变阻抗变压器制造技术

本发明专利技术公开了一种变阻抗变压器，将限流电抗器与变压器进行一体化设计，通过快速开关及操动机构控制电抗器投切。变压器正常工作时，电抗器处于短路状态，变压器损耗未增加；变压器发生短路故障时，电抗器投入变压器的线路，提高变压器的阻抗，限制短路电流，实现自主调节阻抗，降低短路电流对变压器及在运的冲击，减轻下级断路器的开断负担。本发明专利技术不仅可用于新生产的变压器，同时也可用于在运变压器抗短路能力提升改造。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种变阻抗变压器，将限流电抗器与变压器进行一体化设计，通过快速开关及操动机构控制电抗器投切。变压器正常工作时，电抗器处于短路状态，变压器损耗未增加；变压器发生短路故障时，电抗器投入变压器的线路，提高变压器的阻抗，限制短路电流，实现自主调节阻抗，降低短路电流对变压器及在运的冲击，减轻下级断路器的开断负担。本专利技术不仅可用于新生产的变压器，同时也可用于在运变压器抗短路能力提升改造。【专利说明】变阻抗变压器
本专利技术涉及电气
，更具体地说，涉及一种变阻抗变压器。
技术介绍
电力变压器是电力系统中重要的输变电设备之一，连接多个电压等级，在电网中处于枢纽地位。其运行的安全可靠性直接影响电网的运行安全，提高电力变压器的运行可靠性，对整个电网的安全可靠运行具有十分重要的意义。近年来，随着国民经济的快速发展和居民生活水平的不断提高，城镇电力负荷水平持续上升，电网规模越来越大，造成短路容量与短路电流不断增大，严重影响电力变压器的安全运行。根据相关统计资料，绕组是发生故障较多的部件之一，据不完全统计2007-2010年期间，我国IlOkV以上电压等级的变压器故障49台次，因遭受短路故障电流冲击直接导致的损坏事故约为33台次，占总事故台数的67%。短路故障是变压器事故的主要原因之一。电力变压器绕组短路，尤其是负载短路时，故障电流产生的巨大电磁力对变压器绕组的危害极大。此外，随着电网容量的增加，短路电流不断增大，越来越接近断路器的遮断容量。如何采用经济、有效、紧凑、便捷、高效的技术措施，降低短路电流对变压器的冲击，提高大型变压器运行可靠性，同时降低对开关开断能力的要求，是亟需解决的技术问题。目前加强电力变压器短路冲击耐受能力，限制短路电流主要通过两种途径:一是提高漏抗，采用高阻抗变压器;二是外接限流电抗器。采用高阻抗变压器提高漏抗，造成正常工作时的变压器体积增大，损耗增加，无法满足节能降耗的要求，难以用于在运变压器短路电流限制；同时造成下级母线短路容量增加，断路器开断能力不能满足要求。高阻抗变压器还会导致母线电压波动加大造成电能质量问题。限流器存在维护改造工作量大、占地面积大、经济成本高等不足。因此，传统的方法已无法满足加强电力变压器短路冲击耐受能力的要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种变阻抗变压器。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种变阻抗变压器，包括通过油气套管连接的变压器及电抗器，所述电抗器两端并联有快速开关;所述快速开关包括上出线、真空灭弧室、导电夹、软连接及下出线，所述上出线的上端与电网相连，所述上出线的下端与真空灭弧室相连，所述导电夹连接上出线及下出线;还包括操动机构，所述操动机构通过绝缘拉杆及波纹管与所述真空灭弧室相连;所述操动机构包括合闸保持磁铁、分闸保持磁铁、设置在所述合闸保持磁铁与分闸保持磁铁之间的吸板及设置在所述合闸保持磁铁下端的涡流盘、合闸线圈、分闸线圈；所述变压器处于正常运行状态时，所述吸板与合闸保持磁铁连接，所述电抗器处于短路状态;所述变压器的线路电流高于设定值时，涡流盘在电磁力的作用下将吸板与分闸保持磁铁连接，所述电抗器投入变压器的线路。在上述方案中，所述变压器的片式散热器上设置用于支持快速开关的支撑杆。实施本专利技术变阻抗变压器，具有以下有益效果:1、本专利技术将限流电抗器与变压器进行一体化设计，通过快速开关控制电抗器投切。变压器正常工作时，电抗器处于短路状态，变压器损耗未增加;变压器发生短路故障时，电抗器投入变压器的线路，提高变压器的阻抗，限制短路电流，实现自主调节阻抗，降低短路电流对变压器及在运的冲击，减轻下级断路器的开断负担。2、本专利技术不仅可用于新生产的变压器，同时也可用于在运变压器抗短路能力提升改造。【附图说明】下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中:图1为本专利技术变阻抗变压器的结构示意图；图2为图1中快速开关的结构不意图；图3为本专利技术中操动机构的结构示意图；图4为本专利技术变阻抗变压器的应用电路图。