设置于所述箱体内，所述箱盖111上设有高压套管160，在其中一个实施例中，所述一次绕组可以连接高压套管160。为了避免安全隐患，提升所述星角转换的单相电炉变压器结构100的安全性，进一步地，在其中一个实施例中，所述角接套管150远离所述高压套管160设置，且所述角接套管150与所述高压套管160的距离，大于所述星接套管140与所述高压套管160的距离，一方面如前所述，Y接还有零线，使得所述星接套管140的安全性相对高于所述角接套管150的安全性；另一方面由于新增设的星接套管140而引出新的技术问题，需要在产品设计阶段即行解决。

各实施例中，所述箱盖111上设有所述星接套管140及所述角接套管150；所述一次绕组的首末端均通过所述角接套管150由所述箱盖111引出；即所述一次绕组的首端及末端分别电连接所述角接套管150，且由所述箱盖111引出；亦即常规输出方式是通过所述角接套管150输出，这是由于所述星角转换的单相电炉变压器结构100常用于熔炼操作；所述星角转换的单相电炉变压器结构100亦可简称为单相电炉变压器结构100。

各实施例中，有载分接开关120是在变压器励磁或负载下进行操作的、用来改变变压器绕组分接连接位置的调压装置，亦可称为有载调压开关。为了便于安装及维护所述有载分接开关120与所述星角转换开关130，在其中一个实施例中，所述有载分接开关120及所述星角转换开关130分别通过法兰安装在所述箱盖111上。进一步地，在其中一个实施例中，所述星角转换开关130设置于所述有载分接开关120与所述角接套管150之间。这样的结构设计，是没有星角转换开关130的传统变压器所不涉及的，是基于新增的星角转换开关130而进一步的设计，有利于安装及维护所述有载分接开关120与所述星角转换开关130。

各实施例中，所述星角转换开关130串联于所述有载分接开关120的流出线端，流出线端亦称引流出线端。通常地，所述星角转换开关130通过自身的流入线端与所述有载分接开关120的流出线端电连接。进一步地，在其中一个实施例中，所述流出线端的尾部按110kV全绝缘耐受电压考核需求设置。在其中一个实施例中，所述流出线端的尾部及绝缘距离按110kV全绝缘耐受电压考核需求设置。这样的结构设计，一方面有利于提高变压器的星接和角接的转换效率，降低变压器的容量，降低使用成本，同时减少人工外部连接带来的安全隐患；另一方面有利于确保所述星角转换的单相电炉变压器结构100的绝缘安全，避免安全隐患。

在其中一个实施例中，所述星角转换开关130与所述有载分接开关120通过引线相串联；即所述星角转换的单相电炉变压器结构100，包括变压器110、设置于所述变压器110内的一次绕组、与所述一次绕组电连接的有载分接开关120，所述星角转换的单相电炉变压器结构100还包括星角转换开关130、星接套管140及角接套管150；所述变压器110的箱盖111上设有所述星接套管140及所述角接套管150；所述一次绕组的首末端均通过所述角接套管150由所述箱盖111引出；所述星角转换开关130串联于所述有载分接开关120的流出线端，所述星角转换开关130与所述有载分接开关120通过引线相串联，且所述星角转换开关130分别与所述星接套管140及所述角接套管150电连接，通过所述星角转换开关130为所述一次绕组选择连接所述星接套管140或所述角接套管150，以使所述一次绕组通过所述星角转换开关130处于与所述星接套管140电连接形成星接的状态，或使所述一次绕组通过所述星角转换开关130处于与所述角接套管150电连接形成的角接状态。这样的设计，所述星角转换开关130用于在烘炉时使所述一次绕组做星接，在熔炼时使所述一次绕组保持角接。其余实施例以此类推，不做赘述。

为了保护引线，进一步地，在其中一个实施例中，所述引线外设有桥式保护套件，所述桥式保护套件一端套置于所述有载分接开关120的流出线端外，另一套置于所述星接套管140的流入线端外，所述引线穿设于所述桥式保护套件中，所述桥式保护套件具有弓形亦即拱形的形状，外形类似于拱桥，材质满足所述星角转换的单相电炉变压器结构100110kV全绝缘耐受电压考核需求。这样的结构设计，有利于在环境工况相对较差的地方长期使用，确保所述星角转换的单相电炉变压器结构100的设计寿命，避免因新增引线而额外带来新的安全隐患。

