TWI405224B - 三相電流變流器及配備該電流變流器之電廠 - Google Patents

Description

三相電流變流器及配備該電流變流器之電廠 發明領域

本發明係有關於高電壓或中電壓設備中所用電流變流器之技術領域。更特定言之，係有關於三相式電流變流器，並亦係有關於配備該電流變流器的電廠。

發明背景

氣體絕緣設備所用的三相電流變流器係為於先前技術所熟知的。該等變流器具有三電流導體，每一電流導體具有至少一磁芯承載相關於其配置的繞組。

文件EP 0 229 220說明該一電流變流器配置。其包含具有相關於其配置之磁芯的三電流導體。包含於一單一外殼中的總成，包含一介電氣體，其係為六氟化硫(SF₆ )。次級連接終端盒係配置在外殼外部，藉使用密封軸襯使該終端盒與外殼之間連接為密封的。然而，次級連接終端係配置在終端盒中，因而其係自外殼向外突出。該配置之缺點在於增加電流變流器之整體尺寸。

文件FR 2 815 185說明具有氣體絕緣的一多相線路，其具數部分，每一部分係由一以一具壓力之介電氣體填注的金屬外殼構成，並包含相位導體。一連接模組係用於自多相通至單相，將相鄰二部分互連。藉由管狀護套所得介於二相鄰部分間的轉變部分，該每一管狀護套係用以接受一相位導體。一電流變流器之次級繞組能夠環繞著該管狀護套配置。該文件並未詳加說明有關於終端的配置。儘管該文件顯示藉由取代在主導體與次級繞組之間的氣密外殼，能夠避免針對次級輸出裝置使用密封軸襯，文中未說明是否能夠因存在終端盒而減小電流變流器所佔有的整體尺寸。

發明概要

本發明之目的在於去除上述缺點，特別是針對三相式高電壓或是中電壓設備的一電流變流器，能夠降低變流器之製造及維修保養成本並減小整體尺寸。

於一第一觀點中，本發明針對三相式高電壓或是中電壓設備提供一電流變流器，該變流器包含：二端板，每一端板具有三板孔，該每一孔係軸向地經由一管狀外殼與其他端板中相對應的一孔連接；三大體上平行的主電流導體，該每一電流導體大體上係配置位在一個別管狀外殼的中心位置；以及複數之環繞管狀外殼的磁芯，該每一磁芯承載至少一具有連接終端的次級繞組，該三管狀外殼係以二相鄰磁芯而每一磁芯環繞一個別管狀外殼的該一方式配置成一三角形，界定介於其間位於三角形之外部的一楔形狀空間。

該變流器之特徵在於：其進一步包含一具有第一相對邊緣及第二相對邊緣的矩形金屬薄片，該薄片係以將整個套管環繞著該磁芯配置，並經由第一相對邊緣與二端板連接，第二相對邊緣係相互對準並間隔開地俾便界定一間隙的該一方式下加以彎曲，以將該間隙面向於二相鄰磁芯之間所構成的其中之一楔形空間的該一方式下配置該彎曲薄片，以及次級繞組之連接終端係配置在藉由彎曲薄片所構成的套管內部，面向該間隙，並係位在該楔形狀空間中。

較佳地，次級繞組之輸出電纜係通過該間隙。

於一第一具體實施例中，第二相對邊緣的至少一邊緣係朝向藉由彎曲金屬薄片所構成的套管內部成階梯狀，並包括一部分係配置面向該間隙並且連接終端係配置於其上。

於一第二具體實施例中，電流變流器進一步包含一板其係面向該間隙配置並且連接終端係配置於其上。

較佳地，該間隙係以一金屬蓋加以覆蓋。較佳地，該蓋係配置有次級繞組之輸出電纜通過的軸襯。

較佳地，該連接終端係於終端板(terminal block)中結合。

於一變化形式中，該彎曲金屬薄片大體上係為具有環形斷面的圓筒狀套管的形狀。

於另一變化形式中，該彎曲金屬薄片大體上係為具有正方形斷面的圓筒狀套管的形狀。較佳地，該正方形斷面之角落加以圓滑化。

於一第二觀點中，本發明提供根據第一觀點配備一電流變流器的一高電壓或中電壓電廠。

圖式簡單說明

相關於該等伴隨圖式，經閱讀以上非限定圖例之該等具體實施例的詳細說明，將對本發明有更佳的瞭解，其中：第1圖係為以第2圖之線I－I所取的本發明之一電流變流器的縱向斷面圖，圖式中某些元件為了說明之緣故而省略；第2圖係為以第1圖之線Ⅱ－Ⅱ所取之一第一具體實施例的一電流變流器的橫截面圖；第3圖係為於第一終端中彎曲金屬薄片的一橫截面圖；第4圖所示係為與第3圖相似的一第二具體實施例；以及第5圖所示係為第二具體實施例與第2圖相似的局部視圖。

