本發(fā)明涉及電力配電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種干式自耦變壓器。

背景技術(shù)：

隨著國家節(jié)能政策的大力實(shí)施，火電廠輔機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行大量變頻器改造，以降低機(jī)組廠用電率。但是，目前大多數(shù)火電機(jī)組的輔機(jī)變頻器低電壓穿越能力較差，有的甚至不具備低電壓穿越能力。出現(xiàn)了電網(wǎng)發(fā)生瞬時電壓波動引起大量火電機(jī)組跳機(jī)的問題，由于變頻調(diào)速設(shè)備不具備低電壓穿越功能，觸發(fā)了變頻器的低電壓保護(hù)，致使變頻器閉鎖輸出，最終導(dǎo)致事故發(fā)生。

為了檢驗(yàn)低壓變頻器的高低電壓穿越能力，需要對低壓變頻器及進(jìn)行高低電壓穿越能力改造后的低壓變頻器進(jìn)行測試，但卻缺少相應(yīng)的檢測設(shè)備。對變頻器電壓穿越能力驗(yàn)證，需要研制一套電壓暫降裝置，以驗(yàn)證變頻器在電壓跌落時穿越能力。

變頻器電壓穿越試驗(yàn)裝置由試驗(yàn)變壓器、快切開關(guān)、可調(diào)負(fù)載、程序控制裝置和波形記錄儀組成。由于試驗(yàn)時變壓器切換電壓會產(chǎn)生過電壓，而普通自耦變壓器繞組由于現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的限制，阻抗較低，耐沖擊電壓能力較差。圖1所示為現(xiàn)有自耦變壓器的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，第一線圈和第二線圈采用直接連接方式的方式，層間電壓較大，電氣分布電容不理想。一般的自耦變壓器電壓調(diào)節(jié)范圍一般在5％-105％，無法滿足變頻器電壓穿越需要的電壓調(diào)節(jié)范圍20％-130％的要求。因此需要設(shè)計(jì)專用的試驗(yàn)變壓器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種干式自耦變壓器，應(yīng)用于變頻器電壓穿越試驗(yàn)中。本發(fā)明采用特殊結(jié)構(gòu)、分段線繞圓筒式結(jié)構(gòu)、繞組一體澆注，滿足了變頻器電壓穿越范圍的要求。

一種干式自耦變壓器，采用分段線繞澆注圓筒式結(jié)構(gòu)，由多個分段圓筒式線圈組合構(gòu)成，其中，分段圓筒式線圈內(nèi)包含第一層線圈和第二層線圈，第一層線圈和第二層線圈尾尾相聯(lián)，增加電氣電容值；相鄰兩個分段圓筒式線圈之間設(shè)置絕緣墊塊，絕緣墊塊固定相鄰的兩個分段圓筒式線圈的相對位置，墊塊之間設(shè)置風(fēng)道，增加線圈輻向散熱。

上述的一種干式自耦變壓器，在變壓器首端的兩個分段線圈層外設(shè)置靜電屏，增加首端線圈對地電容，，改善電容分布，增強(qiáng)線圈耐沖擊電壓的能力。

上述的一種干式自耦變壓器，所述分段圓筒式線圈的內(nèi)圈與鐵芯間設(shè)置通風(fēng)槽，分段圓筒式線圈間設(shè)置通風(fēng)溝，在軸向和輻向都形成散熱風(fēng)道，增強(qiáng)所述干式自耦變壓器的散熱性能。

上述的一種干式自耦變壓器，主繞組抽頭輸入電壓為ua，副繞組抽頭提供輸出電壓ua，根據(jù)連接具體抽頭的位置不同，副繞組抽頭a提供的輸出電壓ua與主繞組抽頭輸入電壓ua的比例關(guān)系存在以下五種：

ua＝20％ua；

ua＝60％ua；

ua＝90％ua；

ua＝100％ua；

ua＝130％ua。

上述的一種干式自耦變壓器，線圈采用銅導(dǎo)線繞制，所述分段圓筒式線圈采用銅導(dǎo)線繞制，兩端引出抽頭。

上述的一種干式自耦變壓器，整體采用環(huán)氧樹脂真空浸漬式一體澆注。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是：

1)變壓器調(diào)節(jié)范圍大，從20％ua到130％ua；電壓級差大，從20％-100％，滿足特殊試驗(yàn)的要求。

2)線圈采用特殊分段，并在首端增加了靜電屏，既增加的首端線圈電氣電容又增加了線圈對地電容，大大提高了自耦變沖擊電壓耐受水平。

3)采用自耦變型式，消耗材料少，成本低。自耦變壓器繞組容量降低，所耗材料也減少，成本也低。

4)損耗少效益高。由于銅線和硅鋼片用量減少，在同樣的電流密度及磁通密度時，自耦變壓器的銅損和鐵損都比雙繞組變壓器減少，因此效益較高。

5)便于運(yùn)輸和安裝。因?yàn)樗韧萘康碾p繞組變壓器重量輕，尺寸小，占地面積小。

5)提高了變壓器的極限制造容量。變壓器的極限制造容量一般受運(yùn)輸條件的限制，在相同的運(yùn)輸條件的限制，在相同的運(yùn)輸條件下，自耦變壓器容量可比雙繞組變壓器制造大一些。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中分段圓筒式線圈的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖。

圖2本發(fā)明的圓筒式線圈剖面。

圖3是本發(fā)明中圓筒式線圈的電容等值電路。

圖4是是本發(fā)明中分段圓筒式線圈的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖。

圖5是本發(fā)明線圈通風(fēng)槽和通風(fēng)溝示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，通過詳細(xì)說明一個較佳的具體實(shí)施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。

