CN113707429A - 用于三相变压器的电抗器和三相变压器 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于三相变压器的电抗器和包括该电抗器的三相变压器。电抗器包括：第一铁轭，在第一方向上延伸；第二铁轭，与第一铁轭相对设置并平行于第一铁轭；以及第一线圈、第二线圈和第三线圈，并排地设置在第一铁轭与第二铁轭之间并分别与三相变压器的三相主线圈中的一相主线圈相对应，各线圈的轴向彼此平行且垂直于第一方向，每个线圈都包括在各自的轴向上分隔开的第一部分和第二部分，第一部分和第二部分分别电气连接到对应的一相主线圈的两端。通过本发明，能够降低电抗器线圈与主线圈的连接节点处的震荡电压，从而以低成本的方式降低高电压冲击下的震荡电压。

Description

用于三相变压器的电抗器和三相变压器

技术领域

本发明涉及电力变压器的技术领域，尤其涉及一种用于三相变压器的电抗器和三相变压器。

背景技术

目前，具有限制短路电流功能的大阻抗变压器已经日益普遍。在这种变压器中，通常会内置电抗器。对于三相变压器而言，电抗器也采用三相方式，电抗器的每相线圈串联连接在对应相的低压侧主线圈上，用于限制短路电流。

此外，在某些情况下，变压器的低压侧会出现较高的电压冲击水平，因此需要对这样的过电压进行限制。目前，限制过电压的一种方案是采用多级氧化锌避雷器(例如，5级、10级、20级等，取决于绝缘水平)。当出现电压冲击时，氧化锌避雷器的电阻呈低值，将过电压引入大地。另一种方案是增加低压侧主线圈到铁心的距离、主线圈引出线对地距离和电抗器线圈对地距离，从而保证绝缘裕度。

发明内容

现有技术中采用多级氧化锌避雷器来限制过电压的方案增加了三相变压器的零部件并且成本较为高昂，而增加低压侧主线圈到铁心的距离、主线圈引出线对地距离和电抗器线圈对地距离的方案占用空间大，且不具备通用性。

有鉴于此，本发明提出了一种用于三相变压器的电抗器和三相变压器。本发明的第一实施例提出了一种用于三相变压器的电抗器，所述电抗器包括：第一铁轭，在第一方向上延伸；第二铁轭，与所述第一铁轭相对设置并平行于所述第一铁轭；以及第一线圈、第二线圈和第三线圈，并排地设置在所述第一铁轭与所述第二铁轭之间并分别与所述三相变压器的三相主线圈中的一相主线圈相对应，所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈的轴向彼此平行且垂直于所述第一方向，并且，所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈中的每个线圈都包括在各自的轴向上分隔开的第一部分和第二部分，所述第一部分具有靠近所述第一铁轭的第一端和靠近所述第二部分的第二端，所述第二部分具有靠近所述第一部分的第一端和靠近所述第二铁轭的第二端，所述每个线圈的所述第一部分的所述第二端和所述第二部分的所述第一端分别电气连接到对应的一相主线圈的两端。

从上述方案中可以看出，本发明提出的电抗器的每个线圈都在轴向上被分成两部分，分别连接到三相变压器的对应的一相主线圈的两端。通过这样的连接方式，降低了电抗器线圈与主线圈的连接节点处的震荡电压，限制了过电压的产生。因而，在三相变压器的低压侧无需再使用氧化锌避雷器，减少了部件数量，降低了成本，具有很高的经济效益。而且，该方案不会增大占用空间，具有较好的通用性。

在某些实施方式中，所述每个线圈的第一部分和第二部分分隔开预定的距离，所述电抗器还包括多个绝缘垫片，所述多个绝缘垫片设置在所述每个线圈的第一部分和第二部分之间。

在某些实施方式中，所述预定的距离大于或等于20mm。

在某些实施方式中，所述第一线圈的第一部分、所述第一线圈的第二部分、所述第二线圈的第一部分、所述第二线圈的第二部分、所述第三线圈的第一部分、以及所述第三线圈的第二部分均具有相同的匝数。

在某些实施方式中，所述第一线圈的第一部分、所述第一线圈的第二部分、所述第二线圈的第一部分、所述第二线圈的第二部分、所述第三线圈的第一部分、以及所述第三线圈的第二部分均具有相同的辐向尺寸和轴向尺寸。

