CN200972819Y - 特高压自耦变压器 - Google Patents

Abstract

一种特高压自耦变压器，其主变压器与调压变压器分离设置，电连接。主变压器采用单相五柱式铁心结构，三个主柱绕组相并联。三个高压绕组的中部引出线构成高压绕组首端A，三个高压绕组的上端、下端均接至中压绕组首端Am。三个中压绕组相并联，该三者的首端引出线构成中压绕组首端Am，该三者的末端接至调压变压器的调压绕组末端。三个低压绕组相三者并联，该三者的首端接至调压变压器的补偿绕组末端，该三者的末端引出线构成低压绕组末端x。本实用新型解决了背景技术不能满足百万伏输变电技术对绝缘强度、安全可靠性、运输尺寸要求的问题。本实用新型空载性能好，主变中的磁通密度和低压侧电压符合标准要求，便于远距离运输。

Description

特高压自耦变压器

技术领域

本实用新型涉及一种变压器，具体涉及一种特高压自耦变压器。

背景技术

科学技术的飞速发展，使用电需求日益增长，现有的电力输送设备已经不能满足远距离大容量电能输送的要求，发展特高压输电线路成为必然趋势。目前，仅意大利、俄罗斯及日本具有百万伏输变电技术。但意大利的百万伏输变电技术尚未实施，日本的百万伏输变电技术仅处于试验阶段，而俄罗斯的百万伏输变电线路处于降压运行状态。

由于单相特高压自耦变压器容量大、阻抗大，若采用常规大容量变压器的单相四柱式结构，每柱容量大，漏磁通密度大，导线和结构件的损耗大，不利于防止局部过热。而绕组热点温升的增加，又会影响变压器的安全可靠运行。常规大容量变压器的单相四柱式结构有二：其一是高压两柱并联的结构。此种结构的铁心直径大，上下铁轭的高度高，在相同的运输高度条件下，绕组高度小，沿绕组轴向的电场强度大，纵绝缘强度较低，抗雷电冲击能力较差。其二是高压两柱串联的结构。该结构可以有效延长绕组的轴向长度，有利于冲击波下的波分布。但自耦变压器的高压为1000kV，中压为500kV，若两柱串联，则高压入波端绕组的两端绝缘水平将超过750kV级的绝缘水平，绝缘结构复杂，安全、可靠性低，且上下铁轭的绝缘距离大，需降低绕组高度才能满足运输尺寸，这样会增大绕组的漏磁通密度，要特别注意防止局部过热。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种特高压自耦变压器，其解决了背景技术不能满足百万伏输变电技术对绝缘强度、安全可靠性及运输尺寸要求的问题。

本实用新型的技术解决方案是：

一种特高压自耦变压器，包括主变压器和调压变压器，其特殊之处在于，所述的主变压器与调压变压器是分别独立设置的二个分离体，所述的主变压器与调压变压器电连接；所述的主变压器包括：上、下铁轭501、502，设置于上、下铁轭501、502内的I主柱100、II主柱200、III主柱300以及两侧的I旁柱401、II旁柱402；依次套装于I主柱100上的I低压绕组101、I中压绕组102和I高压绕组103，依次套装于II主柱200上的II低压绕组201、II中压绕组202和II高压绕组203，依次套装于III主柱300上的III低压绕组301、III中压绕组302和III高压绕组303；所述的I高压绕组103、II高压绕组203及III高压绕组303的中部引出线构成高压绕组首端A，所述I高压绕组103、II高压绕组203及III高压绕组303的上端、下端均接至中压绕组首端Am；所述的I中压绕组102、II中压绕组202及III中压绕组302三者并联，该三者的首端引出线构成中压绕组首端Am，该三者的末端接至调压变压器的调压绕组首端；所述的I低压绕组101、II低压绕组201及III低压绕组301三者并联，该三者的首端接至调压变压器的补偿绕组602末端，该三者的末端引出线构成低压绕组末端x。

