[实用新型]具有平衡线圈的变压器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种变压器，尤其涉及一种具有平衡线圈的变压器。

背景技术

在电网中，远距离传输的电压通常非常高，例如1100KV-220KV，而用户端需要使用的电压比较低，例如220V，这就需要在电网中连接各种各样的降压变压器来进行各级电压的转换操作，以将高压电转换为用户能使用的低压电。而在一些需要升压的场合例如发电厂中，需要将低压电转换为高压电，因此需要使用升压变压器。

由于电网中的负载是动态变化的，作为电网节点的变压器可能工作在不平衡运行状态，对于高低压均为星形连接的变压器，由于没有零序阻抗回路，三次及多次波电压很高，中性点电位也不稳定。为此，在此类变压器中通常会设计有平衡线圈，其使得输出电压得到稳定，增加了变压器供电的可靠度。

这种类型的变压器例如在US4020438A中已有公开。其中，各个线圈以如下方式布局：在铁芯20上，紧挨铁芯缠绕的是平衡线圈12，紧邻平衡线圈12缠绕的是低压线圈14，与低压线圈相邻缠绕的是高压线圈16，位于高压线圈外面的是调压线圈18，即平衡线圈相对于所缠绕的铁芯（即沿辐向）而言位于最内部。

在US4020438A所示的设计中，短路力会成为设计平衡线圈的瓶颈。位于最内部的平衡线圈在变压器短路时阻抗较小，电流大，造成该平衡线圈受到非常大的向内压缩的辐向力，需要通过增加导线硬度及线圈辐向尺寸等方式来满足抗短路能力。这会相应增加生产难度，增大产品重量和尺寸。同时平衡线圈易发生变形损坏，影响其在变压器中的功能。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于提供一种能克服上述现有技术中的变压器的缺陷的改进的变压器，其使得抗短路能力提高，同时也缩小了变压器的整体重量和尺寸。

上述目的是通过这样一种具有平衡线圈的变压器来实现的，其包括：具有内铁式结构的铁芯，所述铁芯具有至少一个芯柱，以及同心地包围所述芯柱的多个线圈。所述多个线圈从所述芯柱起沿辐向依次为低压线圈、高压线圈和平衡线圈。

优选地，所述多个线圈还包括用于调节电压波动的调压线圈，所述调压线圈沿辐向位于所述平衡线圈外侧。

优选地，所述调压线圈与所述高压线圈电连接或者与所述低压线圈电连接。

优选地，所述多个线圈还包括中压线圈，所述中压线圈呈星形连接，且沿辐向位于所述低压线圈和所述高压线圈之间。

优选地，所述变压器为三相变压器或单相变压器组，所述平衡线圈呈三角形连接，所述高压线圈和所述低压线圈呈星形连接。

优选地，所述变压器为油浸式变压器。

优选地，所述铁芯为三柱式铁芯或五柱式铁芯。

优选地，所述芯柱的横截面为方形、圆形、椭圆形或多边形。

优选地，所述多个线圈由铜导线制成。

在本实用新型的变压器中，各线圈以特定顺序布置成使得平衡线圈能位于高压线圈外侧，或者在具有调压线圈的情况下位于高压线圈和调压线圈之间。

通过这样设置，作用在平衡线圈上的辐向短路力将为拉伸力。另外，各线圈的尺寸可减小，从而使得整个变压器的尺寸变小。而对平衡线圈而言，其承受短路的能力可得到有效提高。

附图说明

本实用新型的上述以及其他优点和特征将在结合附图对实施例的描述后变得更为清楚，其中：

图1为根据本实用新型的变压器的一种实施例的布局示意图；

图2为根据本实用新型的变压器的另一实施例的布局示意图；

图3为根据本实用新型的变压器的再一实施例的布局示意图；

图4为根据本实用新型的变压器的又一实施例的布局示意图。

具体实施方式

下面结合附图来详细描述本实用新型的实施例，其中相同的参考标号代表相同的部件。附图并非按比例绘制，有些部分进行了夸大以更加清楚地显示本实用新型的构造。

在下面的实施例中，将以用于电网中的大型油浸式变压器为例来描述本实用新型的变压器，尤其是该变压器的线圈布局。但是，这些实施例仅为示例性的，并非要对本实用新型进行限制。相反，具有本实用新型所示铁芯线圈布局的变压器也可以是用于其他场合的大型或小型、干式或油浸式变压器。

变压器中的平衡线圈能起到以下作用：为三次谐波提供低阻抗通路；三相负载不平衡时，平衡线圈可减弱不平衡电流对电网的反馈；为电站提供辅助电源；终端工业用户可在平衡线圈连接补偿及滤波设备，减少反馈到电网的谐波及无功。