[發明專利]一種UPFC工程串聯變壓器雙連續糾結式網側繞組結構

在審

• 申請號: 201911341622.X
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111128529A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 陸廣;劉力強;張棟;范洪濤;彭廣勇
• 申請（專利權）人: 保定天威保變電氣股份有限公司
• 主分類號: H01F27/28
• 分類號: H01F27/28;H02J3/18
• 代理公司: 唐山順誠專利事務所(普通合伙) 13106
• 代理人: 趙方知

本發明涉及一種UPFC工程串聯變壓器雙連續糾結式網側繞組結構，屬于變壓器技術領域。技術方案是：繞組結構為餅式繞組，首端在上部進線，末端在下部出線，整個繞組由首端雙連續糾結式繞組段、中部普通連續繞組段、末端雙連續糾結式繞組段三部分串聯組成，首端雙連續糾結式繞組段和末端雙連續糾結式繞組段構成雙連續糾結式，使得相鄰導線間具有k匝電壓差，從而達到增加繞組串聯電容的目的。本發明解決了UPFC工程串聯變壓器雷電沖擊試驗中網側繞組首末端同時入波時網側繞組段間梯度、網側繞組自身振蕩電壓、網側繞組對閥側繞組的傳遞過電壓以及網側繞組和閥側繞組間電位差都非常高的技術難題，提高了變壓器的安全可靠性。

技術領域

本發明涉及一種UPFC工程串聯變壓器雙連續糾結式網側繞組結構，屬于變壓器技術領域。

背景技術

隨著電能輸送對快速、精確控制的需求不斷提高，柔性交流輸電技術越來越走向實用化，而統一潮流控制器（UPFC）是目前最具代表性、功能最豐富的系統控制元件。UPFC工程串聯變壓器是整個UPFC中直接和高壓電網相連、技術含量非常高的變壓器類設備。UPFC工程串聯變壓器使用條件與普通電力變壓器相比有很大區別。UPFC工程串聯變壓器的突出特點和使用條件是：

1）串聯變壓器在電路上由網側繞組、閥側繞組和第三繞組構成；

2) 網側繞組直接串聯在線路中，沒有接地點。網側繞組首末端子間電壓差較小，但是其絕緣水平很高，首末端絕緣水平相同，是全絕緣變壓器。絕緣試驗要求網側繞組首末端子連接后同時入波進行雷電沖擊試驗，對串聯變壓器絕緣系統構成特別考核。閥側繞組聯接UPFC晶閘管控制回路；第三繞組接成角接，用于減少三次諧波；

3）當系統發生短路時，閥側繞組開路，要求網側繞組承受較高的系統電壓，變壓器需持續100ms運行不損壞；

4）閥側繞組短路，網側繞組流過的短路電流遠大于普通電力變壓器。

本發明是針對UPFC工程串聯變壓器絕緣試驗要求網側繞組首末端子連接后同時入波進行雷電沖擊試驗而發明的一種UPFC工程串聯變壓器網側繞組結構。

由于網側繞組首末端之間電壓差較小，網側繞組匝數較少，常規設計采用螺旋式繞組結構。但是螺旋式繞組結構在網側繞組首末端同時入波時網側繞組段間梯度、網側繞組自身振蕩電壓、網側繞組對閥側繞組的傳遞過電壓以及網側繞組和閥側繞組間電位差都非常高，給變壓器的絕緣結構設計帶來了極大的困難。

發明內容

本發明的目的是提供一種UPFC工程串聯變壓器雙連續糾結式網側繞組結構，解決了UPFC工程串聯變壓器雷電沖擊試驗中網側繞組首末端同時入波時網側繞組段間梯度、網側繞組自身振蕩電壓、網側繞組對閥側繞組的傳遞過電壓以及網側繞組和閥側繞組間電位差都非常高的技術難題，提高了變壓器的安全可靠性。

本發明的技術方案是：

一種UPFC工程串聯變壓器雙連續糾結式網側繞組結構，繞組結構為餅式繞組，首端在上部進線，末端在下部出線，整個繞組由首端雙連續糾結式繞組段、中部普通連續繞組段、末端雙連續糾結式繞組段三部分串聯組成，首端雙連續糾結式繞組段和末端雙連續糾結式繞組段構成雙連續糾結式，使得相鄰導線間具有k匝電壓差，從而達到增加繞組串聯電容的目的；所述首端雙連續糾結式繞組段和末端雙連續糾結式繞組段結構相同，由多根工作導線繞制而成，通過調節首端雙連續糾結式繞組段和末端雙連續糾結式繞組段幅向并聯工作導線的根數，以及首端雙連續糾結式繞組段和末端雙連續糾結式繞組段與中部普通連續繞組段占整個繞組的匝數比例，增加或減少繞組的串聯電容，方便靈活。其串聯電容是螺旋式繞組的4～12倍。k=2、3、4 ……。

所述工作導線在繞組軸向上2根并聯，在幅向上每餅2k根導線并繞，導線分成兩組，每組k根導線，組內導線之間為并聯關系，組內導線間互不相鄰，和另一組導線交錯布置。