較佳實施例之詳細說明

相關於第1及2圖，其分別為縱向斷面及橫截面圖，顯示於高電壓或中電壓電氣設備中所用的一三相式電流變流器10。於所示的實例中，該變流器係為氣體絕緣型式。第1圖係為第一及第二具體實施例所共用。第2圖係僅代表第一具體實施例。

電流變流器10具有二端板12其大體上係平行地接地，每一端板的其中一面與一設備系統連接，於第1圖中該設備系統的一部分係以代表符號2標示。介於該二端板12之間，配置軸100的一中心加強桿14，其係自其中之一端板12延伸至另一端板。此中心加強桿14較佳地係以金屬構成。

每一端板12具有三孔16，其係縱向地經由一個別的管狀外殼18與位在另一端板12中的一對應孔16連接。管狀外殼18係以不透氣(gasproof)的一材料構成，並係以例如，六氟化硫(SF₆ )，的介電氣體20填注。密封墊片172、174係配置在每一管狀外殼18與每一端板12之間。每一管狀外殼18與所結合的密封墊片172、174構成一氣密隔離。該等密封墊片172、174亦係為電氣絕緣。

電流變流器10具有大體上平行的三主電流導體22，該每一導體大體上係沿著該管狀外殼18的其中之一對應的外殼之中心延伸。除了設備端2外，該三電流導體22係於藉由二端板及導體4所界定容積的外部延伸，該每一導體4係與其中之一導體22連接。導體4所位之一平面係與線I－I垂直並與軸100平行。

每一管狀外殼18係由一或更多的磁芯24所環繞，圖式中之實例所示係為其中之三磁芯。每一磁芯24包含至少一次級繞組26。次級繞組26係經由繞組連接裝置27與連接終端28連接，該等連接終端係藉由輸出電纜29而與外部連接。

對於需要電磁相容性(EMC)的場合，輸出電纜29之覆蓋物係藉由市面上所販售的電磁相容(EMC)軸襯46接地。

三管狀外殼18係配置為一三角形，致使環繞二個別相鄰管狀外殼18的二磁芯24係為相鄰的。因此，該三磁芯24界定介於其間位在三角形之外部上的三楔形空間30(見第2圖)。

電流變流器10進一步包含一矩形金屬薄片32，其經彎曲俾便大體上呈現配置環繞該等磁芯24的圓筒狀套筒的形式。於圖式中所示之實例中，薄片32係構形為角落圓滑的正方形斷面的一圓筒狀套筒。彎曲薄片具有第一相對邊緣34、34(第1圖中可見)，藉以藉由扣件13與二個別的端板12連接。以此方式於該圓筒狀套筒中所包含的容積50中，包含具大氣壓力之空氣。

於第1、2及3圖中所示的第一具體實施例中，彎曲金屬薄片32具有第二相對邊緣360、362，其中至少之一者係具一階梯狀形式。如第3圖中所示，第二邊緣360係朝向套筒的內側呈階梯狀。該階梯狀第二邊緣360具一初始部分364。初始地，朝向圓筒之內部彎曲用以構成大體上與該初始部分364垂直的一第一部分366，並接著再次於相反方向彎曲用以構成大體上與該初始部分364平行的一第二部分368。因此，該三部分364、366、368一起用以構成一大體上S狀形式。該初始部分364大體上係與另一第二邊緣362對準，俾便對彎曲金屬薄片32保持大體上相同的圓筒狀套筒的形式。於初始部分364與另一第二邊緣362之間留有一間隙39。第一部份366及第二部分368界定一面向該間隙39的內凹口38。

彎曲金屬薄片32係在間隙39面向構成於二相鄰磁芯24之間的其中之一楔形空間30的該一方式下，環繞磁芯24而配置，並且凹口38係至少部分地位在該楔形空間30中。

次級繞組26之連接終端28係配置在面向間隙39的凹口38中。其係受壓按及/或扣接靠著第二部分368，其係直接或是經由一終端板42結合。將出自於終端板42的輸出電纜29，係經由間隙39而拉至外側。

