一種四分裂變壓器的製作方法

2023-10-19 05:09:47 3

專利名稱：一種四分裂變壓器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於變壓器技術領域，具體涉及一種四分裂變壓器，特別適用於光伏發電用的三相升壓變壓器中。
背景技術：
現有的四分裂變壓器，如圖1所示，包括鐵心8，以及分別繞制在鐵心8上的低壓繞組和高壓繞組13，其中，高壓繞組13為一個獨立的整體結構，並設於低壓繞組的內側；低壓繞組分裂為四個繞組，分別為第五低壓繞組9、第六低壓繞組10、第七低壓繞組11以及第八低壓繞組12。其中，第五低壓繞組9、第六低壓繞組10、第七低壓繞組11和第八低壓繞組12依次沿鐵心8的軸向排布，且所述四個繞組在電氣上相互獨立。光伏電站使用該四分裂變壓器時，通常選用四臺逆變器共用一臺升壓變壓器的方式，可以大大節約變壓器的投資，而且還能使變壓器的安裝空間節省一半。當高壓繞組13繞制在鐵心8上，第五低壓繞組9、第六低壓繞組10、第七低壓繞組11、第八低壓繞組12分別繞制在高壓繞組13的外部且沿鐵心8軸向排布時，這種結構雖然可以使得所有的低壓繞組的抽頭很容易出線，但是會使得低壓繞組內側的高壓繞組13的抽頭很難出線。而且由於四個低壓繞組軸向依次排列使得鐵心8的高度過高，增加了製造難度和成本，降低了產品的穩定性。同時四個低壓繞組軸向排列，一方面中間的兩個低壓繞組出線不方便，同時，為方便出線以及電氣絕緣的要求，四個低壓繞組兩兩之間必須留有空擋，這樣在四個低壓繞組之間就存在著空擋部位，高壓繞組13與低壓繞組之間存在著不平衡安匝。不平衡安匝的存在一方面增加了四分裂變壓器的漏磁，造成額外的附加損耗，嚴重時還會引起局部過熱，同時，在短路時，不平衡安匝又極大的破壞了四分裂變壓器的動穩定性，使得四分裂變壓器的抗短路能力大大降低。由於該四分裂變壓器的四個低壓繞組沿所述鐵心8的軸向繞制在鐵心8上，使得鐵心8高度過高，也使得低壓繞組的線圈高度以 及高壓繞組13的線圈高度都過高，增加了四分裂變壓器的運輸難度；而且該四分裂變壓器在使用過程中當四分裂變壓器受到外力或者內力的作用時，由於重心不穩很容易發生傾倒，存在安全隱患。並且，由於第五低壓繞組9、第六低壓繞組10、第七低壓繞組11、第八低壓繞組12沿鐵心8的軸向依次排列，它們各自對應於高壓繞組13的不同位置，即上述四個低壓繞組中每一個低壓繞組在四分裂變壓器漏磁場中的位置不同，則其各自相對於高壓繞組13的阻抗是不同的，當低壓繞組帶負載運行時會因此造成輸出電壓的不同。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種四分裂變壓器，該四分裂變壓器自身裝配的集成度高、且降低了鐵心高度，能夠提高四分裂變壓器短路時的阻抗值，從而可減小短路電流。解決本實用新型技術問題所採用的技術方案是該四分裂變壓器包括鐵心、分別繞制在所述鐵心上的低壓繞組和高壓繞組，其中，所述低壓繞組分裂為四個繞組，分別為第一低壓繞組、第二低壓繞組、第三低壓繞組以及第四低壓繞組，其中，所述高壓繞組包括第一高壓繞組和第二高壓繞組，所述第一高壓繞組與第二高壓繞組沿所述鐵心的軸向排列，且所述第一高壓繞組與所述第二高壓繞組並聯後輸出；在所述低壓繞組中，所述四個繞組兩兩沿所述鐵心的軸向排列，其中，在所述鐵心的軸向上所述第一低壓繞組與所述第二低壓繞組相鄰，所述第三低壓繞組與所述第四低壓繞組相鄰；在所述鐵心的幅向上所述第一低壓繞組與所述第三低壓繞組分別位於所述第一高壓繞組的內側和外側，所述第二低壓繞組和所述第四低壓繞組分別位於所述第二高壓繞組的內側和外側。