一種用於大型無勵磁調壓變壓器的有載調壓裝置的製作方法
2023-06-21 16:00:46
專利名稱：一種用於大型無勵磁調壓變壓器的有載調壓裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種可用於大型無勵磁調壓變壓器現場進行有載調壓方式改造的有載調壓裝置，屬電力變壓器技術領域。
背景技術：
隨著經濟發展和生活用電的增加，對電力供應的質量要求也越來越高，當電網負荷波動較大時，其電壓應能及時調整，以滿足用戶需求。然而，電力系統220KV級大型變電站運行的主變壓器有很多是分級絕緣無勵磁調壓變壓器，當需要調整電壓時必須在停電狀態下進行，且調壓範圍較小，這就嚴重影響了電力供應的質量，無法滿足工農業生產和人民生活的需要。為改變這種狀況，必須將無勵磁調壓方式改為帶負荷的有載調壓。此時，最合理、最經濟的改造模式就是利用原有的無勵磁調壓變壓器作為主變壓器，僅對其進行簡單的現場改動，再在其中性點端增設一有載調壓器，即可完成『無載改有載』的改造任務。如果這種『無載改有載』改造是在要求原主變壓器技術性能基本不變及空間安裝位置、停電時間受限的苛刻條件下進行時，依靠傳統的器件和方法顯然無法滿足改造的目的。
發明內容
本實用新型用於克服現有『無載改有載』技術中的缺陷而提供一種投資少、易實施、停電時間短、見效快的用於大型無勵磁調壓變壓器的有載調壓裝置。
解決上述問題的技術方案是一種用於大型無勵磁調壓變壓器的有載調壓裝置，它以一個以分級絕緣無勵磁調壓的大型電力變壓器作為主變壓器，其改進是，它設有一個有載調壓器，有載調壓器的低壓側與所述主變壓器的低壓側並聯，主變壓器高壓側的三相繞組末端分別引出並與有載調壓器的高壓繞組串接，調壓器各繞組的抽頭分別接於有載調壓分接開關K的靜觸點，其三個動觸點並接在一起作為三相繞組的公共中性點。
上述用於無勵磁調壓變壓器的有載調壓裝置，所述有載調壓器正、負調壓級數均為n，總的調壓級數為(2n+1)，有載調壓器高壓側與低壓側的線圈匝數比為(Uhnnx/3100):ULn]]>式中Uhn為無勵磁調壓變壓器高壓側額定電壓值，ULn為有載調壓器低壓側額定電壓值，n為正(或負)的調壓級數，x％為每級的調壓範圍。
上述用於無勵磁調壓變壓器的有載調壓裝置，所述有載調壓器高壓側的三相繞組與無勵磁調壓變壓器的高壓繞組末端之間通過兩隻三相共用高壓套管串接，所述三相共用高壓套管由套管瓷件、電容芯子、支撐銅管、油箱及三相引線組成，其中，電容芯子纏繞在支撐銅管外，套管瓷件套在電容芯子外，支撐銅管內設有三相引線，每相引線外包有絕緣外套，在高壓套管的頂端有一隻油箱，油箱內充滿變壓器油，油箱壁上安裝有三隻接線小套管，它們的兩端分別位於油箱壁的內、外兩側，三隻接線小套管的軸線構成一個平面，該平面與高壓套管軸線垂直。三隻接線小套管在油箱內的一端分別與支撐銅管內的一相引線相連接，使引線通過小套管瓷件引至油箱之外，其中一隻小套管在油箱內與油箱有等電位連線。
上述用於無勵磁調壓變壓器的有載調壓裝置，所述有載調壓器高壓側的絕緣水平與所述無勵磁調壓變壓器中性點的絕緣水平相適應，有載調壓器的低壓側的絕緣水平與所述無勵磁調壓變壓器的低壓側一致。
按照本實用新型提供的用於無勵磁調壓變壓器的有載調壓裝置，具有下述優點1.擴大了調壓範圍，提高了供電質量，可完全滿足用戶要求；2.變壓器的額定容量、絕緣水平、聯結組標號等技術參數不變，短路阻抗與損耗僅有國標範圍內允許的微小變化；3.投資少，無需對原有老變壓器進行大的改動，現場即可很快完成系統無載改有載的工程；4.停電時間短，見效快。
圖1是本實用新型的電氣連接原理圖；圖2是三相共用高壓套管的結構示意圖；圖3是圖4的A-A剖視圖；圖4是圖4的C-C剖視圖；圖5是無勵磁調壓變壓器與有載調壓器連接的外觀示意圖。
