直流电炉用直降式54脉波整流变压器 |
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| 申请号 | CN201611071687.3 | 申请日 | 2016-11-29 | 公开(公告)号 | CN106710850A | 公开(公告)日 | 2017-05-24 |
| 申请人 | 保定天威集团特变电气有限公司; | 发明人 | 张亚杰; 张立明; 郭艳君; 郑赞; 赵世显; 常鑫; 孙国刚; 谢虎; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种直流电炉用直降式54脉波整流 变压器 ，涉及变压器技术领域。包括调压变压器、整流变压器和油箱，所述调压变压器与整流变压器分别放置在油箱内，油箱通过油‑油 套管 连接。此装置可以实现高压侧330kV 电网 接入，低压 阀 侧几百伏 电压 输出的直降式结构需求，并且显著降低注入电网的谐波含量。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种直流电炉用直降式54脉波整流变压器，其特征在于，包括调压变压器（1）、整流变压器（2）和油箱（3），所述调压变压器（1）与整流变压器（2）分别放置在油箱（3）内，油箱（3）通过油-油套管（13）连接。 |
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| 说明书全文 | 直流电炉用直降式54脉波整流变压器技术领域[0001] 本发明涉及变压器技术领域，特别是涉及一种直流电炉用直降式54脉波整流变压器。 背景技术[0002] 传统工业中的电炉大多采用交流电炉变压器供电，电炉变压器与电炉间有几米到二十几米的距离，由于电炉变压器低压侧电压低、电流大，因此电炉变压器到电炉的短网上有很大的阻抗压降和损耗，使得电炉供电系统谐波大、功率因数低、能耗高，系统的效率变低，交流电炉受到越来越大的制约。 [0003] 采用直流供电，可提高电炉供电系统的功率因数、降低短网阻抗和能耗。用于直流电炉的整流变压器一般高压侧电压为10-35kV，最高为110kV，如果从330kV电压受电，需要建设一个330kV/110kV(35kV)降压变电站，使得基建和投资成本大大增加，同时也极大地增加了后期维护费用，且传统的直流电炉用整流变压器结构为单机6脉波或单机12脉波，其特征谐波为5/7次和11/13次谐波，注入电网的谐波含量相对较大。 发明内容[0004] 本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种直流电炉用直降式54脉波整流变压器，此装置可以实现高压侧330kV电网接入，低压阀侧几百伏电压输出的直降式结构需求，并且显著降低注入电网的谐波含量。 [0005] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种直流电炉用直降式54脉波整流变压器，包括调压变压器、整流变压器和油箱，所述调压变压器与整流变压器分别放置在油箱内，油箱通过油-油套管连接。 [0006] 进一步地，调压变压器包括补偿绕组、粗调绕组、高压绕组和细调绕组。 [0007] 进一步地，调压变压器采用中性点调压方式。 [0008] 进一步地，粗调绕组并联ZnO阀片式避雷器。 [0009] 进一步地，整流变压器设有三个，呈“П”形排列。 [0010] 进一步地，整流变压器包括低压绕组、一次基本绕组和一次移相绕组。 [0011] 进一步地，低压绕组采用双饼式结构。 [0012] 进一步地，一次基本绕组与所述一次移相绕组的合成电压相量偏移角依次相差20°。 [0013] 进一步地，整流变压器低压阀侧采用双反星形同相逆并联带平衡电抗器结构。 [0015] 图1为本发明实施例的整体结构示意图；图2为本发明实施例调压变压器的器身排列图； 图3为本发明实施例整流变压器的器身排列图； 图4为本发明实施例调压变压器调压接线原理图； 图5为本发明实施例整流变压器低压绕组局部图。 [0016] 图中：1、调压变压器；2、整流变压器；3、油箱；4、补偿绕组；5、粗调绕组；6、高压绕组；7、细调绕组；8、有载调压分接开关；9、ZnO阀片式避雷器；10、低压绕组；11、一次基本绕组；12、一次移相绕组；13、油-油套管；14、铁芯；15、冷却油道。 具体实施方式[0017] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。 [0018] 如图1所示，为本发明一种直流电炉用直降式54脉波整流变压器的一个实施例，所述调压变压器1与整流变压器2分别放置在油箱3内，两个油箱3间通过三个油-油套管13使调压变压器的二次侧引线和整流变压器的一次侧引线连接起来, 减少了变压器带电部分在空气中的祼露，提高变压器运行可靠性。 [0019] 如图2所示，调压变压器包括补偿绕组4、粗调绕组5、高压绕组6和细调绕组7，所述补偿绕组4、粗调绕组5、高压绕组6、细调绕组7由内向外依次套装在铁芯14上，粗调绕组5为多层层式结构，层间有散热及绝缘油道，细调绕组7为两路并联螺旋式结构，上下两部分之间留有足够的绝缘间隙保证330kV高压绕组首端引线的引出。 [0020] 调压变压器1采用中性点调压方式，粗调绕组5和细调绕组7通过有载调压分接开关8连接，构成中性点调压方式，相对于传统的二次侧线端调压需要三台单相有载分接开关组成，该方式只需要一台有载调压分接开关8，即可完成大范围调压的目的，大大节约了开关成本，减小了油箱体积；通过有载调压分接开关8的转换可实现二次电压的大范围调节，可由最高100%电压调至最低15%电压，满足电炉运行时的电压变换要求。 [0021] 如图4所示，粗调绕组6并联ZnO阀片式避雷器9，可有效限制作用于调压绕组上的过电压不超过一定的水平，提高绝缘可靠性。 [0022] 如图1所示，整流变压器2设有三个，呈“П”形排列，一次侧引线从三个器身间穿过，分别与三个器身的一次侧绕组相连接。 [0023] 如图3所示，整流变压器2包括低压绕组10、一次基本绕组11和一次移相绕组12。一次移相绕组12、一次基本绕组11和低压绕组10由内向外依次套装在铁芯14上，低压绕组10放置在器身最外，方便绕组出头的引出，一次移相绕组12设置在整流变压器2一次侧。 [0024] 如图5所示，低压绕组10采用优化的双饼式结构，一方面，双饼式绕组两端的第一个双饼采用增大截面的导线，两端的第二个和第三个双饼采用减小截面的导线，另一方面，采用比内部绕组加高30-60mm的结构，减小双饼式绕组端部第一个双饼中的电流值和电流密度，使整个绕组温度分布均匀，避免局部过热的发生。另外，在首末端各一个双饼的层间由内向外1/3处设置了冷却油道15，使线饼的热量能充分散发出去，有效防止绕组端部局部过热。 [0025] 一次基本绕组11与所述一次移相绕组12的合成电压相量偏移角依次相差20°。 [0026] 整流变压器2低压阀侧采用双反星形同相逆并联带平衡电抗器结构，可单机输出18脉波，与常规的单机6脉波或单机12脉波整流变压器相比，减少谐波，提升电炉供电系统效率；低压阀侧在油箱壁三面出线，可直接与整流柜相连，减少了铜排长度，降低了短网阻抗和损耗。 [0027] 工作过程：本发明装置高压侧从330kV电网直接受电，先通过调压变压器1将高压电降低为低压电，然后通过整流变压器2输出直流脉动电压，本发明设置的三个整流变压器2可输出54脉波，有效消除53/55次以下谐波，降低注入电网谐波。 [0028] 本发明直流电炉用直降式54脉波整流变压器将传统的330kV/110kV（35kV）降压变压器和110kV（35kV）电炉变压器整合在一起，减少了中间降压环节，降低变电站建设投资，提高电能利用效率，也大大减少了土地占用和变压器维护费用。本发明围绕直流电炉布置三台整流变压器，直流侧输出达到3*18=54脉波，可有效消除53/55次以下谐波，将注入电网的谐波限制在一个极低的数值范围内，提高电炉供电系统的效率。 |
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