優選的是，所述第一低壓繞組與所述第三低壓繞組的匝數相同，所述第二低壓繞組與所述第四低壓繞組的匝數相同。進一步優選的是，所述第一低壓繞組與所述第三低壓繞組的容量和與所述第一高壓繞組的容量相同，所述第二低壓繞組與所述第四低壓繞組的容量和與所述第一高壓繞組的容量相同。進一步優選的是，所述第一低壓繞組與所述第二低壓繞組的匝數相同。更優選的是，所述第一高壓繞組與所述第二高壓繞組的匝數相同。優選的是，所述高壓繞組採用D接方式，所述低壓繞組採用I接方式。優選的是，所述低壓繞組採用箔繞方式繞制。優選的是，所述低壓繞組採用線繞方式繞制。優選的是，所述四分裂變壓器為乾式整流變壓器或油浸式整流變壓器。優選的是，所述四分裂變壓器為乾式整流變壓器，所述乾式整流變壓器為三相升壓變壓器。本實用新型四分裂變壓器的自身裝配的集成度較現有的四分裂變壓器提高，且降低了鐵心高度，增加了變壓器的幅向寬度，從而提高了變壓器的重心穩定性，不會產生安全隱患；提高了四分裂變壓器短路時的阻抗值，減少了橫向漏磁，減少了環流；同時也降低了四分裂變壓器的安裝運輸成本，提高了四分裂變壓器的使用安全性。該四分裂變壓器還具有結構簡單，便於實現，經濟性合理等優點，特別適於光伏發電採用。

圖1是現有技術中四分裂變壓器的接線原理圖；圖2是本實用新型實施例1中四分裂變壓器的接線原理圖。圖中:1-第一低壓繞組；2_第二低壓繞組；3_第三低壓繞組；4_第四低壓繞組；5-第一高壓繞組；6-第二高壓繞組；7，8_鐵心；9-第五低壓繞組；10-第六低壓繞組；11-第七低壓繞組；12_第八低壓繞組；13、14_高壓繞組。
具體實施方式
為使本領域技術人員更好地理解本實用新型的技術方案，
以下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。一種四分裂變壓器，包括鐵心、分別繞制在所述鐵心上的低壓繞組和高壓繞組，其中，所述低壓繞組分裂為四個繞組，分別為第一低壓繞組、第二低壓繞組、第三低壓繞組以及第四低壓繞組，其中，所述高壓繞組包括第一高壓繞組和第二高壓繞組，所述第一高壓繞組與第二高壓繞組沿所述鐵心的軸向排列，且所述第一高壓繞組與所述第二高壓繞組並聯後輸出；在所述低壓繞組中，所述四個繞組兩兩沿所述鐵心的軸向排列，其中，在所述鐵心的軸向上所述第一低壓繞組與所述第二低壓繞組相鄰，所述第三低壓繞組與所述第四低壓繞組相鄰；在所述鐵心的幅向上所述第一低壓繞組與所述第三低壓繞組分別位於所述第一高壓繞組的內側和外側，所述第二低壓繞組和所述第四低壓繞組分別位於所述第二高壓繞組的內側和外側。實施例1:如圖2所示，本實施例提供一種四分裂變壓器，包括鐵心7、分別繞制在所述鐵心7上的低壓繞組和高壓繞組14，所述低壓繞組分裂為四個，分別為第一低壓繞組1、第二低壓繞組2、第三低壓繞組3以及第四低壓繞組4。所述第一低壓繞組1、第二低壓繞組2、第三低壓繞組3以及第四低壓繞組4之間互相絕緣，且在電氣上相互獨立。