專利名稱：高耐雷電力變壓器及含有其的干式、油浸式電力變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
高耐雷電力變壓器及含有其的干式、油浸式電力變壓器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及變壓器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有高耐雷性能的電力變壓器， 及含有該高耐雷電力變壓器的干式、油浸式電力變壓器。
背景技術(shù)：
[0002]現(xiàn)有的防雷電力變壓器通常是采用Yznll聯(lián)結(jié)的防雷變壓器，其只能防止雷電從低壓側(cè)侵入引起的正變換電壓，不能防止雷電從高壓側(cè)侵入引起的逆變換過電壓。雷電波往往都是從高壓側(cè)侵入系統(tǒng)，而現(xiàn)有的防雷變壓器卻只著眼于變壓器自身的保護，不能有效防止雷電過電壓侵入機房。從實際應(yīng)用來看，軍工雷達(dá)站、航空雷達(dá)站、通信雷達(dá)站、通信基站大多數(shù)都建在野外高山上，落雷多，不僅未能有效保護機房設(shè)備，且通用的防雷電力變壓器自身也未能承受雷擊而遭至損壞。[0003]產(chǎn)生機房設(shè)備和現(xiàn)有防雷變壓器損壞的原因在于原有防雷措施僅變壓器本體有有限的承受雷擊能力，在低壓側(cè)來雷時，通過Z接繞組磁勢相抵減的辦法降低高壓繞組的電磁變換到高壓而產(chǎn)生的過電壓。當(dāng)高壓側(cè)來雷時，由于高壓Y接，雷電流會通過電磁變換和電容感應(yīng)效應(yīng)直接傳遞到低壓側(cè)，進(jìn)而侵入機房。再者，由于現(xiàn)有的變壓器本體高壓中性點懸浮，高壓側(cè)通過避雷器泄放下來的雷擊電流在接地線上產(chǎn)生電位抬升，逆變到高壓產(chǎn)生電位反彈，使得絕緣強度不足至變壓器損壞。因此，使用現(xiàn)有的防雷變壓器，兩個方向來雷都不能避免雷電波侵入機房。實用新型內(nèi)容[0004]本實用新型的目的在于，提出一種高耐雷電力變壓器及含有其的干式、油浸式電力變壓器，其能夠增強配電設(shè)備本身承受雷電沖擊的能力，且能有效消減雷電波產(chǎn)生的過電壓進(jìn)入二次設(shè)備，避免機房等重要設(shè)備因雷電波從配電線侵入產(chǎn)生的損壞。[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種高耐雷電力變壓器，其包括鐵心、高壓側(cè)繞組及低壓側(cè)繞組，該高壓側(cè)繞組及低壓側(cè)繞組均為三相繞組，其特征在于，所述高壓側(cè)繞組和低壓側(cè)繞組均采用Z型聯(lián)結(jié)，該高壓側(cè)繞組引出的中性點通過一避雷器接地聯(lián)結(jié)， 每一相高壓側(cè)繞組與低壓側(cè)繞組之間均設(shè)有接地屏。[0006]其中，所述高壓側(cè)繞組及低壓側(cè)繞組的線圈各對半分成兩個相等匝數(shù)的線圈。[0007]具體的，所述每一相的繞組均由套在本相鐵心的一半線圈和套在另一相鐵心的一半繞向相反的線圈組成，每一相鐵心上均套有本相一半高低壓線圈和另一相一半的繞向相反的高低壓線圈。[0008]本實用新型中，所述高低壓線圈分別組成Z型聯(lián)結(jié)的繞組。[0009]再者，所述每一相高壓側(cè)繞組外半段線圈上均設(shè)有調(diào)壓匝數(shù)。[0010]所述高壓側(cè)繞組的中性點與高壓側(cè)繞組的首端一起引出，進(jìn)而通過一避雷器接地聯(lián)結(jié)。[0011]所述低壓側(cè)繞組的中性點與低壓側(cè)繞組的首端一起引出，進(jìn)而通過避雷器接地聯(lián)結(jié)。