为了保护单相电炉变压器，在其中一个实施例中，所述引线的绝缘厚度按单边包绝缘厚大于等于10mm设置，其中，所述单边包绝缘厚即单边包裹绝缘体的厚度。在其中一个实施例中，所述引线的绝缘厚度按单边包绝缘厚等于10mm设置。在其中一个实施例中，所述引线的绝缘厚度按单边包绝缘厚大于10mm设置。在其中一个实施例中，所述引线的末端设有静电屏蔽帽。这样的结构设计，有利于保证所述引线的绝缘效果，避免由于增设所述星角转换开关130与所述有载分接开关120之间的连接结构，而给所述星角转换的单相电炉变压器结构100带来新的技术问题，亦避免了由于增设引线而带来的潜在安全风险，还可以实现快速切换连接方式的同时，保证在熔炼状态下实现输出有功功率最大。

各实施例中，所述星角转换开关130分别与所述星接套管140及所述角接套管150电连接，通过所述星角转换开关130为所述一次绕组选择连接所述星接套管140或所述角接套管150，用于在烘炉时使所述一次绕组做星接，在熔炼时使所述一次绕组保持角接。这样的设计，有效地提高了变压器的Y接和D接的转化效率，减少了人工外部连接带来的安全隐患。

为了保护所述星角转换开关130，提升抗干扰能力，在其中一个实施例中，所述星角转换开关130采用锡箔纸半叠包扎设置。进一步地，在其中一个实施例中，所述星角转换开关130采用锡箔纸半叠包扎设置，且所述星角转换开关130与所述有载分接开关120通过引线相串联，所述引线的绝缘厚度按单边包绝缘厚大于等于10mm设置，所述引线的末端设有静电屏蔽帽。其余实施例以此类推，不做赘述。

在其中一个实施例中，所述有载分接开关120为多级线性调用的有载分接开关。在其中一个实施例中，所述有载分接开关120为有载分接开关CM型。在其中一个实施例中，所述星角转换开关130为无励磁分接开关。在其中一个实施例中，所述星角转换开关130为无励磁分接开关WDL型。需要说明的是，具有上述型号的实施例，仅仅是对于所述有载分接开关120及所述星角转换开关130的示例，不应被视为对于本申请各实施例所述星角转换的单相电炉变压器结构100的特殊限制。

在其中一个实施例中，如图2所示，所述有载分接开关120的正反极性连接端连接正档位的状态下，所述有载分接开关120的调压绕组为加极性；此状态下，所述有载分接开关120的调压绕组极性与主绕组极性相同，因此可以进行正极调压；所述有载分接开关120的正反极性连接端连接负档位的状态下，所述有载分接开关120的调压绕组为减极性。此状态下，所述有载分接开关120的调压绕组极性与主绕组极性相反，因此可以进行反极调压。

图示有九个抽头，分别是X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8及X9，从抽头X1至抽头X9，调压绕组的匝数可以顺序增加，亦可顺序减少，以实现所述有载分接开关120的多级线性调用。

本实施例中，所述有载分接开关120的流出线端包括X端、Y端及Z端，其中，X端选通所述星角转换开关130的N端或V端，图中三相电源的调压电路只画了其中一相的调压电路。本领域技术人员可以理解，其他各相的调压电路的连接方式。结合图3，Y端选通所述星角转换开关130的N端或W端，结合图4，Z端选通所述星角转换开关130的N端或U端。

下面再结合图1至图4给出一个具体实现的示例，所述星角转换的单相电炉变压器结构100中，一次绕组的首末端用于角接且均由箱盖111引出，在有载分接开关120的流出引线上串联一个星角转换开关130，同时在箱盖111上增加引出一个用于星接出线的星接套管140，以便在烘炉时一次绕组做星接，在正常熔炼时仍保持角接。在有载分接开关120的流出端子上串联一个星角转换开关130，两个开关通过引线相互串联。有载分接开关120CM型和无励磁分接开关WDL型分别通过法兰安装在变压器110的箱盖111上。其中，星角转换开关130采用锡箔纸半叠包扎，引线的绝缘厚度按单边包绝缘厚10mm考虑，引线端子采用静电屏蔽帽，以避免局部放电量大。

