一种内置电抗器的高阻抗变压器的制作方法

1.本发明涉及变压器和电抗器领域，特别是一种内置电抗器的高阻抗变压器。


背景技术：

2.电网要实现安全运行，就必须要提升变压器的抗短路能力，降低电网电压的变化率和短路电流值，而这两个参数是由变压器的短路阻抗值决定的，也就是说，要降低电网电压的变化率和短路电流值，就要增大变压器的阻抗值。对于变压器来说，通常会采用在变压器的低压线圈上串联电抗器代替绝大部分设备阻抗，实现大阻抗运行目的。通常来说，为了电抗器安装方便，都会将电抗器的三个线圈呈一字型排列。
3.但是由于串联电抗器与变压器的主体器身共用一个油箱，电抗器线圈采用一字型排列时，会占用更大的空间，也就是需要将油箱外扩，其占地面积更大，生产和运输成本更高。并且，电抗器的三个线圈呈一字型排列时，三相漏磁就无法平衡，也就会造成结构件损耗大，结构件发热，同时还会产生有害气体。


技术实现要素：

4.本发明克服了现有技术中电抗器三个线圈采用一字型排列时占用空间大且三相漏磁无法平衡的不足，提供了一种内置电抗器的高阻抗变压器，为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种内置电抗器的高阻抗变压器，其包括：低压侧线圈、高压侧线圈以及与所述低压侧线圈对应连接的电抗器，其特征在于，所述电抗器包括，三个按中心点位于正三角形顶点方式排列的线圈组件以及用于连接所述线圈组件的固定组件；所述固定组件包括位于线圈组件之上的上压板、位于所述上压板上的上夹件、位于所述线圈组件之下的下托板、位于所述下托板下的下夹件和穿过所述线圈组件的三个杆状拉紧机构，所述杆状拉紧机构一端穿过所述上压板与所述上夹件固定连接，另一端穿过所述下托板与所述下夹件固定连接。
5.本发明一个较佳实施例中，所述固定组件还包括上磁屏板和下磁屏板，所述上磁屏板设置于所述上压板与所述上夹件之间，所述下磁屏板设置于所述下托板与所述下夹件之间。
6.本发明一个较佳实施例中，所述上磁屏板由硅钢带及设置在硅钢带表面的绝缘层构成，所述下磁屏板由硅钢带及设置在硅钢带表面的绝缘层构成，所述硅钢带电气连接接地的接地片。
7.本发明一个较佳实施例中，所述线圈组件包括套设在对应杆状拉紧机构上的支撑筒和绕设在所述支撑筒外表面的线圈，所述支撑筒为木骨架外绕设纸板组成的绝缘机构。
8.本发明一个较佳实施例中，三个所述线圈组件环绕的区域内也设置有杆状拉紧机构。
9.本发明一个较佳实施例中，所述上压板为覆盖所有线圈组件的圆板，所述上夹件与上压板同中心，从中心位置向三个杆状拉紧机构方向延伸出三个支架臂，整体呈三叉形
结构；所述下托板为覆盖所有线圈组件底部的圆板，所述下夹件与下托板同中心，从中心位置向三个杆状拉紧机构方向延伸出三个支架臂，整体呈三叉形结构。
10.本发明一个较佳实施例中，所述固定组件还包括设置在下夹板底部的若干绝缘垫块。
11.本发明一个较佳实施例中，所述电抗器位于三相一字型排列变压器的一端，所述线圈与变压器内部的三个相位的线圈一一对应，具体为a相线圈、b相线圈和c相线圈，从线圈中引出的联结引线依次通过接线片和铜排连接到变压器内对应相位的低压线圈，三个所述线圈通过xyz三维立体空间排布。
12.本发明一个较佳实施例中，在xyz三维空间内，变压器三相低压线圈从x向走向的铜排接入电抗器，所述a相线圈靠近变压器，a相线圈的联结引线为x向，经接线片接入y向铜排，所述b相线圈的联结引线为y向，经接线片接入x向转y向铜排，所述c相线圈的联结引线为z向，经接线片接入先x向转z向铜排。
13.本发明一个较佳实施例中，所述杆状拉紧机构由若干螺杆构成，所述螺杆均布在同一圆的圆周上，所述圆的圆心为所述杆状拉紧机构对应的线圈组件中心。
14.本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：（1）本发明采用内置串联电抗器，且器身采用“品”字形排列，重量明显减轻，生产效率高、成本低、性能可靠；且加工简单，降低产品噪音，体积和质量小，便于移动和安装。另外，采用“品”字形的设置，可以保障三相漏磁互相平衡，避免发生过热现象，减小损耗，还能减小安全隐患；（2）上夹件与下夹件的结构外形呈三叉形，具有受力平衡、材料利用率高、结构损耗低的技术特点，且上夹件与下夹件的材料都是金属件，加强了机械强度，杆状拉紧机构与上夹件或下夹件固定连接，其固定强度更强；（3）本发明结构简单、生产效率高、占地小、成本低，适宜对空间尺寸有严格要求的环境。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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实施例的附图。
16.图1为本发明的一实施例中所述的一种内置电抗器的高阻抗变压器主视图；图2为本发明的一实施例中所述的一种内置电抗器的高阻抗变压器俯视图；图3为本发明的一实施例中所述的电抗器的线圈与变压器线圈连接示意图。
