一种移相变压器的制作方法

1.本技术涉及电力系统领域，特别涉及一种移相变压器。


背景技术：

2.在保障电力系统安全运行中，电力电缆发生故障能够准确识别和及时排除，需要使用电力配电系统的合环调电；在合环调电中，为了实现相同电压而等级不同的电源间合环调电，需要采用移相变压器，调节移相变压器两侧母线电压相位差，从而实现无冲击电流合环，进而完成合环调电。
3.由于在电缆检修情况下，才会有合环调电的需求，无检修需求时，移相变压器则闲置不工作；现有技术的双芯移相变压器由于绕组特殊的连接方式，并不具备良好的零序电流导通能力，只能够在电缆检修时进行合环调电，不能在无需电缆检修时，作为接地变压器使用。
4.综上所述，有必要针对目前传统的双芯移相变压器存在的问题提供一种移相变压器，以解决上述的问题。


技术实现要素：

5.为了解决传统的双芯移相变压器不能在无需电缆检修时，作为接地变压器使用的问题，本技术实施例提供一种移相变压器，包括子变压器lt和子变压器et；
6.所述子变压器lt包括绕组lta、绕组ltb和绕组ltc，所述子变压器et包括绕组eta、绕组etb和绕组etc；
7.所述绕组lta中的一次绕组两端分别连接a相两段母线，所述绕组ltb中的一次绕组两端分别连接b相两段母线，所述绕组ltc中的一次绕组两端分别连接c相两段母线；
8.所述绕组lta的二次绕组、所述绕组ltb的二次绕组和所述绕组ltc的二次绕组的一端连接于中性点nlt，所述绕组lta的二次绕组另一端连接所述绕组etb的二次绕组etbp，所述绕组ltb的二次绕组另一端连接所述绕组etc的二次绕组etcp，所述绕组ltc的二次绕组另一端连接所述绕组eta的二次绕组etap；绕组eta的二次绕组etap、绕组etb的二次绕组etbp和绕组etc的二次绕组etcp另一端共同连接中性点np；
9.所述绕组eta的正极线圈eta1两端分别连接所述绕组lta的一次绕组和绕组etc的负极线圈etc2，所述绕组eta的负极线圈eta2一端连接绕组etb的正极线圈etb1；所述绕组etb的正极线圈etb1两端分别连接所述绕组ltb的一次绕组和绕组eta的负极线圈eta2,所述绕组etb的负极线圈etb2一端连接绕组etc的正极线圈etc1；所述绕组etc的正极线圈etc1两端分别连接所述绕组ltc的一次绕组和绕组etb的负极线圈etb2,所述绕组etc的负极线圈etc2一端连接绕组eta的正极线圈eta1；所述绕组eta的负极线圈eta2、所述绕组etb的负极线圈etb2和所述绕组etc的负极线圈etc2的另一端共同连接于中性点nz。
10.进一步的，所述绕组eta的二次绕组etap上设置有开关装置ka，用于调节所述绕组eta的二次绕组etap,进而调节所述绕组ltc的二次绕组输出的移相电压大小。
11.进一步的，所述绕组etb的二次绕组etbp上设置有开关装置kb，用于调节所述绕组etb的二次绕组etbp,进而调节所述绕组lta的二次绕组输出的移相电压大小。
12.进一步的，所述绕组etc的二次绕组etcp上设置有开关装置kc，用于调节所述绕组etc的二次绕组etcp,进而调节所述绕组ltb的二次绕组输出的移相电压大小。
13.进一步的，所述绕组eta的二次绕组etap、所述绕组etb的二次绕组etbp和所述绕组etc的二次绕组etcp一端为y型接线，另一端共同连接于中性点np。
14.进一步的，所述绕组eta的负极线圈eta2、所述绕组etb的负极线圈etb2和所述绕组etc的负极线圈etc2另一端相互连接形成中性点nz，通过所述中性点nz和电阻r接地。
15.进一步的，所述绕组eta、绕组etb和绕组etc的正极线圈eta1、正极线圈etb1、正极线圈etc1和负极线圈eta2、负极线圈etb2、负极线圈etc2匝数比为1。
16.在实际应用过程中，通过移相变压器的移相调节功能调节两侧母线电压相位差，从而实现无冲击电流合环，完成合环调电。同时基于z型接线绕组具有良好的零序电流导通能力,能够在发生线路故障时，及时改变并提供保护设备需要的电流，实现电缆故障准确识别和及时排除，进而达到保障电力系统的安全稳定运行，提高了对于供电系统的可靠性。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本技术实施例的一种移相变压器结构示意图；
19.图2为本技术实施例的一种移相变压器中的单相接线图；