本實施例中，高壓繞組14包括第一高壓繞組5和第二高壓繞組6，所述第一高壓繞組5與第二高壓繞組6沿鐵心7的軸向排列，且第一高壓繞組5與第二高壓繞組6並聯後輸出。所述四個繞組兩兩沿所述鐵心的軸向排列:在鐵心7的軸向上第一低壓繞組I與第二低壓繞組2相鄰，第三低壓繞組3與第四低壓繞組4相鄰；在鐵心7的幅向上第一低壓繞組I與第三低壓繞組3分別位於第一高壓繞組5的內側和外側，第二低壓繞組2和第四低壓繞組4分別位於第二高壓繞組6的內側和外側。其中，第一低壓繞組I與第二低壓繞組2構成低壓繞組在軸向上的分裂，且在幅向上兩者分別到鐵心7的距離相同；第三低壓繞組3與第四低壓繞組4構成低壓繞組在軸向上的分裂，且在幅向上兩者分別到鐵心7的距離相同。該軸向分裂結構工藝簡單、易於製作。其中，第一低壓繞組I與第三低壓繞組3構成低壓繞組在幅向上的分裂，第二低壓繞組2與第四低壓繞組4構成低壓繞組在幅向上的分裂。低壓繞組的部分繞組採用幅向分裂的方式，可以大大降低鐵心7的高度，部分克服了因軸向分裂的低壓繞組在短路時的軸向力較大、橫向漏磁嚴重的問題。高壓繞組14的抽頭分別包括抽頭A、抽頭B、抽頭C、抽頭X、抽頭Y、抽頭Z，由於鐵心7高度降低，且高壓繞組14在軸向上的繞制高度也大大降低，這樣的結構更加便於高壓繞組的抽頭出線。第一低壓繞組I的抽頭分別包括抽頭xl、抽頭yl、抽頭zl、抽頭al、抽頭bl、抽頭Cl，第一低壓繞組I從其自身的端部出線，該端部為非靠近第二低壓繞組2的一端，即遠離第二低壓繞組2的一端。第二低壓繞組2的抽頭包括抽頭x2、抽頭y2、抽頭z2、抽頭a2、抽頭b2、抽頭c2，第二低壓繞組2從其自身的端部出線，該端部為非靠近第一低壓繞組I的一端，即遠離第一低壓繞組I的一端。第三低壓繞組3的抽頭包括抽頭x3、抽頭y3、抽頭z3、抽頭a3、抽頭b3、抽頭c3，第三低壓繞組3從其自身的端部出線，該端部為非靠近第四低壓繞組4的一端，即遠離第四低壓繞組的一端。第四低壓繞組4的抽頭包括抽頭x4、抽頭y4、抽頭z4、抽頭a4、抽頭b4、抽頭c4，第四低壓繞組4從其自身的端部出線，該端部為非靠近第三低壓繞組3的一端，即遠離第三低壓繞組3的一端。該四分裂變壓器的低壓繞組的抽頭出線也易實行，安全性較高。本實施例中，該四分裂變壓器的高壓繞組14採取上述這種結構，當高壓繞組14運行，且所有的低壓繞組並聯運行時，那麼將在高壓繞組14和低壓繞組之間的阻抗稱為穿越阻抗。當四路低壓繞組中的一路低壓繞組開路，其他的低壓繞組運行時，在此運行方式下，那麼在高壓繞組14和低壓繞組之間會產生四分之三的穿越阻抗；當兩路低壓繞組開路，其他的低壓繞組運行，在此運行方式下，那麼在高壓繞組14和低壓繞組之間會產生半穿越阻抗；當三路低壓繞組開路，其他的低壓繞組運行，在此運行方式下，那麼在高壓繞組14和低壓繞組之間會產生四分之一的穿越阻抗。本實施例四分裂變壓器的這種結構大大提高了四分裂變壓器的抗短路能力。該四分裂變壓器有以下優點:a.能有效地限制低壓側短路電流，因而可選用輕型開關設備，從而可以節省投資。正常運行時，四分裂變壓器的穿越阻抗和普通變壓器的阻抗值相同，當低壓側一端短路時，由於分裂阻抗較大，則短路電流較小。b.在應用分裂變壓器對四段母線供電時，當一段母線發生短路時，除能有效地限制短路電流外，還能使其它段母線上電壓保持一定水平，不致影響用戶的運行。