一種分裂變壓器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種分裂變壓器，包括鐵心和繞組，所述繞組包括高壓繞組、低壓繞組和調壓繞組，所述鐵心采用四柱式結構，包括兩個心柱和兩個旁柱，兩個心柱上繞組的繞制方向相反，且繞組在心柱上的繞制順序由內向外依次為低壓繞組、高壓繞組和調壓繞組，兩個心柱上的高壓繞組首尾并聯(lián)連接，兩個心柱上的低壓繞組之間相互獨立。該分裂變壓器的器身結構與普通發(fā)電機主變壓器的結構相同，而比采用幅向分裂方式的結構簡單，能夠有效降低變壓器的運輸費用，且分裂支路既能單支運行，又能雙支運行，抗短路能力好。
【專利說明】一種分裂變壓器

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于變壓器制造【技術領域】，具體涉及一種分裂變壓器。

【背景技術】
[0002]現(xiàn)有的分裂變壓器主要有幅向分裂和軸向分裂兩種形式。
[0003]圖1為現(xiàn)有技術中采用幅向分裂的變壓器繞組的結構示意圖。如圖1所示，在該繞組結構中，繞組在鐵心上的繞制順序由內向外依次為:第一低壓繞組11-調壓繞組14-高壓繞組13-第二低壓繞組12，其中高壓繞組13位于第二低壓繞組12的內側，故高壓繞組13需采用端部出線方式。當采用該類型繞組結構的變壓器為超高壓變壓器時，由于其高壓繞組13 —般只能采用端部出線方式，因此存在端部絕緣處理復雜，局部放電量不好控制等問題，且端部距離需放置較大，從而使硅鋼片材料的用材增加，空載損耗相應增加，此外，幅向分裂時兩個半穿越運行的阻抗不完全相同，變壓器在滿負荷運行狀態(tài)下低壓容量不能對半分配，導致一個低壓繞組過載運行，另一個欠載運行，因此不能保證兩個低壓側同時滿負荷供電或受電。
[0004]圖2為現(xiàn)有技術中采用軸向分裂的變壓器繞組的結構示意圖。如圖2所示，在該繞組結構中，繞組在鐵心上的繞制順序由內向外依次為:第一低壓繞組21-第二低壓繞組22-高壓繞組23-調壓繞組24，其中第一低壓繞組21和第二低壓繞組22位于同一同心圓上，兩者的軸向高度不同；高壓繞組23上下并聯(lián)，首端中部出線，采用該分裂形式的變壓器在半穿越運行時，只有I個低壓繞組(即第一低壓繞組21和第二低壓繞組22中的一個)參與運行，而高壓繞組上下部分大約分別為10%和90%低壓容量運行，其抗短路能力相當差。
實用新型內容
[0005]本實用新型所解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術中存在的上述不足，提供一種既能使得分裂支路單支運行，又能使分裂支路雙支運行且抗短路能力好的分裂變壓器。
[0006]解決本實用新型技術問題所采用的技術方案是該分裂變壓器包括鐵心和繞組，所述繞組包括高壓繞組、低壓繞組和調壓繞組，其中，所述鐵心采用四柱式結構，包括兩個心柱和兩個旁柱，兩個心柱上繞組的繞制方向相反，且繞組在心柱上的繞制順序由內向外依次為低壓繞組、高壓繞組和調壓繞組，兩個心柱上的高壓繞組首尾并聯(lián)連接，兩個心柱上的低壓繞組之間相互獨立。
[0007]優(yōu)選的是，對于所述兩個心柱，每個心柱的容量為該分裂變壓器額定容量的一半。
[0008]優(yōu)選的是，所述兩個心柱上，繞組的結構以及繞組的尺寸均相同。
[0009]優(yōu)選的是，每個心柱上的高壓繞組的上下兩部分并聯(lián)后引出，再將兩個心柱上高壓繞組首端并聯(lián)連接后由高壓套管引出；每個心柱上的低壓繞組各自通過低壓套管離相引出。