20.图3为本技术实施例的一种移相变压器中子变压器et绕组z型接线结构示意图；
21.图4为本技术实施例的一种移相变压器中子变压器et调节输出相量图；
22.图5为本技术实施例的一种移相变压器中移相调节相量图；
23.图6为本技术实施例的一种移相变压器中移相合环操作的电流情况示意图；
24.图7为本技术实施例的一种移相变压器中零序电流示意图。
具体实施方式
25.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
26.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是电连接，也可以是通信连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
27.为了解决传统的双芯移相变压器不能在无需电缆检修时，作为接地变压器使用的问题，为了更清楚完整地描述本技术，在本技术实施例中，所述绕组lta的一次绕组为lta1,二次绕组为lta2；所述绕组ltb的一次绕组为ltb1,二次绕组为ltb2；所述绕组ltc的一次绕组为ltc1,二次绕组为ltc2；所述绕组eta的正极线圈为eta1，负极线圈为eta2，二次绕组为
etap；所述绕组etb的正极线圈为etb1，负极线圈为etb2，二次绕组为etbp；所述绕组etc的正极线圈为etc1，负极线圈为etc2，二次绕组为etcp。
28.参见图1，为本技术实施例的一种移相变压器结构示意图，包括子变压器lt和子变压器et；所述子变压器lt包括绕组lta、绕组ltb和绕组ltc，所述子变压器et包括绕组eta、绕组etb和绕组etc。
29.参见图2，为本技术实施例的一种移相变压器中的单相接线图。具体的，所述子变压器lt包括绕组lta、绕组ltb和绕组ltc，所述绕组lta中的一次绕组lta1两端分别连接a相两段母线，即一侧为a相进线母线，另一侧为a相出线母线；所述绕组ltb中的一次绕组ltb1两端分别连接b相两段母线，即一侧为b相进线母线，另一侧为b相出线母线；所述绕组ltc中的一次绕组ltc1两端分别连接c相两段母线，即一侧为c相进线母线，另一侧为c相出线母线。
30.在本技术部分实施例中，所述子变压器et包括绕组eta、绕组etb和绕组etc，所述绕组eta包括正极线圈eta1、负极线圈eta2和二次绕组etap，所述绕组etb包括正极线圈etb1、负极线圈etb2和二次绕组etbp，所述绕组etc包括正极线圈etc1、负极线圈etc2和二次绕组etcp。具体的，所述正极线圈eta1、所述正极线圈etb1、所述正极线圈etc1、所述负极线圈eta2、所述负极线圈etb2和所述负极线圈etc2之间匝数比为1，子变压器et二次绕组etap、二次绕组etbp和二次绕组etcp三绕组感应所产生的电压分别为所述正极线圈eta1、所述负极线圈eta2、所述正极线圈etb1、所述负极线圈etb2、所述正极线圈etc1和所述负极线圈etc2绕组感应电压相量之和，基准大小为上述一次绕组的绕组感应基准电压的倍。
31.在本技术部分实施例中，所述绕组eta的二次绕组上设置有开关装置ka，用于调节所述绕组eta的二次绕组和所述绕组ltc的二次绕组输出的移相电压大小；所述绕组etb的二次绕组上设置有开关装置kb，用于调节所述绕组etb的二次绕组和所述绕组lta的二次绕组输出的移相电压大小；所述绕组etc的二次绕组上设置有开关装置kc，用于调节所述绕组etc的二次绕组和所述绕组ltb的二次绕组输出的移相电压大小；由于子变压器et的所述二次绕组etap、所述二次绕组etbp和所述二次绕组etcp三绕组器都有配置带有极性选择功能的有载分接开关装置ka、开关装置kb和开关装置kc，起到有载调节相电压大小的作用，在本技术实施例中的子变压器et调节输出大小的实现，取决于有载分接开关装置的性能。
32.在本技术部分实施例中，所述绕组eta的正极线圈eta1两端分别连接所述绕组lta的一次绕组lta1和绕组etc的负极线圈etc2，所述绕组eta的负极线圈eta2一端连接绕组etb的正极线圈etb1。
33.所述绕组etb的正极线圈etb1两端分别连接所述绕组ltb的一次绕组ltb1和绕组eta的负极线圈eta2,所述绕组etb的负极线圈etb2一端连接绕组etc的正极线圈etc1。