上述调压变压器以采用下列方案结构简洁、操作方便，其包括：上、下铁轭503、504，设置于上、下铁轭503、504内的IV主柱600及两侧的III旁柱403、IV旁柱404，套装于IV主柱600上的I励磁绕组601、I补偿绕组602；该调压变压器还包括：上、下铁轭505、506，设置于上、下铁轭505、506内的V主柱700及两侧的V旁柱405、VI旁柱406，套装于V主柱700上的II励磁绕组701、I调压绕组702；所述I调压绕组702的首端通过无励磁调压开关K1的选择器动触头的引出线构成变压器中性点X，该变压器中性点X与中性点线路端子相连接；所述I调压绕组702末端通过无励磁调压开关K1的切换开关与I励磁绕组601的首端、主变压器的I中压绕组102的末端、II中压绕组202的末端以及III中压绕组302的末端相连接；所述I补偿绕组602首端的引出线构成低压首端a；所述I补偿绕组602末端与主变压器的I低压绕组101的首端、II低压绕组201的首端以及III低压绕组301的首端相连接；所述I励磁绕组601的首端与主变压器的I中压绕组102的末端、II中压绕组202的末端以及III中压绕组302的末端连接后，再通过无励磁调压开关K1的切换开关与I调压绕组702的末端相连接；所述I励磁绕组601的末端与变压器中性点X相连接；所述II励磁绕组701的首端与I补偿绕组602的首端相连接；所述II励磁绕组701的末端与主变压器I低压绕组101的末端、II低压绕组201的末端以及III低压绕组301的末端连接后的引出线构成低压绕组末端x，励磁绕组701的末端接至低压绕组末端x。

上述调压变压器以采用下列方案材料消耗少，结构紧凑，占地少，经济性好，其包括：上、下铁轭507、508，设置于上、下铁轭507、508内的VI主柱800及两侧的V旁柱407、VI旁柱408，套装于VI主柱8800上的II调压绕组801、III励磁绕组802及II补偿绕组803；所述II调压绕组801的首端通过无励磁调压开关K2的切换开关与主变压器的I中压绕组102的末端、II中压绕组202的末端以及III中压绕组302的末端相连接，所述801末端通过无励磁调压开关K2的选择器动触头的引出线构成变压器中性点X；所述II补偿绕组803的首端通过无励磁调压开关K3的选择器动触头的引出线构成低压首端a，所述II补偿绕组803的末端通过无励磁调压开关K3的切换开关与主变压器的I低压绕组101的首端、II低压绕组201的首端以及III低压绕组301的首端相连接；所述III励磁绕组802的首端接至低压首端a，所述III励磁绕组802的末端与主变压器的I低压绕组101、II低压绕组201及III低压绕组301的末端相连接。

上述I柱高压绕组103、II高压绕组203、III高压绕组303及I中压绕组102、II中压绕组202、III中压绕组302以均采用多根插花纠结式结构为佳，所述的I低压绕组101、II低压绕组201及III低压绕组301以均采用连续式绕组结构为宜。

上述主变压器和调压变压器可通过架空线连接，其安装以及主调分离，方便、简洁。主变压器和调压变压器也可通过油-油套管连接，其结构紧凑，外部干扰少，安全性好。

上述通过油-油套管连接的主变压器与调压变压器以设置于同一基础框架上为佳，其整体性好，可确保主变压器和调压变压器的相对高度满足设计要求，且现场装配方便、准确。

上述I高压绕组103、II高压绕组203及III高压绕组303的引线以均采用均压管屏蔽结构的引线为佳。

上述补偿绕组602或补偿绕组803的级数与调压级数相应。

本实用新型具有以下优点：

1.满足绝缘水平高的要求。特别是高压侧绝缘水平可达到全波2250kV，截波2400kV，工频1100kV(5min)。

2.产品空载性能好。三个主柱绕组相并联的结构，可以在满足运输条件和高压绕组高度条件下将铁轭的形状设计为椭圆形或近似椭圆形，主变中的磁通密度恒定，从而可提高产品的空载性能。

3.在中压调压时，低压侧电压符合标准要求。由于本实用新型的容量大，中压500kV的绝缘水平高。为了有效降低开关和调压部分的电压和电流，调压采用中性点变磁通调压方式，但这种调压方式会造成低压侧电压波动。当中压侧为最小分接时，铁心内的磁通密度增大，空载性能会下降。采用补偿绕组，可有效控制主变中的磁通密度和低压侧电压基本不变，符合电压比校核0.5％的标准要求。同时，还可改善阻抗波动。