具體實施方式
根據所要改造的無勵磁調壓變壓器的容量，設計一臺滿足變壓器容量要求的三相有載調壓器，其高壓側的絕緣水平與無勵磁調壓變壓器(比如220kV變壓器)中性點的絕緣水平相適應，低壓側的絕緣水平與無勵磁調壓變壓器低壓側一致。從圖1、2、3中可以看到，無勵磁調壓變壓器1的高壓繞組末端串聯三相有載調壓器2，即將無勵磁調壓變壓器高壓線圈繞組末端X、Y、Z分別與有載調壓器2的高壓側繞組通過有載開關相串聯，有載調壓分接開關3置於有載調壓器2上，從有載調壓器2上重新引出三相公共中性點，有載調壓器2的低壓側則與無勵磁調壓變壓器1的低壓側相併聯。調壓範圍根據用戶要求而定，額定容量、絕緣水平、阻抗和聯結組標號等技術參數與改造前的無勵磁調壓變壓器基本相同，基本運行參數不變。本實用新型採用的有載調壓分接開關3(在電原理圖中標記為K)為CM型有載調壓分接開關。
有載調壓器在製作中，它的鐵芯採用全斜接無孔綁紮結構製造工藝；材料採用導磁晶粒取向的冷軋電工鋼帶；線圈為餅式結構，其低壓側線圈為連續式，高壓線圈為螺旋式；油箱採用桶式，有載開關放置在油箱內；冷卻裝置採用可裝式散熱器；油箱箱蓋上配置油枕和低壓側套管、高壓套管和高壓中性點套管。調壓器設有安全和監測裝置。油箱和油枕內裝有具有絕緣性能的變壓器油。
有載調壓器的參數是這樣設定的無論無勵磁調壓變壓器作為升壓變壓器使用亦或作為降壓使用，有載調壓器的勵磁(能量)取自無勵磁調壓器的低壓側是方便而經濟的。因此，有載調壓器的低壓側電壓應設計成與主要變壓器的低壓側電壓一致，而使兩個低壓側並聯。例如，若無勵磁調壓變壓器低壓側額定輸出電壓是11kV，則有載調壓器的低壓側額定電壓同樣設計成11kV，在使用過程中，有載調壓器高壓側感應的各級電壓應與主變壓器依其額定電壓計算的x％相一致。假如某一無勵磁調壓變壓器採用高壓中性點側串聯有載調壓器改造成為有載調壓方式，若該變壓器高壓繞組為分級絕緣，且基本參數為額定容量Sn，×××MVA；額定電壓比U/Umn/ULnkV；聯結組標號YNyn0d11。
Uhn、Umn、ULn分別為變壓器高壓、中壓、低壓側額定電壓。
若要求改造為有載調壓後的調壓級數為±n級，則加上額定分接後，總的調壓級數為(2n+1)級。如果每級的調壓範圍為x％(例如1.25％或1.33％等，由用戶提供)，則總的調壓範圍為Uhn(1±nX/100)KV調壓級數n由用戶確定。當取n＝0、1、2、3…n和規定的x％，按照上式可以計算出變壓器高壓側每一級的電壓。例如，若Uhn＝220KV，n＝8，X＝1.25％，則總的調壓範圍為220(1±8*1.25/100)＝242-198KV，即變壓器高壓側可以在198至242KV之間調節，並且將這個範圍分為(2n+1)＝(2*8+1)＝17級來調節。
按上述有載調壓器高壓側與低壓側的線圈匝數比為(Uhnnx/3100):ULn]]>有載調壓器的最大容量SR＝SN×nX/(100-nX)，單位為MVA。
高壓套管為三相共用特殊套管，它由套管瓷件11、電容芯子12、支撐銅管13、油箱16及三相引線15組成，其中，電容芯子12纏繞在支撐銅管13外，套管瓷件11套在電容芯子12外，支撐銅管13內有三相引線15，每相引線外包有絕緣外套，在高壓套管的頂端有一隻油箱16，油箱內充滿變壓器油，油箱壁上安裝有三隻接線小套管16、17，它們的兩端分別位於油箱壁的內、外兩側，三隻接線小套管的軸線構成一個平面，該平面與高壓套管軸線垂直，三隻接線小套管在油箱內的一端分別與支撐銅管內的一相引線相連接，引線的另一端通過套管瓷件引至油箱之外。
