[發明專利]單相電爐變壓器

有效

• 申請號: 201280076818.0
• 申請日: 2012-09-29
• 公開（公告）號: CN104769688A
• 公開（公告）日: 2015-07-08
• 發明（設計）人: 官俊軍;S·蒂里爾利
• 申請（專利權）人: 阿爾斯通技術有限公司;上海電氣阿爾斯通寶山變壓器有限公司
• 主分類號: H01F29/02
• 分類號: H01F29/02
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陸勍

技術領域

本發明涉及一種電爐變壓器調壓技術，尤其涉及一種結構新穎的單相電爐變壓器。

背景技術

在冶金、化工及機械工業中，都需要用到電爐。電爐變壓器是供電源給這些工業電爐的變壓器，并且可以將較高的電網電壓降低到電爐所需要的工作電壓。由于電爐變壓器二次輸出電壓較低(幾十伏至幾百伏)，二次輸出電流往往很大，可達幾萬安甚至十幾萬安。電爐變壓器的另一個特點是二次電壓調壓范圍大，有時要求二次電壓由最高值一直調節到最高值的25％～50％。這就使得電爐變壓器與電力變壓器有著本質上的區別。

電力變壓器的電壓調節主要是調節一次繞組的匝數來適應電網電壓的波動，以維持二次電壓的恒定。調壓時變壓器鐵心磁通是不變的。這種調壓方式被稱為恒磁通調壓。

電爐變壓器的電壓調節是在一次電壓不變的情況下改變二次電壓。由于二次電壓低，繞組匝數少，所以無法在二次側設置調壓分接頭來進行恒磁通調壓。為了調節電爐變壓器的二次電壓，根據具體情況，一般有三種類型調壓方式：變磁通直接調壓、通過串聯變壓器調壓和自耦變壓器調壓。變磁通直接調壓用于不要求每級電壓差調壓，且調壓范圍相對較小的情況下。通過串聯變壓器調壓及自耦變壓器調壓應用于調壓范圍較大或限制要求每級電壓差的情況下。

例如，根據一個示例，一種大容量(65MVA)單相電石爐變壓器的一次側輸入電壓110kV，變壓器阻抗值要求很小，最大輸出電壓分接下阻抗要求小于3.5％，低壓側最大輸出電流155kA，低壓側輸出電壓500～1000V。由于阻抗及運輸限制等原因，該示例需要采用自耦變壓器調壓，傳統設計方案原理圖如圖1a所示，其結構布置如圖1b所示。如圖所示，一臺二次帶調壓繞組的自耦變壓器101和一臺固定變比的主變壓器102組成單相變壓器組100。其中，自耦變壓器101包含自耦調壓變壓器繞組105，且主變壓器102包含主變壓器繞組106。變壓器101和變壓器102為兩個獨立的鐵芯，作為變壓器磁路部分(自耦調壓變壓器鐵芯記為103，主變壓器鐵芯記為104)。為了降低阻抗及運輸高度，主變壓器有兩個繞線柱，一次側串聯，二次側并聯。一次側110kV電網沖擊電壓直接作用在有載開關和調壓繞組上，產生較大的振蕩電壓，主變壓器一次側兩線端間及線端對地電壓會大幅增加。

發明內容

根據本發明的基本原理，提供了一種單相電爐變壓器，包括：單個磁芯，所述磁芯具有兩個旁芯柱和至少一個主芯柱；主變壓器，具有設置于所述至少一個主芯柱上的第一一次側繞組和第一二次側繞組，其中所述第一一次側繞組由彼此串聯的第一繞組和第二繞組構成；以及調壓自耦變壓器，設置于所述磁芯的兩個旁芯柱之一上并具有第二一次側繞組和第二二次側繞組，其中所述第二二次側繞組是具有有載分接開關的可調繞組且該可調繞組串聯于所述主變壓器的第一繞組和第二繞組之間。

此外，根據本發明的一個實施方式，所述主變壓器的第一二次側繞組由分別同所述第一一次側繞組的第一繞組和第二繞組相對設置的兩個繞組構成。

此外，根據本發明的另一實施方式，所述主變壓器的第一二次側繞組是同時同所述第一一次側繞組的第一繞組和第二繞組相對設置的單個繞組。

在上述單相電爐變壓器的兩個實施方式中，所述第二二次側繞組進一步包括：彼此串聯的第三繞組和第四繞組，其中，所述第三繞組和所述第四繞組都是具有有載分接開關的可調繞組。在上述單相電爐變壓器中，在所述第三繞組和所述第四繞組之間的節點連接至所述第二一次側繞組上。

在上述單相電爐變壓器的兩個實施方式中，所述第二二次側繞組為單個具有有載分接開關的可調繞組。

在上述單相電爐變壓器中，所述主芯柱的數量為兩個，且所述第一一次側繞組和所述第一二次側繞組設置于這兩個主芯柱中的不同一個上。

在上述單相電爐變壓器中，所述主芯柱的數量為一個，且所述第一一次側繞組和所述第一二次側繞組共同地設置于該一個主芯柱上。

在上述單相電爐變壓器中，所述主變壓器的一次側繞組與所述調壓自耦變壓器的一次繞組彼此并聯地接于電網。

本發明的單相電爐變壓器避免了電網過電壓對調壓繞組和調壓開關的直接作用，降低了主變壓器一次繞組兩線端之間的電壓。此外，本發明還將調壓變壓器繞組設置在主變壓器旁柱上，節省了制造變壓器的材料和降低了變壓器損耗，減少了變壓器安裝空間。因此，本發明的技術方案不僅降低了材料成本，還降低了變壓器損耗進而降低變壓器運行成本，節省了變壓器占用空間，還減少了變壓器用油進而降低了對環境污染，既經濟又環保。