本發(fā)明的干式自耦變壓器采用干式自耦，繞組采用銅導(dǎo)線、線圈分段圓筒式繞制、分段之間采用絕緣墊塊固定，繞組采用環(huán)氧樹脂真空浸漬式一體澆注，不加填料，按溫度固化曲線固化成形。

如圖2所示，本發(fā)明采用特種分段線繞澆注圓筒式結(jié)構(gòu)。繞組采用特殊分段，各抽頭取自分段出線端。采用分段圓筒式結(jié)構(gòu),不僅能增加電氣電容,而且還大大提高了耐受大氣過電壓的能力和操作過電壓的沖擊強(qiáng)度。繞組有較高的電氣強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度，線圈內(nèi)圈和分段圓筒間設(shè)置了通風(fēng)槽和通風(fēng)溝，具有較好的散熱性能，保證繞組溫升較小。這樣，單臺容量可不受到限制。

一種干式自耦變壓器，采用分段線繞澆注圓筒式結(jié)構(gòu)，由多個分段圓筒式線圈1構(gòu)成。如圖4所示，分段圓筒式線圈1內(nèi)包含第一層線圈11和第二層線圈12，第一層線圈11和第二層線圈12尾尾相聯(lián)，增加線圈電氣電容值；各分段圓筒式線圈1出線端分別設(shè)置抽頭，輸出電壓抽頭根據(jù)使用要求在各抽頭間切換；相鄰的兩個分段圓筒式線圈1之間設(shè)置絕緣固定墊塊。

進(jìn)一步地，在變壓器首端的兩個分段圓筒式線圈1外設(shè)置靜電屏2，增加首端線圈對地電容。

進(jìn)一步地，如圖5所示，所述分段圓筒式線圈1的內(nèi)圈與鐵芯間設(shè)置通風(fēng)槽，相鄰分段圓筒式線圈1間設(shè)置通風(fēng)溝，在軸向和輻向都形成散熱風(fēng)道，增強(qiáng)所述干式自耦變壓器的散熱性能。所述分段圓筒式線圈1間的通風(fēng)溝由設(shè)置在相鄰分段圓筒式線圈1之間的多個絕緣墊塊構(gòu)成，多個絕緣墊塊按序間隔排列，墊塊本身起到固定和絕緣的作用，墊塊間的間隔起通風(fēng)溝的作用。

進(jìn)一步地，主繞組抽頭提供輸入電壓ua，副繞組抽頭提供輸出電壓ua，根據(jù)最終引出的具體抽頭的位置不同，副繞組抽頭提供的輸出電壓ua與主繞組抽頭輸入電壓ua的比例關(guān)系存在以下五種：

ua＝20％ua；

ua＝60％ua；

ua＝90％ua；

ua＝100％ua；

ua＝130％ua；

配合有載切換開關(guān)使用，自耦變壓器繞組抽頭分別引出至有載切換開關(guān)上，通過切換開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)上述多個電壓等級之間的切換。

主繞組電壓可接6kv或10kv，電壓等級按10kv等級設(shè)計(jì)；額定容量按6kv計(jì)算，額度容量設(shè)計(jì)為3000kva-4000kva，可滿足絕大部分變頻器電壓穿越試驗(yàn)要求。

進(jìn)一步地，所述分段圓筒式線圈1采用銅導(dǎo)線繞制，兩端引出抽頭。

進(jìn)一步地，所述干式自耦變壓器整體采用環(huán)氧樹脂真空浸漬式一體澆注，不加填料，按溫度固化曲線固化成形。

電氣電容在一定程度上決定設(shè)備耐受沖擊電壓的分布梯度,即設(shè)備的電氣電容值越大,其沖擊電壓的分布梯度就越趨于均勻。當(dāng)線圈受到?jīng)_擊時，沖擊電壓的分布梯度不僅決定于線圈的電氣電容值，更決定于線圈的縱向電氣電容k和對地電氣電容c沿線圈首端到末端的分布。圖3所示即為本發(fā)明的電氣電容的等值電路，由圖可知，本發(fā)明縱向電氣電容k和對地電氣電容c分布均勻，在首端處，由于設(shè)置了靜電屏2增加了首端對地電容,，當(dāng)變壓器受到?jīng)_擊時,端部因電容增加，壓降減小，整個繞組受到的電壓沖擊會變得均勻分布，保護(hù)了端部繞組的絕緣。

如圖4所示，設(shè)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的線圈長度為b，幾何電容值為kj，電氣電容值為kt，層間電壓為u，則層間電容的能量為：

∴kt＝kj

普通分段圓筒式線圈的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)如圖1。設(shè)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的線圈長度為b’＝b，幾何電容值為kj，電氣電容值為kp，層間電壓為u’＝u，則層間電容的能量為：

∵kp＝1/3kj

∴kj＝3kp

上述計(jì)算結(jié)果表明，在其它條件相同的條件下，特殊分段圓筒式線圈,其電氣電容值是普通圓筒式線圈電氣電容值的3倍。

本發(fā)明的干式自耦變壓器與同容量的一般變壓器相比較，具有結(jié)構(gòu)簡單、用料省、體積小等優(yōu)點(diǎn)。尤其在變壓比接近于1的場合顯得特別經(jīng)濟(jì)，本自耦變最大變比為1.3，最小為0.2。

盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。