[0012]進(jìn)一步地，所述每一相繞組的高低壓線圈之間均裝設(shè)有接地屏，所述三相接地屏經(jīng)過導(dǎo)線聯(lián)在一起后作接地聯(lián)結(jié)。[0013]更進(jìn)一步地，本實用新型還提供一種干式電力變壓器，其含有前述的高耐雷電力變壓器。[0014]此外，本實用新型還提供了一種油浸式電力變壓器，其含有前述的高耐雷電力變壓器。[0015]本實用新型的高耐雷電力變壓器及含有其的干式、油浸式電力變壓器，其通過雙曲折聯(lián)結(jié)的方式，高低壓側(cè)繞組均采用Z型聯(lián)結(jié)，無論高壓或者低壓側(cè)繞組受到?jīng)_壓電壓作用，受沖擊側(cè)繞組在每相鐵心上產(chǎn)生的磁通相互抵消，均不會產(chǎn)生高、低壓電磁耦合作用，不會在另一側(cè)繞組都感應(yīng)電磁感應(yīng)分量，從而加強了變壓器的防雷性能；同時，其在高低壓側(cè)繞組之間裝設(shè)有接地屏，可以對變壓器的高壓側(cè)中性點加避雷器進(jìn)行保護，而變壓器的中性點因逆變換過程產(chǎn)生2U0的懸浮振蕩過電壓正是容易發(fā)生雷擊毀壞的重點部位， 加避雷器保護后拴定高壓中性點的振蕩過電壓則正好可以解決這一問題。


[0016]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。[0017]圖I為本實用新型的高耐雷電力變壓器一種具體實施例的聯(lián)接結(jié)構(gòu)示意圖；[0018]圖2為本實用新型的高耐雷電力變壓器一種具體實施例的高壓零序磁通圖；[0019]圖3為本實用新型的高耐雷電力變壓器一種具體實施例的低壓零序磁通圖；[0020]圖4為本實用新型的高耐雷電力變壓器設(shè)置高低壓電容屏蔽的原理示意圖。
具體實施方式
[0021]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。[0022]如圖I所示，本實用新型提供一種高耐雷電力變壓器，其包括鐵心(未圖示)、高壓側(cè)繞組10及低壓側(cè)繞組20，該高壓側(cè)繞組10及低壓側(cè)繞組20均為三相繞組，所述高壓側(cè)繞組10和低壓側(cè)繞組20均采用Z型聯(lián)結(jié)，該高壓側(cè)繞組10引出的中性點通過一避雷器 R接地聯(lián)結(jié)，每一相高壓側(cè)繞組10與低壓側(cè)繞組20之間均設(shè)有接地屏30。目前，電力變壓器國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的聯(lián)結(jié)方式有5種，分別為YynO、YdlU YNdlU YNyO、YyO方式。用于國內(nèi)變壓器的高壓側(cè)繞組一般均采用Y接法，該種變壓器只能防止雷電從低壓側(cè)繞組侵入引起的正變換電壓，不能防止從高壓側(cè)繞組侵入引起的逆變換過電壓，而本實用新型通過高壓側(cè)繞組10和低壓側(cè)繞組20同時采用Z型聯(lián)結(jié)的雙曲折聯(lián)結(jié)方式，可以消減高低壓側(cè)繞組之間的電磁感應(yīng)傳遞。同時，本實用新型通過對高壓側(cè)繞組10的中性點進(jìn)行避雷接地，可以拴定高壓中性點的振蕩過電壓幅度。此外，本實用新型還通過在高低壓側(cè)繞組10、20之間加裝接地屏30，可以屏蔽雷電產(chǎn)生時的電容傳遞。[0023]其中，所述高壓側(cè)繞組10及低壓側(cè)繞組20的線圈各對半分成兩個相等匝數(shù)的線圈。在本實用新型具體實施例中，所述每一相的繞組均由套在本相鐵心的一半線圈和套在另一相鐵心的一半繞向相反的線圈組成，每一相鐵心上均套有本相一半高低壓線圈和另一相一半的繞向相反的高低壓線圈。