在某些实施方式中，所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈都为饼式线圈。

在某些实施方式中，所述三相主线圈为所述三相变压器的三个低压侧主线圈。

在某些实施方式中，所述第一线圈的第一部分的第一端与所述第二线圈的第二部分的第二端电气连接，所述第二线圈的第一部分的第一端与所述第三线圈的第二部分的第二端电气连接，并且，所述第三线圈的第一部分的第一端与所述第一线圈的第二部分的第二端电气连接。

在某些实施方式中，所述第一线圈的第二部分的第二端与所述第二线圈的第二部分的第二端以及所述第三线圈的第二部分的第二端电气连接。

本发明的第二实施例提出了一种三相变压器，所述三相变压器包括：三相主线圈；以及根据上述实施例中任一个的电抗器。

从上述方案中可以看出，本发明提出的三相变压器中的电抗器的每个线圈都在轴向上被分成两部分，分别连接到三相变压器的对应的一相主线圈的两端。通过这样的连接方式，降低了电抗器线圈与主线圈的连接节点处的震荡电压，限制了过电压的产生。因而，在三相变压器的低压侧无需再使用氧化锌避雷器，减少了部件数量，降低了成本，具有很高的经济效益。而且，该方案不会增大占用空间，具有较好的通用性。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：

图1为根据本发明的一个实施例的用于三相变压器的电抗器的示意性立体图。

图2为图1中用于三相变压器的电抗器的示意性剖视图。

图3为图1中用于三相变压器的电抗器的一种电气连接方式的示意图。

图4为图1中用于三相变压器的电抗器的另一种电气连接方式的示意图。

其中，附图标记如下：

11 第一铁轭 12 第二铁轭 D 第一方向

2 第一线圈 21 第一线圈的第一部分 22 第一线圈的第二部分

3 第二线圈 31 第二线圈的第一部分 32 第二线圈的第二部分

4 第三线圈 41 第三线圈的第一部分 42 第三线圈的第二部分

51 绝缘垫块 d 间隔距离 A1,A2,B1,B2,C1,C2 连接节点

61 第一相主线圈 62 第二相主线圈 63 第三相主线圈

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，所讨论的具体实施例仅仅示范性地说明实施和使用本发明的特定方式，而非限制本发明的范围。在描述时各个部件的结构位置例如上、下、顶部、底部等方向的表述不是绝对的，而是相对的。当各个部件如图中所示布置时，这些方向表述是恰当的，但图中各个部件的位置改变时，这些方向表述也相应改变。

本文所使用的术语“包括”、“包含”及类似术语是开放性的术语，即“包括/包含但不限于”，表示还可以包括其他内容。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”等等。

下面根据若干个实施例来说明本发明。首先参考图1和图2，图1为根据本发明的一个实施例的用于三相变压器的电抗器的示意性立体图，图2为图1中用于三相变压器的电抗器的示意性剖视图。如图1中示出的，电抗器100包括在第一方向D上延伸的第一铁轭11以及同样在第一方向D上延伸(即，平行于第一铁轭11)并与第一铁轭11相对设置的第二铁轭12。电抗器100还包括并排地设置在第一铁轭11与第二铁轭12之间的第一线圈2、第二线圈3和第三线圈4。如图1和图2中示出的，第一线圈2、第二线圈3和第三线圈4的轴向彼此平行并垂直于第一方向D。每个线圈都包括在各自的轴向上分隔开的第一部分和第二部分。具体地，第一线圈2包括在其轴向上分隔开的第一部分21和第二部分22，第二线圈3包括在其轴向上分隔开的第一部分31和第二部分32，并且第三线圈3包括在其轴向上分隔开的第一部分41和第二部分42。第一线圈2的第一部分21和第二部分22、第二线圈3的第一部分31和第二部分32以及第三线圈3的第一部分41和第二部分42都分隔开预定的距离d，并且其间都铺设有多个绝缘垫片51。该预定的距离d可以大于或等于20mm。优选地，该预定的距离d在50mm与100mm之间。更优选地，该预定的距离d等于50mm。

第一线圈2的第一部分21具有靠近第一铁轭11的第一端(图1中的上端)和靠近第二部分22的第二端(图1中的下端)，第二部分22具有靠近第一部分21的第一端(图1中的上端)和靠近第二铁轭12的第二端(图3中的下端)。第二线圈3的第一部分31具有靠近第一铁轭11的第一端(图1中的上端)和靠近第二部分32的第二端(图1中的下端)，第二部分32具有靠近第一部分31的第一端(图3中的上端)和靠近第二铁轭12的第二端(图1中的下端)。第三线圈4的第一部分41具有靠近第一铁轭11的第一端(图1中的上端)和靠近第二部分42的第二端(图1中的下端)，第二部分42具有靠近第一部分41的第一端(图1中的上端)和靠近第二铁轭12的第二端(图1中的下端)。

