[实用新型]一种超高压自耦有载调压变压器

说明书

技术领域

本实用新型属于变压器领域，涉及一种自耦有载调压变压器，具体地说是一种为大型电解铝工程用整流变压器供电的的超高压自耦有载调压变压器。

背景技术

二十一世纪以来，随着国家基本建设的快速发展，有色金属冶炼行业也得到了迅速发展，其中尤以电解铝行业为甚。以前相当罕见的100万吨铝项目已经司空见惯，在河南、甘肃、山东、内蒙古等地，兴起了一股电解铝项目建设的热潮，市场对配套有载调压整流变压器的需求量急剧增加。

作为电解铝工程的核心设备，整流变压器行业也得到了蓬勃发展，对整流变压器的技术性能要求也有了很大的提高。作为高能耗设备，整流变压器的先进性也一定程度地影响了电解铝的成本，因此，在最近的五年里，大型有载调压整流变压器的电压等级、结构型式、损耗性能等均发生了很大变化，每前进一步，都意味着巨大的经济效益。当前，业主对有载调压整流变压器的技术要求呈现如下特点：①单台容量大(调变容量已接近150MVA)；②电压等级高(为提高输变电效率，大多数新上马工程网侧电源均采用220千伏及以上电压)；③结构型式多样化(逐渐由单一的递降式整流变压器为主流演变为以自耦有载调压整流变为主流)；④损耗性能要求高(由递降式整流变压器演变到自耦有载调压整流变降低了30％左右的负载损耗)；⑤调压级数多(目前主流为79级或95级有载调压，必须采用多级粗细调方式)。

在22万伏及以上自耦有载调压整流变的设计中，由于电压等级高、绕组电流大、调压范围大、线圈个数多等因素，通常均把它设计为调压变压器器身与整流变压器器身独立分体结构，即自耦有载调压变压器与移相整流变压器分别放置于不同的油箱中，其间以油-油套管联接。

但在这种超高压自耦有载调压变压器中，雷电冲击下的过电压问题是必须考虑的，粗调与细调线圈的主绝缘、纵绝缘必须考虑超高压首端入波而细调线圈悬空振荡时、中性点入波而细调线圈悬空振荡时的电压振荡情况，冲击电压在粗调线圈及细调线圈中的分布决定了线圈之间的绝缘距离以及有载调压开关的绝缘水平。根据相关产品的半成品试验测定以及波过程计算分析，由于这种多级粗细调的调压级数多(一般电力变压器是17级，而大型整流变通常不少于79级)且调压范围大(一般电力变压器是±10％，而大型整流变通常为5％～105％)，故粗调及细调线圈的匝数相当多，因此其在冲击电压作用下的振荡要比普通的电力系统内的自耦有载调压变压器严重的多，这将对有载开关分接选择器的绝缘水平提出严苛的要求。如果没有其他的抑制冲击电压的有效措施，那么，为了保证应用在整流领域中的自耦有载调压变压器中的有载调压开关在雷电冲击电压下的运行可靠性，就必须选用分接选择器绝缘水平足够高的分接开关。但一味地选用配置足够高的绝缘水平的分接选择器的有载开关并非解决问题提高可靠性的根本之道，因为一旦发生估算分析之外的冲击振荡而且超过了开关本身的耐压能力，开关将遭受破坏，返修或更换成本不可忽视。

对于超高压整流变压器中的有载调压开关而言，在电流与调压级数确定的前提下，开关的对地绝缘水平与分接选择器的绝缘水平对开关价格影响较大。另外，在大型整流变压器中应用的多级粗细调有载调压开关，由于其制造技术含量很高，目前基本由世界上最大的变压器开关制造商——德国MR公司垄断，故其价格较高，在变压器制造成本中占据相当大的比重；尤其是当分接选择器的绝缘水平要求过高时，将被列为特制规格，价格更是不菲。因此，在设计超高压整流变压器时，为了降低成本并确保可靠性，一方面应该尽量选用绝缘水平较低的开关，另一方面，应该通过绝缘技术的改进尽量保护开关免受各种过电压的冲击而致损坏。

因此，有必要研究一种超高压自耦有载调压变压器，能发挥常规自耦变压器节能节材的特点，同时能抑制雷电冲击，降低多级粗细调有载调压开关的分接选择器的绝缘水平，以便可靠地保护开关。

发明内容

本实用新型的目的是要提供一种超高压自耦有载调压变压器，能发挥常规自耦变压器节能节材的特点，同时能抑制雷电冲击，降低多级粗细调有载调压开关的分接选择器的绝缘水平。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是：一种超高压自耦有载调压变压器，其主体包括铁心、补偿线圈、粗调线圈、串联线圈、细调线圈和有载调压开关，粗调线圈的首端连接于串联线圈的末端，粗调线圈的末端引出为中性点，如此则将粗调线圈设置为自耦结构中的公共线圈部分，粗调线圈和串联线圈则构成了输入电能的一次侧，细调线圈与粗调线圈，通过有载调压开关联系在一起，有载调压开关的细调分接头输出电压为二次侧电压。

由内而外采用铁心→补偿线圈→粗调线圈→串联线圈→细调线圈这样的线圈排列方式。