通過上述設(shè)置，形成雙曲折聯(lián)結(jié)的方式，即高低壓線圈分別組成Z型聯(lián)結(jié)的繞組。作為本實用新型的一種優(yōu)選實施例，還可以在每一相高壓側(cè)繞組外半段線圈上設(shè)置調(diào)壓匝數(shù)(未圖示)。該調(diào)壓匝數(shù)的設(shè)置，可以通過改變高壓側(cè)繞組的匝數(shù)來實現(xiàn)調(diào)壓的目的，從而改變變壓器的變比。[0024]本實用新型中，所述高壓側(cè)繞組10的中性點與高壓側(cè)繞組10的首端A、B、C 一起引出，進(jìn)而通過一避雷器R接地聯(lián)結(jié)。由于普通高壓側(cè)繞組Y接的變壓器在低壓側(cè)落雷或是高壓側(cè)落雷時，低壓電位抬升會造成中性點出現(xiàn)電位反彈，最高可達(dá)2倍過電壓值，這也是普通防雷變壓器損壞的主要原因。本實用新型高壓側(cè)繞組10的O線上的避雷器可以釋放變壓器中性點遭受反擊過電壓，而通過將高壓側(cè)繞組10的中性點與高壓側(cè)繞組10的首端A、B、C 一起經(jīng)避雷器R接地的方式，可以限制高壓側(cè)繞組10中性點的電位抬升，從而保證了變壓器中性點不被高電壓擊穿損壞。在本實用新型具體實施例中，所述低壓側(cè)繞組20 的中性點直接接地，低壓側(cè)繞組20的首端a、b、c 一起引出，進(jìn)而通過避雷器R接地聯(lián)結(jié)。 本實用新型這種高壓側(cè)繞組10與低壓側(cè)繞組20同時引出中性點進(jìn)行防雷接地的方式，可以將變壓器首端可能出現(xiàn)的過電壓限制在變壓器可承受的范圍內(nèi)，從而確保變壓器的安全性能。[0025]本實用新型中，所述的高壓側(cè)繞組10的電壓一般在10000伏以上，而低壓側(cè)繞組 20的電壓一般在400伏以下。當(dāng)高壓側(cè)繞組10的2相、或3相來波侵入時(圖2所示)，由于每柱鐵心上高壓兩半線圈的繞向相反，雷電流造成的每半個線圈產(chǎn)生的“零序”磁通大相相等，方向相反，相互抵消，即每柱鐵心磁通為零，這樣雷電過電壓就不會以電磁感應(yīng)的方式感應(yīng)到低壓，同時由于其零序磁通互相抵消在一定程度上限制了高壓側(cè)繞組10匝間、層間的過電壓。因此，可以明顯看出，高壓側(cè)繞組10采用Z型聯(lián)結(jié)后，可引出變壓器的高壓側(cè)中性點，這樣我們就可以對變壓器的高壓側(cè)中性點加避雷器進(jìn)行保護，而變壓器的中性點因逆變換過程產(chǎn)生2U0的懸浮振蕩過電壓正是容易發(fā)生雷擊毀壞的重點部位，加避雷器保護后拴定高壓中性點的振蕩過電壓正好可以解決這一問題。[0026]如圖3所示，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)繞組20的2相、或3相來波侵入時，或者是高壓來波因雷電流泄地在接地線上產(chǎn)生電壓抬升而引起低壓側(cè)線圈流過零序電流時，由于每柱鐵心上低壓兩半線圈的繞向相反，雷電流造成的每半個線圈產(chǎn)生的“零序”磁通大相相等，方向相反，相互抵消，即每柱鐵心磁通為零，這樣雷電過電壓就不會以電磁感應(yīng)的方式感應(yīng)到高壓產(chǎn)生逆變換，從而消除了逆變換過程在高壓線圈中產(chǎn)生的過電壓，避免了變壓器高壓線圈的損壞。[0027]對于現(xiàn)有技術(shù)中一般的變壓器，其繞組在沖擊電壓作用下，繞組電感中會通過零序電流，所產(chǎn)生的磁通將在另一側(cè)繞組中感應(yīng)出電壓,這種電壓就是電磁感應(yīng)分量。