第1、4及5圖所示係為本發明之電流變流器的第二具體實施例。

如第4圖中所示，該二第二邊緣360、362大體上維持一平坦形式。該二第二邊緣360、362因而僅藉由一間隙39而相互對準並間隔開。因此，在由彎曲金屬薄片32所構成的套筒內部並未界定一凹口38。

於與第一具體實施例相似的一方式中，該彎曲金屬薄片32係在間隙39面向構成於二相鄰磁芯之間的其中之一楔形空間30的該一方式下，環繞磁芯24而配置。

一板60(見第5圖)係經配置面向位在由該彎曲金屬薄片32所構成之套筒內部的間隙39。此板60係藉由適當的扣件(未顯示)經由二個別端部扣接至電流變流器10之二個別端板12。例如，板之端部具有扣接調整片，其係螺接至該二端板12。

板60具有與第一具體實施例之第二部分368相似的功能。該等連接終端28其係受壓按靠著及/或扣接至該板60，其係直接或是經由一終端板42連接。將出自於終端板42的輸出電纜29，係經由間隙39而拉至外側。板60較佳地係以金屬製成。

於第一及第二具體實施例中，該電流變流器10可任擇地包括一蓋44，其係配置涵蓋電流變流器10之整段長度，俾便將間隙39閉合。該蓋44較佳地係以一金屬板加以切割而構成。輸出電纜29係自次級繞組26通過該配置的軸襯46。藉由諸如螺釘48的傳統式扣件而扣接至該彎曲金屬薄片32。

本發明之電流變流器之配置的優點在於，由彎曲金屬薄片所構成圓筒之內部所包含的容積，包含具大氣壓力的空氣。此容積並不需包含介電氣體，並且該等連接終端不需為密封的，與先前技術之氣體絕緣設備的變流器配置不同。因而，有利地，能夠使用於市場販售的標準連接終端。

本發明之變流器配置的另一優點在於，次級繞組之連接終端的位置不再自變流器之主體突出，因此與先前技術相較減小了電流變流器的整體尺寸。

本發明之電流變流器配置的另一優點在於，藉由移開該蓋能夠輕易地接近連接終端，從而有助於進行變流器維修保養，因此，與先前技術的電流變流器相較降低了維修保養成本。

本發明並不限定在上述的特定具體實施例。

具體地，圖式中所示該彎曲金屬薄片大體上構形為具圓滑角落的正方形斷面的一圓筒形式。然而，能夠構形為角落並未加以圓滑化的正方形斷面的一圓筒，或為環形斷面的一圓筒，或為橢圓斷面的一圓筒，或為具圓滑角落的矩形斷面的一圓筒，或甚至為角落並未加以圓滑化的矩形斷面的一圓筒，皆不致超越本發明之範疇。

此外，本發明並未限定在氣體絕緣型式的一電變流器，其同樣地能夠應用在具固態絕緣的電流變流器。在該等環境下，例如，能夠藉由將一環氧樹脂注入於管18與導體22之間的隔間中而達到絕緣。因而於此隔間中能夠以環氧樹脂取代介電氣體。

2．．．設備系統的一部分/設備端

4．．．導體

10．．．電流變流器

12．．．端板

13．．．扣件

14．．．中心加強桿

16．．．孔

18．．．管狀外殼

20．．．介電氣體

22．．．主電流導體

24．．．磁芯

26．．．次級繞組

27．．．繞組連接裝置

28．．．連接終端

29．．．輸出電纜

30．．．楔形空間

32．．．矩形金屬薄片

34．．．第一相對邊緣

38．．．內凹口

39．．．間隙

42．．．終端板

44．．．蓋

46．．．軸襯

48．．．螺釘

50．．．容積

60．．．板

100．．．軸

172,174．．．密封墊片

360,362．．．第二相對邊緣

364．．．初始部分

366．．．第一部分

368．．．第二部分

第1圖係為以第2圖之線I－I所取的本發明之一電流變流器的縱向斷面圖，圖式中某些元件為了說明之緣故而省略；第2圖係為以第1圖之線Ⅱ－Ⅱ所取之一第一具體實施例的一電流變流器的橫截面圖；第3圖係為於第一終端中彎曲金屬薄片的一橫截面圖；第4圖所示係為與第3圖相似的一第二具體實施例；以及第5圖所示係為第二具體實施例與第2圖相似的局部視圖。