34.所述绕组etc的正极线圈etc1两端分别连接所述绕组ltc的一次绕组ltc1和绕组etb的负极线圈etb2,所述绕组etc的负极线圈etc2一端连接绕组eta的正极线圈eta1；所述负极线圈eta2、所述负极线圈etb2和所述负极线圈etc2的另一端连接于中性点nz,经一电阻r接地。
35.所述绕组lta的二次绕组etap、所述绕组ltb的二次绕组etbp和所述绕组ltc的二次绕组etcp的一端分别相互连接，所述绕组lta的二次绕组lta2另一端连接所述绕组etb的二次绕组etbp，所述绕组ltb的二次绕组ltb2另一端连接所述绕组etc的二次绕组etcp，所
述绕组ltc的二次绕组ltc2另一端连接所述绕组eta的二次绕组etap；绕组eta的二次绕组etap、绕组etb的二次绕组etbp和绕组etc的二次绕组etcp的另一端连接于中性点np。
36.具体的，本技术部分实施例中的子变压器et三相输出电压，分别传输到子变压器lt中的所述二次绕组ltc2、所述二次绕组lta2和所述二次绕组ltb2中，进而感应至所述子变压器lt中的所述一次绕组ltc1、所述一次绕组lta1和所述一次绕组ltb1，所述子变压器lt中的所述一次绕组lta1、所述一次绕组ltb1和所述一次绕组ltc1能够得到电压差从而实现移相功能。
37.参见图3，为本技术实施例的一种移相变压器中子变压器et绕组z型接线结构示意图；具体的，所述子变压器lt的所述一次绕组中心出线为所述子变压器et提供励磁电压，其中每相绕组极性相反、匝数相等且按z型接法联结。如所述绕组eta为例,子变压器lt的所述一次绕组lta中心出线为子变压器et的所述绕组eta的正极线圈eta1提供一正极性的励磁电压，同时为子变压器et的所述绕组etc的所述负极线圈etc2提供一负极性的励磁电压，而子变压器et的所述绕组eta的负极线圈eta2的负极性励磁电压是由子变压器lt的绕组ltb一次绕组中心出线所提供。
38.在本技术部分实施例中，如所述绕组etb为例,所述子变压器lt的所述一次绕组ltb1中心出线为所述子变压器et的所述绕组etb的正极线圈etb1提供一正极性的励磁电压,同时为子变压器et的所述绕组eta的所述负极线圈eta2提供一负极性的励磁电压,而子变压器et的所述绕组etb，负极线圈etb2的负极性励磁电压是由子变压器lt的所述绕组ltc中的所述一次绕组ltc1中心出线所提供。
39.在本技术部分实施例中，如所述绕组etc为例,所述子变压器lt的所述一次绕组ltc中心出线为所述绕组etc的所述正极线圈etc1提供了正极性的励磁电压，同时为子变压器et的所述绕组etb的所述负极线圈etb2提供一负极性的励磁电压，而绕组etc的所述负极线圈etc2的负极性励磁电压是由所述一次绕组lta1中心出线所提供。
40.具体的，在本技术部分实施例中，在变压器正常运行时，每一绕组产生的磁势为两相绕组磁势的向量和，所呈现出很大的励磁阻抗；当发生单相接地故障时，每个绕组中的两个一次绕组产生的磁势大小相等且方向相反，所产生的零序阻抗很小。
41.参见图4，为本技术实施例的一种移相变压器中子变压器et调节输出相量图；具体的，在本技术部分实施例中，va1、va2和vap分别表示正极线圈eta1、负极线圈eta2和二次绕组etap的对应电压相量，vb1、vb2和vbp分别表示正极线圈etb1、负极线圈etb2和二次绕组etbp的对应电压相量，vc1、vc2和vcp分别表示正极线圈etc1、负极线圈etc2和二次绕组etcp的对应电压相量。由上述图3所述绕组极性相反、匝数相等且按z型接法联结的特点，子变压器et二次绕组etap的感应电压vap与线路电压相位相差为90
°
，子变压器et二次绕组etbp感应电压vbp与线路电压相位相差为90
°
，子变压器et二次绕组etcp感应电压vcp与线路电压相位相差为90
°
，所述子变压器lt中的二次绕组采用y型接线，使得所述子变压器lt中的二次绕组仅需要将所述子变压器et二次绕组输出调节电压感应至线路中就能实现移相功能。
42.参见图5，为本技术实施例的一种移相变压器中移相调节相量图；具体的，voa、vob和voc为子变压器lt三相一次绕组中心出线电压，vlina、vlinb和vlinc分别为lina、linb和linc侧母线电压，vlouta、vloutb和vloutc分别为louta、loutb和loutc侧母线电压，vap、
vbp和vcp为子变压器et三相二次绕组电压，开关装置ka、开关装置kb和开关装置kc为调节每相有极性选择功能的有载分接头，从而实现移相调节功能。