图中:油气套管I;变压器2;电抗器3;快速开关4;片式散热器2.1;支撑杆2.2;上出线4.1;真空灭弧室4.2;导电夹4.3;软连接4.4;下出线4.5;操动机构5;合闸保持磁铁5.1;分闸保持磁铁5.2;吸板5.3;祸流盘5.4;合闸线圈5.5;分闸线圈5.6;盆式绝缘子6 ；储能电容7。【具体实施方式】为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的【具体实施方式】。如图1?4所示，本专利技术一种变阻抗变压器，包括通过油气套管I连接的变压器2及电抗器3。电抗器3两端并联有快速开关4，变压器2的片式散热器2.1上设置用于支持快速开关4的支撑杆2.2ο快速开关4包括上出线4.1、真空灭弧室4.2、导电夹4.3、软连接4.4及下出线4.5，上出线4.1的上端与电网相连，上出线4.1的下端与真空灭弧室4.2相连，导电夹4.3连接上出线4.1及下出线4.5。变阻抗变压器还包括操动机构5，操动机构5通过绝缘拉杆及波纹管与真空灭弧室4.2相连。操动机构5包括合闸保持磁铁5.1、分闸保持磁铁5.2、设置在合闸保持磁铁5.1与分闸保持磁铁5.2之间的吸板5.3及设置在合闸保持磁铁5.1下端的涡流盘5.4、合闸线圈5.5、分闸线圈5.6;变压器2处于正常运行状态时，吸板5.3与合闸保持磁铁5.1连接，电抗器3处于短路状态;变压器2的线路电流高于设定值时，涡流盘5.4在电磁力的作用下将吸板5.3与分闸保持磁铁5.2连接，电抗器3投入变压器2的线路。为了使电抗器有限流作用，要求限流电抗器在短路电流到达第一个峰值之前投入运行，将电流限制在变压器能够承受的范围内。传统的机械开关虽然带负载能力强、导通稳定，但响应速度慢一般在5?20ms，不能满足快速动作要求。而电力电子开关响应速度快，但其通态损耗过大、耐压能力低。为此，本专利技术拟选用基于电磁斥力机构的改进型快速开关作为电抗器投切开关，实现快速分闸并达到额定开距。本专利技术所设计的快速开关采用真空灭弧室来实现电力电路的接通与断开。高压主电路通过盆式绝缘子6与壳体相连，低压控制电路布置于壳体外部;真空灭弧室4.2与操动机构5通过绝缘拉杆及波纹管相连;采用先进的永磁保持、双线圈双稳态、直动式的涡流斥力操动机构5，动作可靠，分、合闸速度快，断路器整体结构简单。本专利技术的工作过程如下:如图4所示，接到控制器的合(分)闸命令后，可控硅导通，已充电的储能电容7向合闸线圈放电，产生一个持续时间很短的脉冲电流，处在脉冲磁场中的涡流盘5.4因感应涡流而受到强大的推力，并带动真空灭弧室4.2中的动触头完成合(分)闸动作。如图3所示，当变压器2处于正常运行状态时，吸板5.3与合闸保持磁铁5.1连接，此时，电抗器3被短路。此时变压器2电抗与常规变压器相似。当变压器2发生故障致使其电流异常升高时，强大的电流通过涡流盘5.4生成的强大电磁力使吸板5.3与分闸保持磁铁5.2连接，此时电抗器3投入变压器2的线路中，变压器2阻抗增加，从而保护变压器。本专利技术根据短路电流限制要求对电抗器、变压器以及快速开关的结构进行一体化设计和相关连接结构设计。根据短路电流限制要求进行电抗器设计及绕组连接形式设计，限流电抗器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变阻抗变压器，包括通过油气套管(1)连接的变压器(2)及电抗器(3)，其特征在于，所述电抗器(3)两端并联有快速开关(4)；所述快速开关(4)包括上出线(4.1)、真空灭弧室(4.2)、导电夹(4.3)、软连接(4.4)及下出线(4.5)，所述上出线(4.1)的上端与电网相连，所述上出线(4.1)的下端与真空灭弧室(4.2)相连，所述导电夹(4.3)连接上出线(4.1)及下出线(4.5)；还包括操动机构(5)，所述操动机构(5)通过绝缘拉杆及波纹管与所述真空灭弧室(4.2)相连；所述操动机构(5)包括合闸保持磁铁(5.1)、分闸保持磁铁(5.2)、设置在所述合闸保持磁铁(5.1)与分闸保持磁铁(5.2)之间的吸板(5.3)及设置在所述合闸保持磁铁(5.1)下端的涡流盘(5.4)、合闸线圈(5.5)、分闸线圈(5.6)；所述变压器(2)处于正常运行状态时，所述吸板(5.3)与合闸保持磁铁(5.1)连接，所述电抗器(3)处于短路状态；所述变压器(2)的线路电流高于设定值时，涡流盘(5.4)在电磁力的作用下将吸板(5.3)与分闸保持磁铁(5.2)连接，所述电抗器(3)投入变压器(2)的线路。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢文华，艾绍贵，杜玮，葛俊，杨超平，张军，樊益平，马奎，杨慧峰，黄永宁，方超，周雨，宁雷港，沈黎明，李四勤，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司，国网宁夏电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11