用于特高压线路融冰的24脉波双器身整流变压器

摘要

一种用于特高压线路融冰的24脉波双器身整流变压器，包括密闭油箱、第一器身和第二器身，第一器身包括第一铁心柱、第一低压绕组、第一接地屏蔽、第一高压绕组和第一高压调压绕组，第一低压绕组由+22.5度低压移相绕组、+22.5度低压基本绕组、‑22.5度低压基本绕组和‑22.5度低压移相绕组构成，第二器身包括第二铁心柱、第二低压绕组、第二接地屏蔽、第二高压绕组和第二高压调压绕组，第二低压绕组由+7.5度低压移相绕组、+7.5度低压基本绕组、‑7.5度低压基本绕组和‑7.5度低压移相绕组构成。其输出电压和短路阻抗的均衡性好，解决了整流器发热不均的问题，提高了特高压线路直流融冰装置的运行可靠性和使用寿命。

权利要求

1.一种用于特高压线路融冰的24脉波双器身整流变压器，其特征在于：包括装有变压器油的密闭油箱（1）以及装设于所述密闭油箱（1）中的第一器身和第二器身，所述第一器身包括第一铁心柱（2），所述第一铁心柱（2）上沿径向向外的方向依次设有第一低压绕组、第一接地屏蔽（12）、第一高压绕组（14）和第一高压调压绕组（16），所述第一低压绕组由沿第一铁心柱（2）轴线方向依次布置的+22.5度低压移相绕组（4）、+22.5度低压基本绕组（5）、-

22.5度低压基本绕组（6）和-22.5度低压移相绕组（7）构成，所述第二器身包括第二铁心柱（3），所述第二铁心柱（3）上沿径向向外的方向依次设有第二低压绕组、第二接地屏蔽（13）、第二高压绕组（15）和第二高压调压绕组（17），所述第二低压绕组由沿第二铁心柱（3）轴线方向依次布置的+7.5度低压移相绕组（8）、+7.5度低压基本绕组（9）、-7.5度低压基本绕组（10）和-7.5度低压移相绕组（11）构成。

2.根据权利要求1所述的24脉波双器身整流变压器，其特征在于：所述第一高压绕组（14）由沿第一铁心柱（2）轴线方向依次布置且并联的两部分高压绕组构成；所述第二高压绕组（15）由沿第二铁心柱（3）轴线方向依次布置且并联的两部分高压绕组构成。

3.根据权利要求1所述的24脉波双器身整流变压器，其特征在于：所述第一铁心柱（2）和第二铁心柱（3）为三相三柱式铁心，由高导磁晶粒取向硅钢片叠积而成。

4.根据权利要求1所述的24脉波双器身整流变压器，其特征在于：所述变压器油的最高倾点为-40℃，顶层油温升限值为80K，各绕组的温升限值为85K。

5.根据权利要求1所述的24脉波双器身整流变压器，其特征在于：所述24脉波双器身整流变压器装有胶囊油枕和采用自然油循环空气冷却方式的可拆卸片式散热器。

说明书

用于特高压线路融冰的24脉波双器身整流变压器

技术领域

[0001] 本发明涉及电气工程技术领域，具体涉及一种用于特高压线路融冰的24脉波双器身整流变压器。

背景技术

[0002] 特高压电网是解决我国能源资源与负荷中心呈逆向分布的必然选择，而特高压线路输送距离长，其走廊所经地区地形复杂，气象条件多变，极易发生严重覆冰而出现倒塔断线等事故。特高压线路输送容量大、供电范围广，可靠性要求非常高，一旦发生覆冰倒塔断线，容易造成大电网解列，引起大面积停电，对国民经济和人民生产生活构成严重威胁。因此，研发可靠的特高压线路融冰技术具有非常重要的现实意义。

