技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種特高壓變壓器用消磁結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，對(duì)電力需求量越來(lái)越大。我國(guó)煤炭和水力資源集中在西北和西南地區(qū)，而用電需求量大的省份集中在東部和南部沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，國(guó)家電網(wǎng)為了實(shí)現(xiàn)特長(zhǎng)距離“西電東送”和“北電南送”的輸電工程，已建成的和在建的有多條特高壓輸電線路，勢(shì)必要求電力變壓器制造行業(yè)研制特高電壓等級(jí)、特大容量單相自耦電力變壓器。

在單相自耦特高壓變壓器研制過(guò)程中，?由于絕緣結(jié)構(gòu)問(wèn)題，必須設(shè)計(jì)高壓出線在高壓側(cè)，中壓及中性點(diǎn)出線在中低壓側(cè)，從而導(dǎo)致有半匝線穿過(guò)鐵心窗口，半匝線穿窗電流勵(lì)磁變壓器鐵軛大框會(huì)明顯增大變壓器的損耗和噪聲。因此，國(guó)內(nèi)幾家特大型變壓器著名制造廠亟需攻克的難關(guān)之一是解決半匝線勵(lì)磁的技術(shù)問(wèn)題。

?當(dāng)高壓線圈流過(guò)額定負(fù)載電流Ir時(shí)，其中有半匝線穿窗電流繞過(guò)鐵軛回到電源側(cè)，其形成的半匝線勵(lì)磁安匝的大小相當(dāng)于空載勵(lì)磁安匝，但不能參與運(yùn)行線圈的安匝平衡，使得鐵軛中勵(lì)磁產(chǎn)生“Φ半”（如圖1所示）。由于變壓器掛在電網(wǎng)上，心柱的磁通必須符合法拉第電磁感應(yīng)定律E=4.44fWφ，因此“φ半”不能進(jìn)入心柱，而只存在于上下鐵軛和旁柱中，在其中形成一個(gè)閉合回路，而軛鐵的截面僅為心柱的1/2，這樣會(huì)使軛鐵磁路嚴(yán)重飽和，從而明顯增大變壓器的負(fù)載損耗和噪聲，致使特高壓變壓器不能正常運(yùn)行，特高壓變壓器的設(shè)計(jì)和制造無(wú)法成功，也就不可能有目前國(guó)內(nèi)正在發(fā)揮積極作用的特高壓輸電工程的成功運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容

為了消除“Φ半”對(duì)變壓器的不良影響，本發(fā)明提供一種應(yīng)用在雙主柱變壓器上的消磁結(jié)構(gòu)。???

????本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種應(yīng)用于雙主柱并聯(lián)變壓器的消磁平衡結(jié)構(gòu)，其特征是：包括第一消磁線圈組和第二消磁線圈組，第一消磁線圈組包括消磁平衡線圈Ⅰ和消磁平衡線圈Ⅱ，第二消磁線圈組包括消磁平衡線圈Ⅳ和消磁平衡線圈Ⅲ，

????消磁平衡線圈Ⅰ和消磁平衡線圈Ⅳ纏繞在左、右兩側(cè)旁柱上，消磁平衡線圈Ⅱ和消磁平衡線圈Ⅲ纏繞在鐵軛上，

????消磁平衡線圈Ⅰ的一端與消磁平衡線圈Ⅱ的一端相連，形成第一消磁線圈組，兩線圈繞向相同；消磁平衡線圈Ⅳ的一端與消磁平衡線圈Ⅲ的一端相連，形成第二消磁線圈組，兩線圈繞向相同。

優(yōu)選的，該消磁平衡結(jié)構(gòu)為兩組第一消磁線圈和兩組第二消磁線圈組，分別設(shè)置在鐵心的上下兩端且并聯(lián)連接。

優(yōu)選的，第一消磁線圈組和第二消磁線圈組分別接地，可以防止懸浮電位的產(chǎn)生，避免發(fā)生放電現(xiàn)象。

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，鐵心中會(huì)產(chǎn)生由高壓繞組和低壓繞組產(chǎn)生的主磁通、由穿窗電流產(chǎn)生的附加磁通和由消磁平衡線圈產(chǎn)生的感應(yīng)磁通，由于穿窗電流產(chǎn)生的附加磁通不能進(jìn)入主柱，而只存在于上下鐵軛和旁柱中，在其中形成一個(gè)閉合回路，根據(jù)安匝平衡原理，消磁線圈產(chǎn)生感應(yīng)磁通，與之安匝平衡，感應(yīng)磁通與附加磁通在鐵心中方向一直相反，可以有效抑制穿窗電流產(chǎn)生的附加磁通。

此外，特高壓?jiǎn)蜗嘧择钭儔浩麒F心為單相三框四柱結(jié)構(gòu)，兩主柱高中低壓線圈并聯(lián)，通過(guò)計(jì)算和試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)鐵心大框和小框軛鐵中的磁通不完全相等，會(huì)有5-10%的偏差，這種不平衡會(huì)使大框和小框軛鐵中的磁密不相等，由于鐵心的非線性特性，會(huì)使總的空載損耗增加10-20kW。理論計(jì)算和實(shí)際試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)消磁平衡線圈運(yùn)行時(shí)能把大框和小框軛鐵中的磁通拉平，從而降低損耗10-20kW，所以消磁線圈又能平衡大框和小框軛鐵中的磁通，消磁平衡線圈不僅具有消磁作用，還具有平衡作用。

對(duì)于更大容量的電力變壓器，半匝線產(chǎn)生的附加磁通會(huì)更大，為進(jìn)一步抵消附加磁通，因此需增加消磁線圈的匝數(shù)或增大消磁線圈的電流，增加感應(yīng)磁通，這樣會(huì)導(dǎo)致消磁線圈的整體尺寸偏大，為減小消磁線圈的尺寸，降低各個(gè)消磁線圈中的電流，可同時(shí)在鐵心上下兩端分別設(shè)置消磁平衡線圈，上下消磁平衡線圈并聯(lián)連接，這樣可以降低各個(gè)消磁平衡線圈中的電流，從而大大降低消磁平衡線圈的整體尺寸，提高電力變壓器的安全可靠性。

本發(fā)明消磁結(jié)構(gòu)可以利用安匝平衡電流一出一進(jìn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤消磁；而且本發(fā)明消磁結(jié)構(gòu)首頭接首頭，尾頭接尾頭，使得變壓器內(nèi)感應(yīng)電勢(shì)相互抵消。

本發(fā)明還具有以下特點(diǎn)：對(duì)于變壓器主磁通，每組兩個(gè)消磁平衡線圈是同名端相連，對(duì)主磁通不會(huì)形成短路環(huán)；對(duì)于半匝線磁通，每組兩個(gè)消磁平衡線圈的同名端會(huì)自動(dòng)反轉(zhuǎn)為異名端，會(huì)產(chǎn)生短路感應(yīng)電流，起到消半匝線磁通的作用；對(duì)于大小框不平衡磁通，在每組消磁平衡線圈中產(chǎn)生的不平衡感應(yīng)電勢(shì)，會(huì)產(chǎn)生反向的短路感應(yīng)電流，起到平衡大小框磁通的作用。

附圖說(shuō)明