4.主变压器和调压变压器的连接有两种方式：通过架空线连接，方便、简洁。通过油---油套管连接，结构紧凑，外部干扰少，安全性好。

5.每柱的容量减小，可使变压器的宽度减小，有利于远距离运输。

6.将调压变压器单独设置在一个调压变压器中，可降低运输的重量，使变压器的运输安全、可靠。主变压器和调压变压器安装在一个公用的基础框架上，保证主变和调变的相对高度满足设计要求。使现场装配方便、准确。

附图说明

图1为本实用新型主变压器的结构示意图；

图2、3为本实用新型调压变压器实施例一的结构示意图；

图4为本实用新型实施例一的线路原理图；

图5为本实用新型调压变压器实施例二的结构示意图；

图6为本实用新型实施例二的线路原理图。

附图标号说明：100-I主柱，101-I低压绕组，102-I中压绕组，103-I高压绕组，200-II主柱，201-II低压绕组，202-II中压绕组，203-II高压绕组，300-III主柱，301-III低压绕组，302-III中压绕组，303-III高压绕组，401-I旁柱，402-II旁柱，501-上铁轭，502-下铁轭；600-IV主柱，601-I励磁绕组，602-I补偿绕组，403-III旁柱，404-IV旁柱，503-上铁轭，504-下铁轭；700-V主柱，701-II励磁绕组，702-I调压绕组，405-V旁柱，406-VI旁柱，505-上铁轭，506-下铁轭；800-VI主柱，801-II调压绕组，802-III励磁绕组，803-II补偿绕组，407-VII旁柱，408-VIII旁柱，507-上铁轭，508-下铁轭；A-高压绕组首端，Am-中压绕组首端，a-低压首端，X-中性点，x-低压末端。

具体实施方式

本实用新型由变压器本体和调压变压器构成，两部分分离设置，主变压器采用单相五柱式铁心结构，三个主柱绕组相并联。

本实用新型将主变压器与调压变压器分离设置，构成二个相互独立的分离体。主变压器与调压变压器连接，变压器在中性点进行调压。主变压器与调压变压器的连接方式有二：其一通过架空线连接，特点是方便、简洁。其二可通过油-油套管连接。特点是结构紧凑，外部干扰少，安全性好。通过油-油套管连接的主变压器与调压变压器以设置于同一基础框架上为佳，其整体性好，可确保主变压器和调压变压器的相对高度满足设计要求，且现场装配方便、准确。

参见图1，本实用新型的主变压器包括上、下铁轭501、502，设置于上、下铁轭501、502内的I主柱100、II主柱200、III主柱300以及两侧的I旁柱401、II旁柱402；依次套装于I主柱100上的I低压绕组101、I中压绕组102和I高压绕组103，依次套装于II主柱200上的II低压绕组201、II中压绕组202和II高压绕组203，依次套装于III主柱300上的III低压绕组301、III中压绕组302和III高压绕组303。

参见图4，I高压绕组103、II高压绕组203及III高压绕组303的中部引出线构成高压绕组首端A，接至高压线路端子。I高压绕组103、II高压绕组203及III高压绕组303的上端、下端均接至中压绕组首端Am。I中压绕组102、II中压绕组202及III中压绕组302三者并联，该三者的首端引出线构成中压绕组首端Am，接至中压线路端子；该三者的末端接至调压变压器的调压绕组首端。I低压绕组101、II低压绕组201及III低压绕组301三者并联，该三者的首端接至调压变压器的补偿绕组末端，该三者的末端引出线构成低压绕组末端x。调压变压器可采用两个变压器的结构，该方案结构简洁、操作方便。参见图2，调压变压器的一个变压器包括：上、下铁轭503、504，设置于上、下铁轭503、504内的IV主柱600及两侧的III旁柱403、IV旁柱404，套装于IV主柱600上的I励磁绕组601、I补偿绕组602。参见图3，调压变压器的另一个变压器包括：上、下铁轭505、506，设置于上、下铁轭505、506内的V主柱700及两侧的V旁柱405、VI旁柱406，套装于V主柱700上的II励磁绕组701、I调压绕组702。参见图4，I调压绕组702首端通过无励磁调压开关K1的选择器动触头的引出线构成变压器中性点X，变压器中性点X与中性点线路端子相连接。I调压绕组702的末端通过无励磁调压开关K1的切换开关与I励磁绕组601的首端、主变压器的I中压绕组102的末端、II中压绕组202的末端以及III中压绕组302的末端相连接。I补偿绕组602首端的引出线构成低压首端a，I补偿绕组602末端与主变压器的I低压绕组101的首端、II低压绕组201的首端以及III低压绕组301的首端相连接。I励磁绕组601的首端与主变压器的I中压绕组102的末端、II中压绕组202的末端以及III中压绕组302的末端相连接，并通过无励磁调压开关K1的切换开关与I调压绕组702的末端相连接。I励磁绕组601的末端与变压器中性点X相连接。II励磁绕组701的首端与I补偿绕组602的首端相连接，II励磁绕组701的末端与主变压器的I低压绕组101的末端、II低压绕组201的末端以及III低压绕组301的末端相连接，构成低压绕组末x，励磁绕组701末端接至低压绕组末端x。