[0003] 特高压线路因电源容量的限制，只能采用直流融冰方式。特高压线路直流融冰装置的电源对谐波要求很高，为降低融冰时注入电网的谐波含量，同时减少占地面积、降低造价，需采用24脉波二极管整流方式对特高压线路进行直流融冰。特高压线路融冰电流大，需要多组整流桥并联，如输出电流不平衡，将导致部分整流桥发热剧增、元器件损坏等事故，还会随不平衡电流的大小增加谐波含量，常规的24脉波整流变压器输出电压、短路阻抗等参数相差较大，很难实现各组并联整流桥输出电流的平衡，往往大于20%，导致整流器寿命大大缩短。因此，急需研究一种输出参数均衡性较好的24脉波整流变压器，以保证特高压线路直流融冰装置的安全可靠运行。

发明内容

[0004] 本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种输出电压和短阻抗的均衡性好、能够确保整流器发热均匀、大大提高特高压线路直流融冰装置的运行可靠性和使用寿命的用于特高压线路融冰的24脉波双器身整流变压器。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

[0006] 一种用于特高压线路融冰的24脉波双器身整流变压器，包括装有变压器油的密闭油箱以及装设于所述密闭油箱中的第一器身和第二器身，所述第一器身包括第一铁心柱，所述第一铁心柱上沿径向向外的方向依次设有第一低压绕组、第一接地屏蔽、第一高压绕组和第一高压调压绕组，所述第一低压绕组由沿第一铁心柱轴线方向依次布置的+22.5度低压移相绕组、+22.5度低压基本绕组、-22.5度低压基本绕组和-22.5度低压移相绕组构成，所述第二器身包括第二铁心柱，所述第二铁心柱上沿径向向外的方向依次设有第二低压绕组、第二接地屏蔽、第二高压绕组和第二高压调压绕组，所述第二低压绕组由沿第二铁心柱轴线方向依次布置的+7.5度低压移相绕组、+7.5度低压基本绕组、-7.5度低压基本绕组和-7.5度低压移相绕组构成。

[0007] 上述的24脉波双器身整流变压器，优选的，所述第一高压绕组由沿第一铁心柱轴线方向依次布置且并联的两部分高压绕组构成；所述第二高压绕组由沿第二铁心柱轴线方向依次布置且并联的两部分高压绕组构成。

[0008] 上述的24脉波双器身整流变压器，优选的，所述第一铁心柱和第二铁心柱为三相三柱式铁心，由高导磁晶粒取向硅钢片叠积而成。

[0009] 上述的24脉波双器身整流变压器，优选的，各绕组至上下铁轭的绝缘距离相同，且漏磁边界对称。

[0010] 上述的24脉波双器身整流变压器，优选的，各高压绕组的型式为连续式，各低压基本绕组和低压移相绕组的型式为连续式或螺旋式。

[0011] 上述的24脉波双器身整流变压器，优选的，所述变压器油的最高倾点为-40℃，顶层油温升限值为80K，各绕组的温升限值为85K。

[0012] 上述的24脉波双器身整流变压器，优选的，所述24脉波双器身整流变压器装有胶囊油枕和采用自然油循环空气冷却方式的可拆卸片式散热器。

[0013] 与现有技术相比，本发明的优点在于：

[0014] 1、移相输出24脉波，融冰时谐波大大减小，含量小于1%；

[0015] 2、采用双器身结构，每个器身分别移相+22.5度、-22.5度和+7.5度、-7.5度，有效保证了输出电压和短路阻抗的均衡性，输出电压差不超过0.25%，短路阻抗互差小于3%；

[0016] 3、能够保证整流变压器后接并联整流桥之间的电流不平衡率小于5%，确保整流器发热均匀，大大提高了特高压线路直流融冰装置的运行可靠性和使用寿命。

附图说明

[0017] 图1为本发明用于特高压线路融冰的24脉波双器身整流变压器的结构原理图。

[0018] 图例说明：

[0019] 1、密闭油箱；2、第一铁心柱；3、第二铁心柱；4、+22.5度低压移相绕组；5、+22.5度低压基本绕组；6、-22.5度低压基本绕组；7、-22.5度低压移相绕组；8、+7.5度低压移相绕组；9、+7.5度低压基本绕组；10、-7.5度低压基本绕组；11、-7.5度低压移相绕组；12、第一接地屏蔽；13、第二接地屏蔽；14、第一高压绕组；15、第二高压绕组；16、第一高压调压绕组；17、第二高压调压绕组。