從圖5中可以看到無勵磁調壓變壓器1和有載調壓器2的連接。圖中低壓側母線排9分別與無勵磁調壓變壓器1和有載調壓器2的低壓側相連接，無勵磁調壓變壓器1的高壓線圈的末端與一個高壓套管4的支撐銅管內的引線相連接，有載調壓器2的高壓線圈與另一個高壓套管5的支撐銅管內的引線相連接，這兩個高壓套管的接線小套管6、7之間用架空導線8連接，將有載調壓器的高壓線圈和無勵磁調壓變壓器的高壓線圈串聯起來。
變壓器運行時，如輸出電壓過低，超出設定要求，可通過有載調壓分接開關捨去一部分匝數，達到增高輸出電壓的目的。如果輸出電壓過高，通過調整分接開關增加有載調壓器中的一部分匝數，達到降低輸出電壓的目的。所用調節分接開關可有載操作，圖中開關K1-1為變換極性用。
本實用新型適用於220KV大型無勵磁調壓電力變壓器的現場有載改造工程，也可用於110KV、330KV和500KV級的改造工程。
權利要求1.一種用於大型無勵磁調壓變壓器的有載調壓裝置，它以一個分級絕緣無勵磁調壓的大型電力變壓器[1]作為主變壓器，其特徵在於它設有一個有載調壓器[2]，有載調壓器[2]的低壓側與所述無勵磁調的大型電力壓變壓器[1]的低壓側並聯，主變壓器高壓側的三相繞組末端分別引出並與有載調壓器的高壓繞組串接，有載調壓器各繞組的抽頭分別接於有載調壓分接開關[3]的靜觸點，其三個動觸點並接在一起作為三相繞組的公共中性點。
2.根據權利要求1所述的用於大型無勵磁調壓變壓器的有載調壓裝置，其特徵在於所述有載調壓器正、負調壓級數為n，總的調壓級數為(2n+1)，有載調壓器高壓側與低壓側的線圈匝數比為(Uhnnx/3100):ULn]]>式中Uhn為無勵磁調壓變壓器高壓側額定電壓值，ULn為有載調壓器低壓側額定電壓值，n為正(或負)的調壓級數，x％為每級的調壓範圍。
3.根據權利要求1或2所述的用於大型無勵磁調壓變壓器的有載調壓裝置，其特徵在於所述有載調壓器[2]高壓側的三相繞組與無勵磁調壓變壓器[1]高壓繞組末端之間通過兩隻三相共用高壓套管[4]、[5]相串接，所述三相共用高壓套管由套管瓷件[11]、電容芯子[12]、支撐銅管[13]、油箱[16]及三相引線[15]組成，其中，電容芯子[12]纏繞在支撐銅管[13]外，套管瓷件[11]套在電容芯子[12]外，支撐銅管[13]內設有三相引線[15]，每相引線外包有絕緣外套，在高壓套管的頂端有一隻油箱[16]，油箱內充滿變壓器油，油箱壁上安裝有三隻接線小套管[16]、[17]，它們的兩端分別位於油箱壁的內、外兩側，三隻接線小套管的軸線構成一個平面，該平面與高壓套管軸線垂直，三隻接線小套管在油箱內的一端分別與支撐銅管內的一相引線相連接，使引線通過小套管瓷件之外，其中一隻小套管與油箱設有等電位連線。
4.根據權利要求3所述的用於大型無勵磁調壓變壓器的有載調壓裝置，其特徵在於所述有載調壓器[2]高壓側的絕緣水平與無勵磁調壓變壓器[1]中性點的絕緣水平相適應，有載調壓器[2]的低壓側的絕緣水平與所述無勵磁調壓變壓器[1]的低壓側一致。
專利摘要一種用於大型無勵磁調壓變壓器的有載調壓裝置，屬變壓器技術領域，用於解決無載改有載的調壓問題。其技術方案是它包括無勵磁調壓變壓器和有載調壓器，有載調壓器的低壓側與無勵磁調的大型電力壓變壓器的低壓側並聯，後者高壓側的三相繞組末端分別引出並與有載調壓器的高壓繞組串接，有載調壓器高壓繞組的抽頭分別接於有載調壓分接開關的靜觸點，其三個動觸點並接在一起作為三相繞組的公共中性點。利用本實用新型，可不用對原有變壓器進行大的改動，現場即可完成無載改有載的改造工程。它擴大了調壓範圍，提高了供電質量，可完全滿足用戶要求。
文檔編號H02P13/06GK2671230SQ20032013160
公開日2005年1月12日 申請日期2003年12月31日 優先權日2003年12月31日
發明者楊師和, 張元錄, 袁道君, 湯文麗 申請人:保定天威集團有限公司