該四分裂變壓器的這種結構較現有的四分裂變壓器，同時擁有分裂變壓器的幅向分裂和軸向分裂的優點，不僅產品的結構可行，而且具有較好的經濟性。優選的是，第一低壓繞組I與第三低壓繞組3匝數相同。第一低壓繞組I與第一高壓繞組5之間的電抗高度與第三低壓繞組3與第一高壓繞組5之間的電抗高度相同。在鐵心7的幅向上，由於第一低壓繞組I與第三低壓繞組3分別對應且位於第一高壓繞組5的兩側，因此第一低壓繞組I與第三低壓繞組3不存在軸向上的空擋，所以，第一低壓繞組I與第三低壓繞組3的匝數相同即可提高第一低壓繞組1、第三低壓繞組3與第一高壓繞組5的安匝平衡。優選的是，所述第二低壓繞組2與所述第四低壓繞組4的匝數相同。第二低壓繞組2與第二高壓繞組6之間的電抗高度與第四低壓繞組4與第二高壓繞組6之間的電抗高度相同。在鐵心7的幅向上，由於第二低壓繞組2和第四低壓繞組4分別對應且位於第二高壓繞組6的兩側，因此第二低壓繞組2和第四低壓繞組4不存在軸向上的空擋，所以，第二低壓繞組2與第四低壓繞組4的匝數相同即可提高第二低壓繞組2、第四低壓繞組4和第二高壓繞組6的安匝平衡。上述這種結構大大減少了四分裂變壓器的橫向漏磁，降低了自身損耗，提高了四分裂變壓器自身的穩定性。優選的是，第一低壓繞組I與第三低壓繞組3的容量和與第一高壓繞組5的容量相同，第二低壓繞組2與第四低壓繞組4的容量和與第一高壓繞組5的容量相同。優選的是，第一低壓繞組I與第二低壓繞組2匝數相同，第三低壓繞組3與第四低壓繞組4的匝數相同，且四個低壓繞組的容量相等。優選的是，第一高壓繞組5與第二高壓繞組6的匝數相同、容量相等，這樣整個四分裂變壓器的繞組平衡度最高，整個變壓器的安匝平衡最高。這樣，當第一低壓繞組1、第二低壓繞組2、第三低壓繞組3、第四低壓繞組4分別帶負載運行時，各自的輸出電壓相同，降低了兩個並聯的高壓繞組之間的環流，減少了環流損耗。優選的是，所述高壓繞組採用D接方式，所述低壓繞組採用y接方式。優選的是，所述低壓繞組採用箔繞方式繞制。優選的是，所述低壓繞組採用線繞方式繞制。優選的是，所述乾式變壓器為乾式變流變壓器。優選的是，所述四分裂變壓器為乾式整流變壓器或油浸式整流變壓器。優選的是，所述乾式整流變壓器具體是一種三相升壓變壓器。該三相升壓變壓器可在光伏發電中使用。本實用新型四分裂變壓器的自身裝配的集成度提高，降低了鐵心的高度，提高了幅向寬度，從而提高了重心穩定性，提高四分裂變壓器短路時的阻抗值，減少了橫向漏磁，減少了環流，降低了四分裂變壓器的安裝運輸成本，提高了四分裂變壓器的使用安全性。且該四分裂變壓器結構簡單，便於實現，經濟性合理。實施例2:本實施例與實施例1的區別在於:所述第一低壓繞組I和第三低壓繞組3的容量相同，第二低壓繞組2和第四低壓繞組4的容量相同，但第一低壓繞組I和第二低壓繞組2的容量不同，第一高壓繞組5與第二高壓繞組6之間的容量也不相同。本實施例中四分裂變壓器的其他結構均與實施例1相同，這裡不再贅述。實施例3:本實施例與實施例1的區別在於:所述第一低壓繞組1、第二低壓繞組2、第三低壓繞組3、第四低壓繞組4的匝數均不相同。本實施例中四分裂變壓器的其他結構均與實施例1相同，這裡不再贅述。實施例4:本實施例與實施例1的區別在於:所述第一高壓繞組5與第二高壓繞組6的匝數不同。本實施例中四分裂變壓器的其他結構均與實施例1相同，這裡不再贅述。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採用的示例性實施方式，然而本實用新型並不局限於此。對於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範圍。