星角转换开关130与有载分接开关120通过引线相串联，星角转换开关130连接引线的尾部，尾部的电压考核等级按110kV全绝缘耐受电压考核。与传统110kV的电力变压器不一样，尾部全部按110kV的电力变压器全绝缘考核标准，因此引线耐压的设计和绝缘距离必须按全绝缘考核标准设计。

单相电炉变压器的高压采用的有载分接开关120选用有载分接开关CM型，档位为9档，正反调开关：当正反极性连接端AK端子打到+档即正档位时，调压绕组为加极性，电压增加，9档的电压最高，1档的电压最低；当AK端子打到－档即负档位时，调压绕组为减极性，电压减少，9档的电压最低，1档的电压最高。从有载分接开关CM型端子尾部流出X、Y、Z端子，接入无励磁分接开关WDL型上。通过开关N端子和V、W、U端子的选择引出到星接套管140或角接套管150。

这样的星角转换的单相电炉变压器结构100，可在单相电炉变压器实现星角转换，使得在烘炉及熔炼两种状态下方便地调整连接方式，满足在烘炉阶段所需要的功率较小及在熔炼阶段所需要的功率较大的需求，一方面有利于提高变压器的星接和角接的转换效率，另一方面有利于减少人工外部连接带来的安全隐患，再一方面易于在传统单相电炉变压器上改造使用，因此有利于推广应用。

需要说明的是，本申请的其它实施例还包括，上述各实施例中的技术特征相互组合所形成的、能够实施的星角转换的单相电炉变压器结构。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种星角转换的单相电炉变压器结构(100)，包括变压器(110)、设置于所述变压器(110)内的一次绕组、与所述一次绕组电连接的有载分接开关(120)，其特征在于，还包括星角转换开关(130)、星接套管(140)及角接套管(150)；

所述变压器(110)的箱盖(111)上设有所述星接套管(140)及所述角接套管(150)；

所述一次绕组的首末端均通过所述角接套管(150)由所述箱盖(111)引出；

所述星角转换开关(130)串联于所述有载分接开关(120)的流出线端，且分别与所述星接套管(140)及所述角接套管(150)电连接，通过所述星角转换开关(130)为所述一次绕组选择连接所述星接套管(140)或所述角接套管(150)，以使所述一次绕组通过所述星角转换开关(130)处于与所述星接套管(140)电连接形成星接的状态，或使所述一次绕组通过所述星角转换开关(130)处于与所述角接套管(150)电连接形成的角接状态。

2.根据权利要求1所述星角转换的单相电炉变压器结构(100)，其特征在于，所述星角转换开关(130)与所述有载分接开关(120)通过引线相串联。

3.根据权利要求2所述星角转换的单相电炉变压器结构(100)，其特征在于，所述引线的绝缘厚度按单边包绝缘厚大于等于10mm设置。

4.根据权利要求3所述星角转换的单相电炉变压器结构(100)，其特征在于，所述引线的末端设有静电屏蔽帽。

5.根据权利要求1所述星角转换的单相电炉变压器结构(100)，其特征在于，所述流出线端的尾部及绝缘距离按110kV全绝缘耐受电压考核需求设置。

6.根据权利要求1所述星角转换的单相电炉变压器结构(100)，其特征在于，所述星角转换开关(130)采用锡箔纸半叠包扎设置。

7.根据权利要求1所述星角转换的单相电炉变压器结构(100)，其特征在于，所述有载分接开关(120)及所述星角转换开关(130)分别通过法兰安装在所述箱盖(111)上。

8.根据权利要求1所述星角转换的单相电炉变压器结构(100)，其特征在于，所述星角转换开关(130)为无励磁分接开关。

9.根据权利要求1所述星角转换的单相电炉变压器结构(100)，其特征在于，所述有载分接开关(120)为多级线性调用的有载分接开关。

10.根据权利要求1至9中任一项所述星角转换的单相电炉变压器结构(100)，其特征在于，

所述有载分接开关(120)的正反极性连接端连接正档位的状态下，所述有载分接开关(120)的调压绕组为加极性；

所述有载分接开关(120)的正反极性连接端连接负档位的状态下，所述有载分接开关(120)的调压绕组为减极性；

所述有载分接开关(120)的流出线端包括X端、Y端及Z端，其中，X端选通所述星角转换开关(130)的N端或V端，Y端选通所述星角转换开关(130)的N端或W端，Z端选通所述星角转换开关(130)的N端或U端。