[0010]優(yōu)選的是，兩個心柱上的高壓繞組首端并聯(lián)連接連線處的引線采用T型連接方式，以使得兩個心柱上的高壓繞組首端并聯(lián)后由一點引出。
[0011]進一步優(yōu)選的是，每個心柱上還設有油道，所述油道采用十字花油道，以將心柱分隔為兩部分。
[0012]優(yōu)選的是，所述兩個心柱的截面積相等，所述兩個旁柱的截面積也相等，且旁柱的截面積為心柱的截面積的0.5倍。
[0013]優(yōu)選的是，所述兩個心柱的磁通方向相反。
[0014]優(yōu)選該變壓器為單相分裂變壓器。
[0015]本實用新型分裂變壓器的有益效果如下:
[0016]1、采用本實用新型分裂方式的變壓器的器身結構與普通發(fā)電機主變壓器的低-高結構相同，比采用幅向分裂方式的結構簡單，節(jié)省了硅鋼片和其他配件，且能夠有效降低變壓器的運輸費用；
[0017]2、由于高壓繞組設于低壓繞組的外側，因此高壓繞組不需要采用端部出線方式，而可采用中部出線方式；
[0018]3、該分裂變壓器的結構使得兩個半穿越阻抗完全相同，并大大提高了分裂阻抗，且使得短路阻抗增加；
[0019]4、降低了空載損耗。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為現(xiàn)有技術中幅向分裂的變壓器繞組的排列方式的結構示意圖；
[0021]圖2為現(xiàn)有技術中幅向分裂的變壓器繞組的排列方式的結構示意圖；
[0022]圖3為本實用新型實施例中分裂變壓器的繞組排列方式的結構示意圖；
[0023]圖4為本實用新型實施例中分裂變壓器的心柱上設置的十字花油道的結構示意圖；
[0024]圖5為本實用新型實施例中分裂變壓器的繞組出線連接示意圖。
[0025]圖6為本實用新型實施例中分裂變壓器的繞組的接線原理圖。
[0026]圖中:1_低壓繞組；2_高壓繞組；3_調壓繞組；4_心柱；5_第一油路；6_第二油路；11_第一低壓繞組；12_第二低壓繞組；13_高壓繞組；14_調壓繞組；21_第一低壓繞組；22_第二低壓繞組；23_高壓繞組；24_調壓繞組。

【具體實施方式】
[0027]為使本領域技術人員更好地理解本實用新型的技術方案，下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細描述。
[0028]本實用新型分裂變壓器包括鐵心和繞組，所述繞組包括高壓繞組、低壓繞組和調壓繞組，其中鐵心采用四柱式結構(當變壓器為單相變壓器時，所述鐵心采用單相四柱式結構)，該四柱式結構的鐵心包括兩個心柱和兩個旁柱，兩個心柱上繞組的繞制方向相反，兩個心柱的磁通方向相反，以保證輸出所得到的電壓和容量；且繞組在心柱上的繞制順序為:在心柱上由內向外依次繞制低壓繞組、高壓繞組和調壓繞組，兩個心柱上的高壓繞組首尾并聯(lián)連接(即高壓繞組兩柱首尾并聯(lián))，兩個心柱上的低壓繞組之間相互獨立(即低壓繞組兩柱相互獨立)。
[0029]本實用新型分裂變壓器是一種雙分裂變壓器，其具體采用低壓側兩路輸入，高壓側一路輸出的形式。
[0030]優(yōu)選的，對于該分裂變壓器的兩個心柱，每個心柱的容量為該分裂變壓器額定容量的一半。
[0031]優(yōu)選的，所述兩個心柱上，繞組的結構以及繞組的尺寸均完全相同，也就是說，對于兩個心柱的繞組，無論是繞組在心柱上的繞制順序、繞組中高壓繞組、低壓繞組和調壓繞組制作時的選材、匝數和其他各項制作參數、以及尺寸大小(如線圈半徑)均相同。
[0032]優(yōu)選的，兩個心柱上的高壓繞組首端并聯(lián)連接后再由高壓套管引出，每個心柱上，低壓繞組各自通過低壓套管離相引出，并分別與一組發(fā)電機連接，兩個低壓繞組之間相互獨立互不影響，即使某一組發(fā)電機出現(xiàn)故障，則另一組發(fā)電機還可繼續(xù)工作，即繼續(xù)通過該變壓器升壓輸出電能。