第一线圈2与第一铁轭11和第二铁轭12之间、第二线圈3与第一铁轭11和第二铁轭12之间、以及第三线圈4与第一铁轭11和第二铁轭12之间同样铺设有绝缘垫片。第一线圈2、第二线圈3和第三线圈4由第一铁轭11和第二铁轭12压紧，并分别与第一铁轭11和第二铁轭12形成磁通路。在本实施例中，第一线圈2、第二线圈3和第三线圈4内未设置铁芯，这样能够简化装配流程，有利于加工制造。

在本实施例中，第一线圈2的第一部分21和第二部分22、第二线圈3的第一部分31和第二部分32以及第三线圈4的第一部分41和第二部分42共六个部分都具有相同的匝数、辐向尺寸和轴向尺寸，以便于工厂制造。然而，在其它实施例中，第一线圈2、第二线圈3和第三线圈4的各个部分的匝数、辐向尺寸和/或轴向尺寸也可以根据实际需要而不同，或者每个线圈的第一部分和第二部分的匝数、辐向尺寸和/或轴向尺寸相同，而与其它线圈的第一部分和第二部分的匝数、辐向尺寸和/或轴向尺寸不同。在本实施例中，第一线圈2、所述第二线圈3和所述第三线圈4均为饼式线圈。例如，每个线圈的一个部分选用24个线饼，每饼5匝，退匝数为6。采用饼式线圈容易绕制，结构简单，并降低了装配难度，易于工厂制造。

参考图3，图3为图1中用于三相变压器的电抗器的一种电气连接方式的示意图。第一相主线圈61、第二相主线圈62和第三相主线圈63分别为三相变压器的低压侧的三相主线圈，即A相、B相和C相主线圈。第一线圈2、第二线圈3和第三线圈4分别与三相主线圈中的一相主线圈相对应，并且每个线圈的第一部分的第二端和第二部分的第一端分别电气连接到对应的一相主线圈的两端。具体地，第一线圈2的第一部分21的第二端与第一相主线圈61的第一端(图3中的上端，例如为首端)电气连接，形成连接节点A1。第一线圈2的第二部分22的第一端与第一相主线圈61的第二端(图3中的下端，例如为末端)电气连接，形成连接节点A2。第二线圈3的第一部分31的第二端与三相变压器的第二相主线圈62的第一端(图3中的上端，例如为首端)电气连接，形成连接节点B1。第二线圈3的第二部分32的第一端与第二相主线圈62的第二端(图3中的下端，例如为末端)电气连接，形成连接节点B2。第三线圈4的第一部分41的第二端与第三相主线圈63的第一端(图3中的上端，例如为首端)电气连接，形成连接节点C1。第三线圈4的第二部分42的第一端与第三相主线圈63的第二端(图3中的下端，例如为末端)电气连接，形成连接节点C2。通过将电抗器100的每个线圈的第一部分和第二部分分别连接到对应的一相主线圈的两端，能够降低连接节点A1、A2、B1、B2、C1和C2处的震荡电压，限制了过电压的产生。

各相线圈的连接可以采用三角形连接或星形连接的方式。图3示出了各相线圈的一种三角形连接的方式。在图3的实施例中，按照A、B、C、A的连接顺序首尾相连。具体地，第一线圈2的第一部分21的第一端与第二线圈3的第二部分32的第二端电气连接，第二线圈3的第一部分31的第一端与第三线圈4的第二部分42的第二端电气连接，并且，第三线圈4的第一部分41的第一端与第一线圈2的第二部分22的第二端电气连接。在其它实施例中，与图3中示出的相反，还可以按照A、B、C、A的连接顺序尾首相连来进行三角形连接，在此将不再赘述。

图4示出了各相线圈的一种星形连接的方式。与图3中的三角形连接方式不同的是，第一线圈2的第二部分22的第二端与第二线圈3的第二部分32的第二端以及第三线圈4的第二部分42的第二端电气连接。