權利要求1.一種四分裂變壓器，包括鐵心、分別繞制在所述鐵心上的低壓繞組和高壓繞組，其中，所述低壓繞組分裂為四個繞組，分別為第一低壓繞組、第二低壓繞組、第三低壓繞組以及第四低壓繞組，其特徵在於， 所述高壓繞組包括第一高壓繞組和第二高壓繞組，所述第一高壓繞組與第二高壓繞組沿所述鐵心的軸向排列，且所述第一高壓繞組與所述第二高壓繞組並聯後輸出； 在所述低壓繞組中，所述四個繞組兩兩沿所述鐵心的軸向排列，其中，在所述鐵心的軸向上所述第一低壓繞組與所述第二低壓繞組相鄰，所述第三低壓繞組與所述第四低壓繞組相鄰； 在所述鐵心的幅向上所述第一低壓繞組與所述第三低壓繞組分別位於所述第一高壓繞組的內側和外側，所述第二低壓繞組和所述第四低壓繞組分別位於所述第二高壓繞組的內側和外側。
2.根據權利要求1所述的四分裂變壓器，其特徵在於，所述第一低壓繞組與所述第三低壓繞組的匝數相同，所述第二低壓繞組與所述第四低壓繞組的匝數相同。
3.根據權利要求2所述的四分裂變壓器，其特徵在於，所述第一低壓繞組與所述第三低壓繞組的容量和與所述第一高壓繞組的容量相同，所述第二低壓繞組與所述第四低壓繞組的容量和與所述第一高壓繞組的容量相同。
4.根據權利要求2所述的四分裂變壓器，其特徵在於，所述第一低壓繞組與所述第二低壓繞組的匝數相同。
5.根據權利要求4所述的四分裂變壓器，其特徵在於，所述第一高壓繞組與所述第二高壓繞組的匝數相同。
6.根據權利要求1 5任意一項所述的四分裂變壓器，其特徵在於，所述高壓繞組採用D接方式，所述低壓繞組採用y接方式。
7.根據權利要求1 5任意一項所述的四分裂變壓器，其特徵在於，所述低壓繞組採用箔繞方式繞制。
8.根據權利要求1 5任意一項所述的四分裂變壓器，其特徵在於，所述低壓繞組採用線繞方式繞制。
9.根據權利要求1 5任意一項所述的四分裂變壓器，其特徵在於，所述四分裂變壓器為乾式整流變壓器或油浸式整流變壓器。
10.根據權利要求9所述的四分裂變壓器，其特徵在於，所述四分裂變壓器為乾式整流變壓器，所述乾式整流變壓器為三相升壓變壓器。
專利摘要本實用新型公開了一種四分裂變壓器，其包括鐵心、分別繞制在所述鐵心上的低壓繞組和高壓繞組，所述低壓繞組分裂為四個繞組，所述高壓繞組包括第一高壓繞組和第二高壓繞組，第一高壓繞組與第二高壓繞組沿所述鐵心的軸向排列且並聯後輸出；所述四個低壓繞組兩兩沿鐵心的軸向排列，在鐵心的軸向上第一低壓繞組與第二低壓繞組相鄰，第三低壓繞組與第四低壓繞組相鄰；在鐵心的幅向上第一低壓繞組與第三低壓繞組分別位於第一高壓繞組的內側和外側，第二低壓繞組和第四低壓繞組分別位於第二高壓繞組的內側和外側。該四分裂變壓器可以降低鐵心高度，提高四分裂變壓器短路時的阻抗值，減少了橫向漏磁，減少了環流，降低了安裝運輸成本，提高了使用安全性。
文檔編號H01F27/30GK203026330SQ201220601510
公開日2013年6月26日 申請日期2012年11月12日 優先權日2012年11月12日
發明者蔣志勇, 房玉傑 申請人:特變電工股份有限公司