具体实施方式

[0020] 以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

[0021] 如图1所示，本发明用于特高压线路融冰的24脉波双器身整流变压器，包括装有变压器油的密闭油箱1以及装设于密闭油箱1中的第一器身和第二器身，第一器身包括第一铁心柱2，第一铁心柱2上沿径向向外的方向依次设有第一低压绕组、第一接地屏蔽12、第一高压绕组14和第一高压调压绕组16，第一低压绕组由沿第一铁心柱2轴线方向依次布置的+22.5度低压移相绕组4、+22.5度低压基本绕组5、-22.5度低压基本绕组6和-22.5度低压移相绕组7构成，第二器身包括第二铁心柱3，第二铁心柱3上沿径向向外的方向依次设有第二低压绕组、第二接地屏蔽13、第二高压绕组15和第二高压调压绕组17，第二低压绕组由沿第二铁心柱3轴线方向依次布置的+7.5度低压移相绕组8、+7.5度低压基本绕组9、-7.5度低压基本绕组10和-7.5度低压移相绕组11构成。

[0022] 本实施例中，第一高压绕组14由沿第一铁心柱2轴线方向依次布置且并联的两部分高压绕组构成；第二高压绕组15由沿第二铁心柱3轴线方向依次布置且并联的两部分高压绕组构成。第一铁心柱2和第二铁心柱3为三相三柱式铁心，由高导磁晶粒取向硅钢片叠积而成。各高压绕组的型式为连续式，各低压基本绕组和低压移相绕组的型式为连续式或螺旋式。

[0023] 本实施例中，各绕组至上下铁轭的绝缘距离相同，且漏磁边界对称，保证了短路阻抗的均衡性。

[0024] 本实施例中，变压器油作为冷却和绝缘介质，其最高倾点为-40℃，顶层油温升限值为80K，各绕组的温升限值为85K。

[0025] 本实施例中，24脉波双器身整流变压器装有胶囊油枕和可拆卸片式散热器，冷却方式采用自然油循环空气冷却。24脉波双器身整流变压器的密封结构采用全密闭结构，绝缘耐热等级为A级。

[0026] 各器身中，绕组由低压绕组、高压绕组、调压绕组构成。绕组同心排列，套装于铁心柱上，每相沿辐向（由内向外）依次为：铁心柱、低压绕组、高压绕组和调压绕组，其中低压绕组分成两组低压基本绕组和两组低压移相绕组，四个绕组沿轴向排列，占用空间小，变压器损耗低，体积小，重量轻，优势明显。高压绕组和低压绕组之间设置有接地屏蔽，防止高压侧过电压传递到低压侧，损坏整流变压器后面的整流器，同时可有效抑制高次谐波。

[0027] 本发明用于特高压线路融冰的24脉波双器身整流变压器工作时，第一高压绕组14和第二高压绕组15并联输入220kV三相电压，通过第一高压调压绕组16和第二高压调压绕组17的接入和断开来实现变压器低压的调节。低压侧采用外延三角形移相，第一器身的+22.5度低压基本绕组5和-22.5度低压基本绕组6通过+22.5度低压移相绕组4、-22.5度低压移相绕组7分别移相+22.5度和-22.5度，第二器身的+7.5度低压基本绕组9和-7.5度低压基本绕组10通过+7.5度低压移相绕组8、-7.5度低压移相绕组11分别移相+7.5度和-7.5度，使两器身组成等效24脉波，同时有效保证了输出电压和短路阻抗的均衡性。该24脉波双器身整流变压器的输出电压差不超过0.25%，短路阻抗互差小于3%，能够有效保证注入电网谐波含量小于1%，输出电流不平衡率小于5%，解决了整流器发热不均的问题，大大提高了特高压线路直流融冰装置的运行可靠性和使用寿命。

[0028] 上述24脉波双器身整流变压器在国家电网公司输变电设备防冰减灾技术重点实验室实际运行后证明效果良好，完全达到设计要求。

[0029] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。