[0033]優(yōu)選的，兩個心柱上的高壓繞組首端的并聯(lián)連線處的引線采用T型連接方式，以使得兩個心柱上的高壓繞組并聯(lián)后由一點引出。
[0034]優(yōu)選的，每個心柱上可設有十字花油道，從而可將心柱的磁路強制分成兩部分；兩個心柱的截面積相等，兩個旁柱的截面積也相等，且每個旁柱的截面積為心柱的截面積的0.5 倍。
[0035]該分裂變壓器的兩個分支的半穿越阻抗完全相同，當將該分裂變壓器應用于水電站用超高壓大型變壓器中時，其原邊低壓繞組側可接入兩臺發(fā)電機，副邊高壓繞組側由一路引出，因此既可使兩個發(fā)電機同時運行，也可使單個發(fā)電機單獨運行，其運行方式靈活。其中，一個半穿越阻抗的高壓-低壓(即一個心柱上的高壓繞組對低壓繞組)和另一個半穿越阻抗的高壓-低壓(即另一個心柱上的高壓繞組對低壓繞組)完全一致，即繞組的安匝、幅向尺寸，電抗高度都相同，故阻抗完全相同。當兩臺發(fā)電機同時通過該分裂變壓器向電力系統(tǒng)送電時，該分裂變壓器的分裂阻抗有效地增大了兩臺發(fā)電機之間的阻抗，從而可達到減少短路電流的目的。
[0036]實施例:
[0037]本實施例中的分裂變壓器是一種單相分裂變壓器，具體可以是一種單相兩柱并聯(lián)式雙分裂變壓器。本實施例中，該分裂變壓器應用于受運輸限制的水電站的超高壓大型變壓器中，本實施例中，具體可運用于400kV或500kV及以上電壓等級的變壓器中。它與兩臺發(fā)電機一起構成一種兩機一變式分裂變壓器，即其原邊低壓側可接入兩個發(fā)電機，副邊高壓側只由一路引出，以將發(fā)電機的電壓升高后再接入電網中。本實施例中，該分裂變壓器的容量具體為147MVA。
[0038]如圖3所示，本實施例中的分裂變壓器包括鐵心和繞組，所述繞組包括高壓繞組2、低壓繞組I和調壓繞組3，所述鐵心采用單相四柱式結構，包括兩個心柱4(即A柱和X柱)和兩個旁柱，并使得每個心柱的容量為該分裂變壓器額定容量的一半(具體可以通過將兩個心柱設計成完全一致來實現(xiàn)，比如兩個心柱的匝數，導線截面，心柱面積等都相同)，兩個心柱上的繞組的繞制繞向相反，且兩個心柱的磁通方向相反，以保證輸出所得到的電壓和容量。具體地,本實施例中，A柱心柱的磁通和X柱磁通方向相反，因此A柱和X柱的繞組繞向相反。
[0039]在每個心柱上，繞組的排列方式按由內向外的順序依次為低壓繞組(LV1+LV2)-高壓繞組(HV)-調壓繞組(TV)，其中，高壓繞組兩柱首尾并聯(lián)，每個心柱上的高壓繞組的上下兩部分并聯(lián)后引出，再將兩個心柱上高壓繞組首端并聯(lián)連接后由高壓套管引出。其中，每個心柱上的高壓繞組采用中部出線的方式。具體來說，對于每個心柱來說，高壓繞組分為上部分線圈和下部分線圈，其中上部分線圈和下部分線圈的繞制方向相反，且兩個心柱上的兩高壓繞組的繞制方向也相反(即其中一個心柱的上部分線圈與另一個心柱的下部分線圈繞制方向相同，比如在圖6中，A柱的上部分線圈為左繞，其下部分線圈為右繞；而X柱的上部分線圈為右繞，其下部分線圈為左繞)，上部分線圈和下部分線圈并聯(lián)連接，且上部分線圈和下部分線圈各自的首端位于高壓繞組的中部，上部分線圈和下部分線圈各自的尾端分別位于高壓繞組的兩端部，兩個心柱上的高壓繞組首尾并聯(lián)連接；低壓繞組兩柱相互獨立，即兩個心柱上的低壓繞組之間相互獨立。由于兩個心柱的運行相對獨立，每個心柱都可單獨作為一個單相變壓器來看待。