低压首端a接至低压线路端子。

参见图5，调压变压器以采用下列方案材料消耗少，结构紧凑，占地少，经济性好。其包括：上、下铁轭507、508，设置于上、下铁轭507、508内的VI主柱800及两侧的VII旁柱407、VIII旁柱408，套装于VI主柱800上的II调压绕组801、III励磁绕组802、II补偿绕组803。参见图6，II调压绕组801首端与无励磁调压开关K2的切换开关相连接，无励磁调压开关K2的选择器动触头引出线构成变压器中性点X，与中性点线路端子相连接。II调压绕组801的首端通过无励磁调压开关K2的切换开关与主变压器的I中压绕组102的末端、II中压绕组202的末端以及III中压绕组302的末端相连接。II补偿绕组803的首端与无励磁调压开关K3的切换开关相连接，无励磁调压开关K3的选择器动触头引出线构成低压首端a，II补偿绕组803的末端通过无励磁调压开关K3的切换开关与主变压器的I低压绕组101的首端、II低压绕组201的首端以及III低压绕组301的首端相连接。III励磁绕组802的首端通过低压首端a接至低压线路端子。III励磁绕组802的末端与主变压器的I低压绕组101的末端、II低压绕组201的末端以及III低压绕组301的末端相连接。

本实用新型的I柱高压绕组103、II高压绕组203、III高压绕组303及I中压绕组102、II中压绕组202、III中压绕组302以采用多根插花纠结式结构为佳，I低压绕组101、II低压绕组201及III低压绕组301以采用连续式绕组结构为宜。I高压绕组103、II高压绕组203及III高压绕组303的引线以采用均压管屏蔽结构的引线为佳，高压出线采用绝缘成型件引出线装置。补偿绕组602或803的级数与调压级数相应。如：±4级。

Claims (8)

1.一种特高压自耦变压器，包括主变压器和调压变压器，其特征在于，所述的主变压器与调压变压器是分别独立设置的二个分离体，所述的主变压器与调压变压器电连接；所述的主变压器包括：

上、下铁轭(501、502)，设置于上、下铁轭(501、502)内的I主柱(100)、II主柱(200)、III主柱(300)以及两侧的I旁柱(401)、II旁柱(402)；

依次套装于I主柱(100)上的I低压绕组(101)、I中压绕组(102)和I高压绕组(103)；

依次套装于II主柱(200)上的II低压绕组(201)、II中压绕组(202)和II高压绕组(203)；

依次套装于III主柱(300)上的III低压绕组(301)、III中压绕组(302)和III高压绕组(303)；

所述的I高压绕组(103)、II高压绕组(203)及III高压绕组(303)三者并联，该三者的中部引出线构成高压绕组首端A，所述I高压绕组(103)、II高压绕组(203)及III高压绕组(303)的上端、下端均接至中压绕组首端Am；

所述的I中压绕组(102)、II中压绕组(202)及III中压绕组(302)三者并联，该三者的首端引出线构成中压绕组首端Am，该三者的末端接至调压变压器的调压绕组首端；

所述的I低压绕组(101)、II低压绕组(201)及III低压绕组(301)三者并联，该三者的首端接至调压变压器的补偿绕组(602)末端，该三者的末端引出线构成低压绕组末端x。