在上述实施例中，电抗器的每个线圈都在轴向上被分成两部分，分别连接到三相变压器的对应的一相主线圈的两端。通过这样的连接方式，降低了电抗器线圈与主线圈的连接节点处的震荡电压，限制了过电压的产生。因而，在三相变压器的低压侧无需再使用氧化锌避雷器，减少了部件数量，降低了成本，具有很高的经济效益。对于绝缘水平越高的三相变压器，可取消的氧化锌避雷器的级数越多，所产生的经济效益也就越高。而且，该方案不会增大占用空间，具有较好的通用性。

在本发明的另一个实施例中，提出了一种三相变压器。该三相变压器包括三相主线圈；以及根据上述实施例中任一个的电抗器100。

虽然已经参考若干具体实施例描述了本发明的实施例，但是应当理解，本发明的实施例并不限于所发明的具体实施例。本发明的实施例旨在涵盖在所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。权利要求的范围符合最宽泛的解释，从而包含所有这样的修改及等同结构和功能。

Claims (10)

1.用于三相变压器的电抗器(100)，其特征在于，所述电抗器(100)包括：

第一铁轭(11)，在第一方向(D)上延伸；

第二铁轭(12)，与所述第一铁轭(11)相对设置并平行于所述第一铁轭(11)；以及

第一线圈(2)、第二线圈(3)和第三线圈(4)，并排地设置在所述第一铁轭(11)与所述第二铁轭(12)之间并分别与所述三相变压器的三相主线圈中的一相主线圈相对应，所述第一线圈(2)、所述第二线圈(3)和所述第三线圈(4)的轴向彼此平行且垂直于所述第一方向(D)，并且，

所述第一线圈(2)、所述第二线圈(3)和所述第三线圈(4)中的每个线圈都包括在各自的轴向上分隔开的第一部分和第二部分，所述第一部分具有靠近所述第一铁轭(11)的第一端和靠近所述第二部分的第二端，所述第二部分具有靠近所述第一部分的第一端和靠近所述第二铁轭(12)的第二端，所述每个线圈的所述第一部分的所述第二端和所述第二部分的所述第一端分别电气连接到对应的一相主线圈的两端。

2.根据权利要求1所述的电抗器(100)，其特征在于，所述每个线圈的所述第一部分和所述第二部分分隔开预定的距离，所述电抗器(100)还包括多个绝缘垫片(51)，所述多个绝缘垫片(51)设置在所述每个线圈的所述第一部分和所述第二部分之间。

3.根据权利要求2所述的电抗器(100)，其特征在于，所述预定的距离大于或等于20mm。

4.根据权利要求1所述的电抗器(100)，其特征在于，所述第一线圈(2)的第一部分(21)、所述第一线圈(2)的第二部分(22)、所述第二线圈(3)的第一部分(31)、所述第二线圈(3)的第二部分(32)、所述第三线圈(4)的第一部分(41)、以及所述第三线圈(4)的第二部分(42)均具有相同的匝数。

5.根据权利要求4所述的电抗器(100)，其特征在于，所述第一线圈(2)的第一部分(21)、所述第一线圈(2)的第二部分(22)、所述第二线圈(3)的第一部分(31)、所述第二线圈(3)的第二部分(32)、所述第三线圈(4)的第一部分(41)、以及所述第三线圈(4)的第二部分(42)均具有相同的辐向尺寸和轴向尺寸。

6.根据权利要求1所述的电抗器(100)，其特征在于，所述第一线圈(2)、所述第二线圈(3)和所述第三线圈(4)均为饼式线圈。

7.根据权利要求1所述的电抗器(100)，其特征在于，所述三相主线圈为所述三相变压器的三个低压侧主线圈。

8.根据权利要求1所述的电抗器(100)，其特征在于，所述第一线圈(2)的第一部分(21)的第一端与所述第二线圈(3)的第二部分(32)的第二端电气连接，所述第二线圈(3)的第一部分(31)的第一端与所述第三线圈(4)的第二部分(42)的第二端电气连接，并且，所述第三线圈(4)的第一部分(41)的第一端与所述第一线圈(2)的第二部分(22)的第二端电气连接。

9.根据权利要求1所述的电抗器(100)，其特征在于，所述第一线圈(2)的第二部分(22)的第二端与所述第二线圈(3)的第二部分(32)的第二端以及所述第三线圈(4)的第二部分(42)的第二端电气连接。

10.三相变压器，其特征在于，所述三相变压器包括：

三相主线圈；以及

根据权利要求1-9中任一项所述的电抗器(100)。

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