超容性电力变压器制造技术

属于电力变电装置。由两层或多层铜或铝薄膜做成绕组。绕组之间是用聚酯、聚丙烯或聚四氟乙烯制成绝缘薄膜层，绕组之间采用串联方式。本发明专利技术是利用绕组本身的分布电容使电力变压器具有超容性因此不但供应了变压器本身的滞后的无功功率，并能供应整个负载所需的无功功率。从而大大提高电力网络的功率因数。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力变电装置。从十九世纪八十年代在电力系统中出现了变压器，至今已有百年的历史。目前最常见的是感性变压器，而其中比较先进的是最近由瑞士生产的一种电力变压器，它是用一层厚度为0.2～0.8mm的金属箔做成绕组，绕组之间用纸作绝缘层。上述变压器只适用于220V的低压，且铁芯线圈与线圈之间的电磁耦合是感性的，故导致电力网络中的负载也是感性的。所以不论是电力网络或电力变压器本身的功率因数COSφ均较小，并且是滞后的。为了提高功率因数，提高发电厂机组的出力，降低网络输电能耗，人们做了很多的努力。目前比较通用的方法是并联电容器组补偿法。也就是说，感性负载用容性负载来补赏，以减小其滞后相位，从而提高功率因数。但这种方法有严重的缺陷，这是电容器本身的特性决定的。由于电容器端电压恒定，所以在欠补偿和过补偿时，就会发生对一定数量的电容器组进行投切，方可达到较理想的补偿点。但伴随而来是冲击、振荡和过电压。这些对于电力网络都是不允许的。同时，大量的高低压电容器设备的设置，使投资增加，占地面积增大，也不符合经济原则。本专利技术的目的是设计一种超容性的变压器，以便依靠其绕组本身的分布电容，通过强化措施，使电力变压器在50Hz工频交流时，由感性转为超容性，在用于电力网络时，可大大提高其功率因数。为实现上述目的，需对绕组进行容性处理。因此必须采用两层或两层以上的金属薄膜(1)，每层厚度均为0.007～0.01mm，然后将两层或两层以上的金属薄膜(1)做成绕组，绕组之间是绝缘薄膜层(2)。本专利技术绕组总匝数等于各层绕组的匝数之和，而各层绕组之间连接是采用串联方式。上述金属薄膜(1)采用铜或铝，而绝缘薄膜层(2)则是聚脂、聚丙烯或聚四氟乙烯材料。基于电气绕组层、匝间电位差的存在，由分布电容所引起的超前无功功率是存在的。但由于相对面积间距与电压均不适应，因此，这种超前无功功率在50Hz工频交流时甚为微小。如果我们加大相对面积，减小间距，采用较大的介电常数的介质等措施，分布电容将大大加强。因此必需采取多层金属薄膜式绕组，如图1所示，由图1看出金属薄膜层(1)之间是绝缘薄膜层(2)。除此之外，本专利技术各金属层绕组间采用串联方式。下面以两层金属薄膜为例，并结合图2对其接线方式的原理加以说明。由图2看出1-3和1′-3′是双层金属薄膜绕组，A、X端为激励端，N1、N2分别是两层金属薄膜的绕组匝数。而且N1＝N2，因而绕组总匝数N＝N1+N2，所以U1-U2＝U2即A-X端的电压U＝U1＝2U2(Ux＝0)。如设点2位置于1、3中间，考虑三点1、2、3处的分布电容电压为Uc1、Uc2、Uc3。在1-1′处，分布电容C1两端的电压Uc1＝U1-U2＝U2在2-2′处，分布电容C2两端的电压Uc2=(U2+ (U1-U2)/2 )- (U2)/2 = (U2)/2 = U1在3-3′处分布电容C3两端的电压Uc3＝U2-O＝U2所以Uc＝Uc1＝Uc2＝Uc3实际分分布电容的两端电压是处处相等的。当电容C和两端电压Uc足够大时，铁芯线圈将产生足够大的超前无功功率Qc，即Qc＝WCU2(ω＝2πf，而f＝50Hz)。这就是本专利技术的理论基础。本专利技术具有如下优点1.适用于电力网络中220V～35KV范围的电压。可大幅度提高电力网络的功率因数，而不需用并联电力电容器作为容性负载来补偿功率因数。2.由于带负荷可调(不影响输入、输出)，故不会产生冲击、振荡与过电压现象。3.由于Qc可调，使输出电压可调，可代替目前运用的高压分接头滞负荷可调的方法。4.通过传感元件，可使变压器在空载时获最低损耗，空载功率因数保持在70.95的良好状态。5.制造简单，成本低。图1为本专利技术采用两层金属薄膜时的绕组结构示意图。图2为本专利技术的电路原理图。采用两层金属薄膜作为本专利技术的实施例。30KVA 10/0.4KV.3P油浸最大无功功率Qcmax＝18KVr Vc＝740V中间无功功率Qcmi＝9KVr Vc＝520V较小无功功率Qcmin＝3KVr Vc＝260V最小无功功率Qc＝0 Vc＝0绝缘薄膜用两层聚脂∈＝2.2 每层厚度＝0.015mm宽220mm铝薄膜共两层，每层厚度＝0.007mm宽度＝220mm匝数200 三相电容量C为3×36μF。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电力网络中的变压器，是用一层厚度为０．２～０．８ｍｍ的金属箔做成绕组，绕组之间采用纸作为绝缘层，本专利技术的特征在于这是一种超容性电力变压器，采用两层或多层金属薄膜（１１）做成绕组，每层金属薄膜厚度均为０．００７～０．０１ｍｍ，绕组总匝数等于各层绕组的匝数之和，各层绕组采用串联方式连接，绕组之间是绝缘薄膜层（２）。

【技术特征摘要】
1.一种用于电力网络中的变压器，是用一层厚度为0.2～0.8mm的金属箔做成绕组，绕组之间采用纸作为绝缘层，本发明的特征在于这是一种超容性电力变压器，采用两层或多层金属薄膜(11)做成绕组，每层金属薄膜厚度均为0.007～0.01mm，绕组总匝数等于各层...

【专利技术属性】
技术研发人员：许先进，曹绪华，
申请(专利权)人：天津师范专科学校，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]