電磁感應(yīng)分量與變壓器繞組的變比有關(guān)，但在沖擊波作用下，鐵心中損耗很大，所以又不是與變比成正比關(guān)系。由于低壓側(cè)繞組20的相對沖擊強度(沖擊耐壓與額定相電壓之比)要比高壓5側(cè)繞組10大得多，因此，凡是高壓側(cè)繞組10能夠耐受的過電壓波按變比傳遞到低壓側(cè)繞組 20時，對低壓側(cè)繞組20是沒有危險的。但是，這個電磁感應(yīng)分量在低壓側(cè)繞組20進(jìn)波時或者高壓來波因雷電流泄地在接地線上產(chǎn)生電壓抬升而引起低壓側(cè)線圈流過零序電流時，產(chǎn)生的逆變換很可能在高壓側(cè)繞組10中引起危險，它往往成為配電變壓器在低壓側(cè)線路遭雷擊或者高壓來波因雷電流泄地在接地線上產(chǎn)生電壓抬升而引起低壓側(cè)線圈流過零序電流時，發(fā)生高壓側(cè)繞組10絕緣擊穿的事故原因。而本實用新型的高耐雷電力變壓器，無論高壓側(cè)或者低壓側(cè)繞組受到?jīng)_壓電壓作用，由于采用了雙曲折聯(lián)結(jié)方式，受沖擊側(cè)繞組在每相鐵心上產(chǎn)生的磁通相互抵消，均不會產(chǎn)生高、低壓電磁耦合作用，不會在另一側(cè)繞組電磁感應(yīng)分量，從而加強了變壓器的防雷性能。[0028]進(jìn)一步地，作為本實用新型的優(yōu)選實施例，在每一相繞組的高、低壓線圈12、22之間均裝設(shè)有接地屏30，該三相接地屏30經(jīng)過導(dǎo)線聯(lián)在一起后作接地聯(lián)結(jié)。變壓器高低壓側(cè)繞組10、20之間除了電磁感應(yīng)分量能傳遞過電壓之外，由于變壓器內(nèi)部各電極之間存在空間電容，高、低壓線圈12、22之間的電容較(繞組相間及與鐵心等附件間的電容很小可忽略不計)，電容的兩極間能對交流電流進(jìn)行電容耦合傳遞。雷電流恰好是頻率非常高的交流電流，因此普通的防雷變壓器不能屏蔽雷電流在高低壓側(cè)繞組的傳遞，接地屏30相當(dāng)于在電容的兩個極間插入了一個接地極，從而使高低壓側(cè)繞組分別對接地極形成電容(圖4所示)，高低任一側(cè)遭受沖擊電壓時，其電容電流均通過接地屏30流入接地網(wǎng)，而不會在另一側(cè)之間形成電容傳遞。[0029]本實用新型的高耐雷電力變壓器，其結(jié)構(gòu)既能保護變壓器本身，且由于高低壓側(cè)繞組均為Z形聯(lián)結(jié)，對雷電流的零序電磁感應(yīng)傳遞均能有效消減，高低壓之間僅有的電容感應(yīng)傳遞通道由于在高低壓側(cè)繞組之間加裝了接地屏30進(jìn)行屏蔽，不會在低壓側(cè)繞組20 引起過電壓，從而保證雷電波不會直接侵入機房。[0030]本實用新型的高耐雷電力變壓器既可以應(yīng)用于干式電力變壓器中，又可以應(yīng)用于油浸式電力變壓器。因此，本實用新型還提供了一種干式電力變壓器，其含有前述的高耐雷電力變壓器，除此之外，其還包括有夾持件及絕緣零件(未圖示)等部件。此外，本實用新型還提供了一種油浸式電力變壓器，其同樣含有前述的高耐雷電力變壓器，除此之外，其還包括有外殼、油箱、絕緣油及引出絕緣套管等部件(未圖示)。該干式電力變壓器與油浸式電力變壓器的區(qū)別在于，干式電力變壓器沒有油箱，其高壓線圈和低壓線圈分別用樹脂包封澆注或繞包包封或者浸漆包封處理；而油浸式電力變壓器中，前述的高耐雷電力變壓器裝于油箱內(nèi)并并浸沒于絕緣油內(nèi)。