[0040]優(yōu)選的，本實施例的每個心柱4上低壓繞組的結構均采用U形結構。具體來說，該低壓繞組沿幅向方向分為兩層，即內層低壓繞組LVl和外層低壓繞組LV2，其中，外層低壓繞組LV2繞制在內層低壓繞組LVl的外側，且內層低壓繞組LVl和外層低壓繞組LV2的繞向相反，內層低壓繞組LVl的下端部和外層低壓繞組LV2的下端部串聯(lián)連接(具體可將繞組的下部通過導線彎折而從內層低壓繞組過渡到外層低壓繞組，無需焊接)，以便于使內層低壓繞組LVl和外層低壓繞組LV2的出線部位都處于繞組的上端部，即使兩者的引出端都在該繞組的上端部。
[0041]其中，兩個心柱上的兩個低壓繞組的繞制方向相反，即其中一個心柱的內層低壓繞組的繞制方向與另一個心柱的外層低壓繞組的繞制方向相同。比如本實施例子的圖6中，A柱的內層低壓繞組為左繞，其外層低壓繞組為右繞；X柱的內層低壓繞組為右繞，其外層低壓繞組為左繞。
[0042]本實施例中，調壓繞組TV的結構與現(xiàn)有技術中其他軸向分裂變壓器中所采用的調壓繞組的結構相同，這里不進行詳細敘述。
[0043]優(yōu)選的，本實施例分裂變壓器的兩個心柱上，繞組的結構以及繞組的尺寸均相同，即繞組線圈半徑、線圈的結構形式均相同。
[0044]優(yōu)選的，兩柱高壓繞組并聯(lián)連接后由I個高壓套管引出，兩柱低壓繞組則分別通過4個低壓套管離相引出，即每個心柱上，內層低壓繞組和外層低壓繞組分別通過相應的低壓套管離相引出。
[0045]優(yōu)選的，本實施例中，兩個心柱4的截面積相等，所述兩個旁柱的截面積也相等，且選取旁柱的截面積和鐵軛(即處于心柱和旁柱之間的鐵軛)的截面積均為心柱截面積的0.5 倍。
[0046]進一步優(yōu)選的是，如圖4所示，每個心柱4上還設有油道，油道采用十字花油道，所述十字花油道包括第一油路5和第二油路6，第一油路5和第二油路6互相垂直設置，且通過第二油路6而將心柱分隔為左右對稱的兩部分。對于被分拆成左右相同的兩部分的單個心柱而言，其中半個心柱與其相鄰的旁柱構成一個磁回路，而另半個心柱與其相鄰的另一心柱中的半個心柱構成一個磁回路。由于心柱的中部被間隙分割，空氣磁阻大，磁通只能在各自的部分流通，當旁柱和鐵軛的截面積均為心柱截面積的0.5倍時，就可保證旁柱和鐵軛的磁密與心柱磁密相同。若心柱不采用十字花油道，由于磁通流通的路程不同，則其磁阻也不同，而旁柱的磁路程短，其磁通流通多，磁密就會相應增大，另外，在單路運行時，該現(xiàn)象更明顯。
[0047]由于本實施例的高壓繞組采用兩柱并聯(lián)的形式，而兩個心柱上的兩個高壓繞組首端引出點為一點，因此需將兩個高壓繞組先并聯(lián)后再引出，優(yōu)選的，兩個心柱上的高壓繞組首端連線處的引線采用T型連接方式，以使得兩個心柱上的高壓繞組并聯(lián)后由一點引出。具體地，如圖5所示，A柱和X柱兩柱高壓繞組的首端并聯(lián)連接后由H點處引出，從而形成所述T型連接方式。
[0048]如圖5、6所示，本實施例中，兩柱低壓繞組(即A柱和X柱)的出線端al、xl和a2、x2各自分別引出。因此，該分裂變壓器的兩個半穿越阻抗完全相同，故可實現(xiàn)單機運行，也可實現(xiàn)雙機運行，即可實現(xiàn)單個發(fā)電機單獨運行，也可實現(xiàn)兩個發(fā)電機同時運行，其運行方式靈活，且分裂短路阻抗大大增加。
