[发明专利]一种具有直流偏磁抑制功能的变压器

说明书

技术领域

本发明涉及一种变压器，尤其是涉及一种具有直流偏磁抑制功能的变压器。

背景技术

高压直流输电技术以输送距离长、输送容量大以及输电损耗小等优点在我国得到迅速的发展。然而高压直流输电系统也会给原有的交流电网带来诸多不利影响，例如当直流输电线路在调试、检修期间或故障情况下以单极--大地回线方式运行时，直流电流会从变压器接地的中性点流入变压器绕组，导致正常运行的变压器产生直流偏磁问题，从而使得变压器损耗增加、噪声增大、振动加剧，给变压器本身及交流电网的安全、稳定运行带来严重危害。而浙江、江苏、上海电网等均为交直流混联电网，直流偏磁对变压器的安全稳定运行影响较大。

而变压器对直流电流的耐受能力受诸多因素限制，比如绕组、铁芯的发热限制、结构件局部过热限制，电力系统谐波限值或噪声水平限值等。从不同铁芯结构三相变压器的分析可知，变压器对直流偏磁的反应与变压器结构有关。三相三柱式变压器，直流磁通在铁芯中无通道，需经过其它结构件和变压器油从油箱返回；由于变压器油的磁阻较大，所以直流磁通很小，因此可允许从中性点通过较大的直流电流；而直流电流在三相五柱式变压器中须经过旁轭返回，磁通返回通道的截面较小，从而在较低的磁通密度下就可能出现铁芯饱和，直流电流的影响较为明显，在接地线中允许通过的直流电流较三相三柱式变压器小。而为了抑制变压器中性点直流偏磁电流，多采用串联电阻法、串联电容法、反向电流补偿法等直流偏磁抑制措施，然而这些方法对变电站短路电流水平、控制保护装置以及中性点小电抗等产生较大影响。

发明内容

本发明为解决现有高压直流输电存在着抑制变压器在进行直流偏磁抑制措施时，容易对变电站短路电流水平、控制保护装置以及中性点小电抗产生较大影响等现状而提供的一种变电站短路电流水平、控制保护装置以及中性点小电抗等影响很小的具有直流偏磁抑制功能的变压器。

本发明为解决上述技术问题所采用的具体技术方案为：一种具有直流偏磁抑制功能的变压器，包括铁芯和绕组，其特征在于：绕组由一次、二次绕组组成，其中每相的一次绕组均采用曲折性连接结构，每相的一次绕组均分为二段绕组构成，构成每相一次绕组的两段绕组均分别绕制于不同的铁芯上。变电站短路电流水平、控制保护装置以及中性点小电抗等影响很小；曲折性绕组既提供非常高的空载励磁阻抗，又提供非常低的漏抗。

作为优选，每柱铁芯上均有两段等匝数的绕组。提高每个绕组的均衡性。

作为优选，所述的一次绕组的三相分别为A相、B相和C相，一次绕组的中性点为N，A相、B相和C相的每相绕组均分成匝数相等的两段部分，其中A相绕组分为绕组w₁和绕组w₄两段绕组构成，B相绕组分为绕组w₂和绕组w₅两段绕组构成、C相绕组分为绕组w₃和绕组w₆两段绕组构成；其中绕组w₁和绕组w₄、绕组w₂和绕组w₅、绕组w₃和绕组w₆均采用辐向同芯排列，其中与中性点相联接的绕组w₄、绕组w₅、绕组w₆采用靠内布置结构；以A相为时钟12点方向定义相位角Z_AB，绕组联接Z_1AB中绕组w₁沿顺时针的移相角为30°。

作为优选，所述的一次绕组的三相分别为A相、B相和C相，一次绕组的中性点为N，A相、B相和C相的每相绕组均分成匝数相等的两段部分，其中A相绕组分为绕组w₁和绕组w₄两段绕组构成，B相绕组分为绕组w₂和绕组w₅两段绕组构成、C相绕组分为绕组w₃和绕组w₆两段绕组构成；其中绕组w₁和绕组w₆、绕组w₂和绕组w₄、绕组w₃和绕组w₅均采用辐向同芯排列，其中与中性点相联接的绕组w₄、绕组w₅、绕组w₆采用靠内布置结构；以A相为时钟12点方向定义相位角Z_AC，绕组联接Z_11AC中绕组w₁沿逆时针的移相角为30°。