43.参见图6，为本技术实施例的一种移相变压器中移相合环操作的电流情况示意图。具体的，在本技术部分实施例中，为一种移相变压器中移相合环操作的电流情况示意图，即线路合环电流大小示意图。通过0.5s秒时执行合环操作，依据操作产生的合环电流大峰值为4a，依此可以确定本技术实施例实现了移相功能。
44.本技术的部分实施例中，子变压器et绕组采用传统的z型接地变压器znyn11联接方式。当子变压器et的一次绕组中有电流通过时，各相电流会产生的磁通回路，三相绕组电流所产生的磁通分别记为φa、φb、φc。将铁芯中磁通叠加，可以得到三相绕组中感应磁动势为：
[0045][0046][0047][0048]
其中，对于正序电流分量，三相电流相位互差120
°
。以eta绕组为例，设置电流的初始相位为0，则eta绕组感应磁动势为：
[0049][0050]
其中，n为绕组数，rm为铁芯磁阻。其中正序电流分量使铁芯中产生很大的磁通，形成很大的感应磁动势，负序电流分量的分析方法与正序分量类似，其结果为相同。
[0051]
对于零序电流分量，三相电流相位相同。以a相绕组为例，设置电流初始相位为0，则eta绕组磁动势为：
[0052][0053]
其中，对于零序电流分量，三相绕组电流所产生的磁通，在接地变压器铁芯中相互抵消，绕组中将不产生磁动势。
[0054]
在本技术实施例中，双芯式z型接地移相变压器对于正、负序电流分量呈高阻抗，而对于零序电流分量呈低阻抗，即具备良好的零序电流导通能力。仿真结果如图5所示，2s时负荷电缆发生单相故障，在故障处测得该发明子变压器et中性点经接地电阻r＝5ω、10ω和20ω的零序电流大小分别约为480a、370a和230a，符合现阶段电缆故障选线标准，因此本技术具备良好的零序电流导通能力，同时具有故障选线功能。
[0055]
由以上技术方案可知，一种移相变压器，其特征在于，包括子变压器lt和子变压器et；
[0056]
所述子变压器lt包括绕组lta、绕组ltb和绕组ltc，所述子变压器et包括绕组eta、绕组etb和绕组etc；
[0057]
所述绕组lta中的一次绕组两端分别连接a相两段母线，所述绕组ltb中的一次绕组两端分别连接b相两段母线，所述绕组ltc中的一次绕组两端分别连接c相两段母线；
[0058]
所述绕组lta的二次绕组、所述绕组ltb的二次绕组和所述绕组ltc的二次绕组的一端连接于中性点nlt，所述绕组lta的二次绕组etap另一端连接所述绕组etb的二次绕组，所述绕组ltb的二次绕组etbp另一端连接所述绕组etc的二次绕组etcp，所述绕组ltc的二次绕组另一端连接所述绕组eta的二次绕组etap；绕组eta的二次绕组etap、绕组etb的二次绕组etbp和绕组etc的二次绕组的etcp另一端共同连接中性点np；
[0059]
所述绕组eta的正极线圈eta1两端分别连接所述绕组lta的一次绕组和绕组etc的负极线圈etc2，所述绕组eta的负极线圈eta2一端连接绕组etb的正极线圈etb1；所述绕组etb的正极线圈etb1两端分别连接所述绕组ltb的一次绕组和绕组eta的负极线圈eta2,所述绕组etb的负极线圈etb2一端连接绕组etc的正极线圈etc1；所述绕组etc的正极线圈etc1两端分别连接所述绕组ltc的一次绕组和绕组etb的负极线圈etb2,所述绕组etc的负极线圈etc2一端连接绕组eta的正极线圈eta1；所述绕组eta的负极线圈eta2、所述绕组etb的负极线圈etb2和所述绕组etc的负极线圈etc2的另一端共同连接于中性点nz。
[0060]
在实际应用过程中，通过移相变压器的移相调节功能调节两侧母线电压相位差，从而实现无冲击电流合环，完成合环调电。同时基于z型接线绕组具有良好的零序电流导通能力,能够在发生线路故障时，及时改变并提供保护设备需要的电流，实现电缆故障准确识别和及时排除，进而达到保障电力系统的安全稳定运行，提高了对于供电系统的可靠性。
[0061]
以上结合具体实施方式和范例性实例对本技术进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本技术的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本技术精神和范围的情况下，可以对本技术技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本技术的范围内。