2．．．設備系統的一部分/設備端

4．．．導體

10．．．電流變流器

12．．．端板

14．．．中心加強桿

16．．．孔

18．．．管狀外殼

20．．．介電氣體

22．．．主電流導體

24．．．磁芯

26．．．次級繞組

32．．．矩形金屬薄片

34．．．第一相對邊緣

42．．．終端板

48．．．螺釘

100．．．軸

172,174．．．密封墊片

Claims (13)

1. 一種高電壓或是中電壓電氣設備用三相式電流變流器，該變流器包含：二端板，每一端板具有三板孔，該等孔之各者係軸向地經由一管狀外殼與其他端板中一相對應孔連接；三大體上平行的主電流導體，該每一電流導體大體上係配置位在該等管狀外殼的一個別管狀外殼的中心位置；以及複數之環繞管狀外殼的磁芯，該每一磁芯承載至少一具有連接終端的次級繞組，該等三管狀外殼係配置成一三角形，使得各環繞該等管狀外殼的一個別管狀外殼之二相鄰磁芯於其間界定一位於該三角形之外部的楔形空間；該變流器之特徵在於其進一步包含一具有第一相對邊緣及第二相對邊緣的矩形金屬薄片，該薄片係彎曲成展現出配置在該等磁芯周圍之一套管的整體形狀，並經由該等第一相對邊緣與該等二端板連接，該等第二相對邊緣二者係相互對準並間隔開地俾便界定一間隙，該彎曲薄片係配置成使得該間隙面向於二相鄰磁芯之間所構成的其中之一楔形空間，以及該次級繞組之該等連接終端係定位在藉由該彎曲薄片所構成的套管內部，面向該間隙，並係位在該楔形空間中。
2. 如申請專利範圍第1項之高電壓或是中電壓電氣設備用 三相式電流變流器，該變流器之特徵在於該等第二相對邊緣的至少一邊緣係朝向藉由該彎曲金屬薄片所構成的該套管內部成階梯狀，並包括一經定位面向該間隙並且該等連接終端係定位於其上之部分。
3. 如申請專利範圍第1項之高電壓或是中電壓電氣設備用三相式電流變流器，其之特徵在於進一步包含一經定位面向該間隙並且該等連接終端係定位於其上之板。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之高電壓或是中電壓電氣設備用三相式電流變流器，該變流器之特徵在於該等次級繞組之輸出電纜係通過該間隙。
5. 如申請專利範圍第1項之高電壓或是中電壓電氣設備用三相式電流變流器，該變流器之特徵在於該間隙係以一金屬蓋加以覆蓋。
6. 如申請專利範圍第5項之高電壓或是中電壓電氣設備用三相式電流變流器，該變流器之特徵在於該蓋係設置有次級繞組之輸出電纜通過其中的軸襯。
7. 如申請專利範圍第1項之高電壓或是中電壓電氣設備用三相式電流變流器，該變流器之特徵在於該彎曲金屬薄片大體上係呈具有圓形截面的圓筒狀套管的形狀。
8. 如申請專利範圍第1項之高電壓或是中電壓電氣設備用三相式電流變流器，該變流器之特徵在於該彎曲金屬薄片大體上係呈具有正方形截面的圓筒狀套管的形狀。
9. 如申請專利範圍第8項之高電壓或是中電壓電氣設備用三相式電流變流器，該變流器之特徵在於該彎曲金屬薄 片大體上係呈具有圓角之圓筒狀套管的形狀。
10. 如申請專利範圍第1項之高電壓或是中電壓電氣設備用三相式電流變流器，該變流器之特徵在於該等連接終端係於一終端塊中結合。
11. 如申請專利範圍第1項之高電壓或是中電壓電氣設備用三相式電流變流器，該變流器之特徵在於每一管狀外殼係以一不透氣(gasproof)材料製成，且在於該管狀外殼與該管狀外殼所環繞的該導體之間的絕緣係藉由一介電氣體來提供絕緣，因此該電流變流器係為氣體絕緣型式。
12. 如申請專利範圍第1項之高電壓或是中電壓電氣設備用三相式電流變流器，該變流器之特徵在於每一管狀外殼與該管狀外殼所環繞的該導體之間的絕緣係藉由注入一樹脂於其間來提供。
13. 一種高電壓或是中電壓電廠，其之特徵在於其備有至少一根據申請專利範圍第1至12項中任一項的電流變流器。