[0049]對于現(xiàn)有的水電站用變壓器，如果采用三相一體式變壓器，則其運輸重量超出道路的運輸能力，而采用常規(guī)的單相變壓器的話，運輸能力又有相對的過剩，而通過采用本實用新型上述實施例中的兩機一變式分裂變壓器，由于該變壓器的重量和尺寸介于常規(guī)的單相變壓器和三相一體式變壓器之間，因此采用該結構的分裂變壓器，恰好與目前的道路的運輸能力相當，從而可大大降低運輸費用，因為大型變壓器的運輸費用占變壓器的總費用比例較大。具體而言，采用本實施例中分裂變壓器比采用單相普通變壓器形式，其運輸數量減少了一半，從而能有效地降低變壓器運輸費用，減少了費用成本。
[0050]本實施例中分裂變壓器的繞組排列方式和器身結構與普通的單相變壓器相同，并且比采用幅向分裂方式的變壓器結構簡單，同時大大提高了其分裂阻抗，能夠保證產品的安全運行；減小了變壓器占地面積和高壓斷路器的數量。具體來說，本實施例分裂變壓器的組數為采用普通單相變壓器的組數的一半，大大的減低了變壓器的占地面積，減小了廠房土建的工程，同時高壓側斷路器數量也減半，在很大程度上降低了電站的建設費用；降低了空載損耗。另外，采用該分裂變壓器比采用普通的單相變壓器減少了一半的旁柱，節(jié)省了硅鋼片，降低了空載損耗，減少了運行成本；并且，本實施例分裂變壓器中的組配件數量如開關、高壓套管、溫度計、壓力釋放閥、油位計、端子箱、風冷控制柜是普通的單相變壓器數量的一半。
[0051]從以上幾點可以看出，本實用新型分裂變壓器具有運行可靠、性能參數優(yōu)越，價格更便宜的特點。
[0052]可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本實用新型的原理而采用的示例性實施方式，然而本實用新型并不局限于此。對于本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本實用新型的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種分裂變壓器，包括鐵心和繞組，所述繞組包括高壓繞組、低壓繞組和調壓繞組，其特征在于，所述鐵心采用四柱式結構，包括兩個心柱和兩個旁柱，兩個心柱上繞組的繞制方向相反，且繞組在心柱上的繞制順序由內向外依次為低壓繞組、高壓繞組和調壓繞組，兩個心柱上的高壓繞組首尾并聯(lián)連接，兩個心柱上的低壓繞組之間相互獨立。
2.根據權利要求1所述的分裂變壓器，其特征在于，對于所述兩個心柱，每個心柱的容量為該分裂變壓器額定容量的一半。
3.根據權利要求2所述的分裂變壓器，其特征在于，所述兩個心柱上，繞組的結構以及繞組的尺寸均相同。
4.根據權利要求1所述的分裂變壓器，其特征在于，每個心柱上的高壓繞組的上下兩部分并聯(lián)后引出，再將兩個心柱上高壓繞組首端并聯(lián)連接后由高壓套管引出；每個心柱上的低壓繞組各自通過低壓套管離相引出。
5.根據權利要求4所述的分裂變壓器，其特征在于，兩個心柱上的高壓繞組首端并聯(lián)連線處的引線采用T型連接方式。
6.根據權利要求1-5任一項所述的分裂變壓器，其特征在于，每個心柱上還設有油道，所述油道采用十字花油道，以將心柱分隔為兩部分。
7.根據權利要求6所述的分裂變壓器，其特征在于，所述兩個心柱的截面積相等，所述兩個旁柱的截面積也相等，且旁柱的截面積為心柱的截面積的0.5倍。
8.根據權利要求1-5任一項所述的分裂變壓器，其特征在于，所述兩個心柱的磁通方向相反。
9.根據權利要求1-5任一項所述的分裂變壓器，其特征在于，該變壓器為單相分裂變壓器。
【文檔編號】H01F27/30GK204117774SQ201420424799
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年7月30日 優(yōu)先權日:2014年7月30日
【發(fā)明者】寧澔如, 李勇, 孫樹波, 代斌, 伍純紅, 劉金波 申請人:特變電工衡陽變壓器有限公司