該干式電力變壓器與油浸式電力變壓器均具有較好的防雷性能，無論高壓或者低壓側(cè)繞組受到?jīng)_壓電壓作用，受沖擊側(cè)繞組在每相鐵心上產(chǎn)生的磁通相互抵消，均不會產(chǎn)生高、低壓電磁耦合作用，不會在另一側(cè)繞組電磁感應(yīng)分量；同時，其能夠增強軍工雷達(dá)站、航空雷達(dá)站、通信雷達(dá)站、通信基站等使用本實用新型產(chǎn)品的單位其配電設(shè)備本身承受雷電沖擊的能力，而且能有效消減雷電波產(chǎn)生的過電壓侵入二次設(shè)備，避免如機房等重要設(shè)備因雷電波從配電線路侵入產(chǎn)生的損壞。[0031]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.一種高耐雷電力變壓器，包括鐵心、高壓側(cè)繞組及低壓側(cè)繞組，該高壓側(cè)繞組及低壓側(cè)繞組均為三相繞組，其特征在于，所述高壓側(cè)繞組和低壓側(cè)繞組均采用Z型聯(lián)結(jié)，該高壓側(cè)繞組引出的中性點通過一避雷器接地聯(lián)結(jié)，每一相高壓側(cè)繞組與低壓側(cè)繞組之間均設(shè)有接地屏。
2.如權(quán)利要求I所述的高耐雷電力變壓器，其特征在于，所述高壓側(cè)繞組及低壓側(cè)繞組的線圈各對半分成兩個相等匝數(shù)的線圈。
3.如權(quán)利要求I所述的高耐雷電力變壓器，其特征在于，所述每一相的繞組均由套在本相鐵心的一半線圈和套在另一相鐵心的一半繞向相反的線圈組成，每一相鐵心上均套有本相一半高低壓線圈和另一相一半的繞向相反的高低壓線圈。
4.如權(quán)利要求3所述的高耐雷電力變壓器，其特征在于，所述高低壓線圈分別組成Z型聯(lián)結(jié)的繞組。
5.如權(quán)利要求3所述的高耐雷電力變壓器，其特征在于，所述每一相高壓側(cè)繞組外半段線圈上均設(shè)有調(diào)壓匝數(shù)。
6.如權(quán)利要求I所述的高耐雷電力變壓器，其特征在于，所述高壓側(cè)繞組的中性點與高壓側(cè)繞組的首端一起引出，進(jìn)而通過一避雷器接地聯(lián)結(jié)。
7.如權(quán)利要求6所述的高耐雷電力變壓器，其特征在于，所述低壓側(cè)繞組的中性點直接接地，低壓側(cè)繞組的首端通過避雷器接地聯(lián)結(jié)。
8.如權(quán)利要求3所述的高耐雷電力變壓器，其特征在于，所述每一相繞組的高低壓線圈之間均裝設(shè)有接地屏，所述三相接地屏經(jīng)過導(dǎo)線聯(lián)在一起后作接地聯(lián)結(jié)。
9.一種干式電力變壓器，其特征在于含有如權(quán)利要求I至8中任意一項所述的高耐雷電力變壓器。
10.一種油浸式電力變壓器，其特征在于含有如權(quán)利要求I至8中任意一項所述的高耐雷電力變壓器。
專利摘要本實用新型涉及變壓器技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種高耐雷電力變壓器及含有其的干式、油浸式電力變壓器，該高耐雷電力變壓器包括鐵心、高壓側(cè)繞組及低壓側(cè)繞組，該高壓側(cè)繞組及低壓側(cè)繞組均為三相繞組，所述高壓側(cè)繞組和低壓側(cè)繞組均采用Z型聯(lián)結(jié)，該高壓側(cè)繞組引出的中性點通過一避雷器接地聯(lián)結(jié)，每一相高壓側(cè)繞組與低壓側(cè)繞組之間均設(shè)有接地屏。本實用新型能夠增強配電設(shè)備本身承受雷電沖擊的能力，且能有效消減雷電波產(chǎn)生的過電壓進(jìn)入二次設(shè)備，避免機房等重要設(shè)備因雷電波從配電線侵入產(chǎn)生的損壞。
文檔編號H01F27/28GK202816585SQ20122041862
公開日2013年3月20日 申請日期2012年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月22日
發(fā)明者楊元德 申請人:重慶市帝迅電氣科技有限公司