2.根据权利要求1所述的特高压自耦变压器，其特征在于，所述的调压变压器包括：上、下铁轭(503、504)，设置于上、下铁轭(503、504)内的IV主柱(600)及两侧的III旁柱(403)、IV旁柱(404)，套装于IV主柱(600)上的I励磁绕组(601)、I补偿绕组(602)；

所述的调压变压器还包括：上、下铁轭(505、506)，设置于上、下铁轭(505、506)内的V主柱(700)及两侧的V旁柱(405)、VI旁柱(406)，套装于V主柱(700)上的II励磁绕组(701)、I调压绕组(702)；

所述I调压绕组(702)的首端通过无励磁调压开关K1的选择器动触头的引出线构成变压器中性点X，该变压器中性点X与中性点线路端子相连接；所述I调压绕组(702)的末端通过无励磁调压开关K1的切换开关与I励磁绕组(601)的首端、主变压器的I中压绕组(102)的末端、II中压绕组(202)的末端以及III中压绕组(302)的末端相连接；

所述I补偿绕组(602)首端的引出线构成低压首端a；所述I补偿绕组(602)末端与主变压器的I低压绕组(101)的首端、II低压绕组(201)的首端以及III低压绕组(301)的首端相连接；

所述I励磁绕组(601)的首端与主变压器的I中压绕组(102)的末端、II中压绕组(202)的末端以及III中压绕组(302)的末端连接后，再通过无励磁调压开关K1的切换开关与I调压绕组(702)的末端相连接；所述I励磁绕组(601)的末端与变压器中性点X相连接；

所述II励磁绕组(701)的首端与I补偿绕组(602)的首端相连接，所述II励磁绕组(701)的末端与主变压器的I低压绕组(101)的末端、II低压绕组(201)的末端以及III低压绕组(301)的末端连接后的引出线构成低压绕组末端x，励磁绕组(701)的末端接至低压绕组末端x。

3.根据权利要求1所述的特高压自耦变压器，其特征在于，所述的调压变压器包括：

上、下铁轭(507、508)，设置于上、下铁轭(507、508)内的VI主柱(800及两侧的V旁柱(407)、VI旁柱(408)，套装于VI主柱(800)上的II调压绕组(801)、III励磁绕组(802)及II补偿绕组(803)；

所述II调压绕组(801)的首端通过无励磁调压开关K2的切换开关与主变压器的I中压绕组(102)的末端、II中压绕组(202)的末端以及III中压绕组(302)的末端相连接，所述II调压绕组(801)的末端通过无励磁调压开关K2的选择器动触头的引出线构成变压器中性点X。

所述II补偿绕组(803)的首端通过所述无励磁调压开关K3的选择器动触头的引出线构成低压首端a，所述II补偿绕组(803)的末端通过无励磁调压开关K3的切换开关与主变压器的I低压绕组(101)的首端、II低压绕组(201)的首端以及III低压绕组(301)的首端相连接；

所述III励磁绕组(802)的首端接至低压首端a，所述III励磁绕组(802)的末端与主变压器的I低压绕组(101)的末端、II低压绕组(201)的末端以及III低压绕组(301)的末端相连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的特高压自耦变压器，其特征在于：所述的I柱高压绕组(103)、II高压绕组(203)、III高压绕组(303)及I中压绕组(102)、II中压绕组(202)、III中压绕组(302)均采用多根插花纠结式结构，所述的I低压绕组(101)、II低压绕组(201)及III低压绕组(301)均采用连续式绕组结构。

5.根据权利要求4所述的特高压自耦变压器，其特征在于：所述的主变压器和调压变压器通过架空线连接，或通过油-油套管连接。

6.根据权利要求5所述的特高压自耦变压器，其特征在于：所述通过油-油套管连接的主变压器与调压变压器设置于同一基础框架上。

7.根据权利要求5所述的特高压自耦变压器，其特征在于：所述I高压绕组(103)、II高压绕组(203)及III高压绕组(303)的引线均采用均压管屏蔽结构的引线。

8.根据权利要求7所述的特高压自耦变压器，其特征在于：所述补偿绕组(602)或补偿绕组(803)的级数与调压级数相应。

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