一種同期隔離變壓器的製作方法

2023-10-20 07:37:42 3

本發明涉及變壓器領域，具體為一種同期隔離變壓器。

背景技術：

「大電網、大電廠、大機組、高電壓輸電、高度自動控制」是我國電力系統的現狀，而這種大電網的電力系統可增強系統整體資源配製與抵禦故障的能力。但是，系統在大擾動下維持頻率穩定的能力卻在不斷惡化，局部電網故障、極端天氣或地質災害的發生以及人為操作失誤均可能導致與主網聯繫薄弱的地區電網與主網解列，形成孤網運行的狀態。

孤網是小容量電網從大電網中解列以後形成的區域孤立電網。我國現在常用的35kv的大電網由於未充分考慮企業自備電廠孤網的獨立運行穩定性，所以每次系統解列衝擊都會造成孤網運行的振蕩或非周期性失步，每次孤網失步都給企業造成很大的經濟損失。所以解決企業自備電廠非併網(即孤網)的穩定運行，以及充分發揮自備電廠發電設備的效能，降低用電成本就勢在必行。

技術實現要素：

本發明意在提供一種可以實現與電力系統同期隔離且無擾動切換的同期隔離變壓器。

本發明提供基礎方案是：一種同期隔離變壓器，包括三個結構相同的單相三繞組變壓器，每個單相三繞組變壓器均包括鐵芯和三個獨立繞組，三個獨立繞組分別為網側繞組、自備電源側繞組和第三繞組；

第一單向繞組變壓器、第二單向繞組變壓器和每個單向繞組變壓器的第三繞組串聯構成開口三角形。

本方案中提供的同期隔離變壓器的優勢在於：在用戶電網由電力系統供電時，用戶電網與電力系統同步運行，此時同期隔離變壓器作為系統中的一個備用電源，並沒有與用戶的電網接通；在當用戶電網從電力系統中解列出來後，用戶電網與電力系統不再同步運行，利用變壓器和電力系統允許的短期非同步運行的性能，此時的用戶電網的電源由電力系統切換到同期隔離電壓器進行供電，而與電力系統失去同步的用戶電網此時重新與變壓器進入到同步震蕩過程中，最後實現同步運行，達到無擾動的併入運行，即實現同期隔離無擾動的切換，且切合快速保證了電力系統的穩定，避免了每次系統解列的衝擊造成的孤網運行的振動或非周期性失步，保證了用戶電網運行的穩定性，讓用戶電網的效能得到了充分的發揮，降低了用電成本。

進一步，單相三繞組變壓器的網側繞組、自備電源側繞組均採用多層圓筒式。多層圓筒式繞組指的是將線匝以由內向外的螺線形繞制在鐵芯上，相較單層的繞組形式而言，多層的繞組形式可以保證線圈的緊密，線圈不容易鬆開，而且圓筒形式的繞組與冷卻介質的接觸面積最大，因此可以保證變壓器具備良好的冷卻效果。

進一步，單相三繞組變壓器的鐵芯上設置有外撐條，第三繞組繞制在外撐條上。外撐條作為繞組的層間支撐和絕緣，而且外撐條與鐵芯之間還形成了散熱油道，保證了變壓器的正常運行。

進一步，網側繞組和自備電源側繞組串聯。網側繞組和自備電源側繞組串聯後，網側繞組和自備電源側繞組的電流流向一致，不會產生環流，減少了變壓器的損耗。

進一步，外撐條繞鐵芯圓周等間距設置。等間距設置的外撐條布局合理，幅向受力均勻，結構也穩定。

進一步，單相三繞組變壓器的中性點的接地方式採用經消弧線圈接地方式或直接接地方式。中性點採用採用經消弧線圈接地方式或直接接地方式，此時的中性點沒有直接與地連接，這樣一來，即使在發生單相接地時，系統電壓還是會保持平衡，而且故障電流比較小，系統在單相接地時，仍可以運行1～2小時，不影響供電，故可大大提高供電的可靠性。

附圖說明

圖1為本發明一種同期隔離變壓器實施例的示意圖；

圖2為對比例中電廠一連接的煉鋼廠的電壓頻率測量圖；

圖3為對比例中電廠二連接的煉鋼廠的電壓頻率測量圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明：

說明書附圖中的附圖標記包括：第一單向繞組變壓器1、第二單向繞組變壓器2、第三單向繞組變壓器3。

實施例：

如圖1所示的同期隔離變壓器，額定容量為603kva，頻率為50hz，包括三個結構相同的單相三繞組變壓器，分別為第一單向繞組變壓器1、第二單向繞組變壓器2和第三單向繞組變壓器3；每個單相三繞組變壓器均包括鐵芯和三個獨立繞組，鐵芯的磁通密度選取0.979t，三個的獨立繞組分別為網側繞組、自備電源側繞組和第三繞組；

其中，網側額定電壓為35+3×2.5％～-2.5％kv，匝數為1304；

自備電源測額定電壓為35kv，匝數為1212；

第三繞組額定電壓為100/3v，匝數為2；

單相三繞組變壓器的網側繞組、自備電源側繞組均採用多層圓筒式，且網側繞組與自備電源側繞組串聯，單相三繞組的鐵芯圓周等分設置有外撐條，第三繞組在單相三繞組變壓器的鐵芯外撐條上繞制；單相三繞組變壓器的中性點經消弧線圈接地或直接接地；

第一單向繞組變壓器1、第二單向繞組變壓器2和第三單向繞組變壓器3的第三繞組串聯構成開口三角形。

對比例：

與實施例不同的是，本對比例中採用的變壓器，額定容量為603kva，頻率為50hz。選定接入同一個大電網的煉鋼廠一和煉鋼廠二，兩個煉鋼廠的用電參數一樣，電場一接入實施例中的變壓器，電廠二接入對比例中的變壓器，大電網對兩個煉鋼廠進行供電；

在同一個時間點，斷開兩個煉鋼廠與大電網接通並與各自連接的電壓器通，即此時由各自的變壓器對煉鋼廠進行供電，同時對煉鋼廠的電壓頻率進行測量和記錄，記錄結果分別如圖2和圖3所示。

對比圖2和圖3，在大電網停止供後兩個煉鋼廠同時從大電網中脫離出來，再分別由變壓器進行供電後，煉鋼廠的用電頻率開始跟各自的變壓器頻率變同步，其中，煉鋼廠一在0.6s後，便實現了同步運行並且達到了額定頻率，而煉鋼廠二在0.8s時候才實現了與變壓器的同步，同步時間比實施例中的時間長，而且用電頻率與額定頻率也有所減少。由此可見，本發明中的同期隔離變壓器實現同期隔離無擾動的切換，且切合快速保證了電力系統穩定。

以上所述的僅是本發明的實施例，方案中公知的具體結構及特性等常識在此未作過多描述。應當指出，對於本領域的技術人員來說，在不脫離本發明結構的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些也應該視為本發明的保護範圍，這些都不會影響本發明實施的效果和專利的實用性。

本技術：
要求的保護範圍應當以其權利要求的內容為準，說明書中的具體實施方式等記載可以用於解釋權利要求的內容。