17.附图标记如下说明：01、高压线圈；02、低压线圈；10、线圈组件；101、支撑筒；102、线圈；1021、引线；103、铜片；20、固定组件；201、上压板；202、上夹件；203、上磁屏板；204、杆状拉紧机构；2041、螺杆；205、下托板；206、下夹件；207、下磁屏板；301、垫块；302、定位器；401、接线片；402、铜排；403、木件；404、可拆卸软接线片。
具体实施方式
18.为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
19.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
20.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
21.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
22.参照图3所示，一种内置电抗器的高阻抗变压器，包括低压侧线圈02、高压侧线圈01以及与所述低压侧线圈02对应连接的电抗器，其中，参照图1所示，电抗器包括：三个按中心点位于正三角形顶点方式排列的线圈组件10以及用于连接线圈组件10的固定组件20。
23.也就是说，本发明所述的一种内置电抗器的高阻抗变压器，其内部的三个线圈102采用“品”字形排列，其三相漏磁互相平衡，内部不会因为局部过热造成其他安全隐患。并且这样的排列方式相比于“一”字形排列而言更加紧密，也就是占用的体积更小，不需要将变压器的油箱外扩。
24.参照图1-2所示，固定组件20包括位于线圈组件10之上的上压板201、位于上压板201上的上夹件202、设置于上压板201和上夹件202之间的上磁屏板203、位于线圈组件10之下的下托板205、位于下托板205下的下夹件206、设置于下托板205与下夹件206之间的下磁屏板207和穿过线圈组件10的三个杆状拉紧机构204，杆状拉紧机构204一端依次穿过上压板201和上磁屏板203，最终与上夹件202固定连接，另一端依次穿过下托板205和下磁屏板207，最终与下夹件206固定连接。
25.不难看出，线圈组件10包括支撑筒101和线圈102，固定组件20是通过在线圈102的上端以及下端都设置有固定夹紧线圈102的板型固定件，并且中间用杆状拉紧机构204进行固定，将其连接为一个完整的整体。其中设置上磁屏板203以及下磁屏板207来进行磁屏蔽，减少了漏磁通，避免了线圈102通电后产生的磁力线进入变压器的油箱，造成变压器油箱过
热等。
26.具体来说，上磁屏板203由硅钢带及设置在硅钢带表面的绝缘层构成，下磁屏板207由硅钢带及设置在硅钢带表面的绝缘层构成，硅钢带电气连接接地的接地片。硅钢材料的导磁率高，磁屏蔽效果好。本发明用上磁屏板203以及下磁屏板207来进行磁屏蔽，结构简单、生产效率高、占地小、成本低，适宜对空间尺寸有严格要求的环境。
27.继续参照图1-2 所示，线圈组件10包括套设在对应杆状拉紧机构204上的支撑筒101和绕设在支撑筒101外表面的线圈102，这里的线圈102按中心点位于正三角形顶点方式排列，支撑筒101为木骨架外绕设纸板组成的绝缘机构。
28.三个线圈组件10环绕的区域内也设置有杆状拉紧机构204。杆状拉紧机构204由若干螺杆2041构成，螺杆2041均布在同一圆的圆周上，圆的圆心为杆状拉紧机构204对应的线圈组件10中心。
29.这里，根据磁通特性，杆状拉紧机构204中的螺杆2041可以是导通的也可以是不导通的，根据磁力线分布情况，确定上下金属件的连接方式，形成合理的磁路以及接地系统，避免形成换流，产生过热情况。
30.参照图1-2所示，上压板201为覆盖所有线圈组件10的圆板，上夹件202与上压板201同中心，从中心位置向三个杆状拉紧机构204方向延伸出三个支架臂，整体呈三叉形结构；下托板205为覆盖所有线圈组件10底部的圆板，下夹件206与下托板205同中心，从中心位置向三个杆状拉紧机构204方向延伸出三个支架臂，整体呈三叉形结构。上夹件202与下夹件206的结构外形呈三叉形，具有受力平衡、材料利用率高、结构损耗低的技术特点。并且，这里，上夹件202与下夹件206的材料都是金属件，加强了机械强度，杆状拉紧机构204与上夹件202以及下夹件206固定连接，其固定强度更强。
31.参照图1-2所示，固定组件20还包括设置在下夹板底部的若干绝缘垫块301。这里的绝缘垫块301是由柔性材料制成的，在变压器工作时，减缓器身的振动，降低了器身与地面造成的工作噪音，并且固定组件20的底部还设置有定位器302，可以帮助电抗器的三个线圈102在组装时更加精确，更加保障了三项漏磁能够互相平衡。
32.参照图3所示，电抗器位于三相一字型排列变压器的一端，电抗器的线圈102与变压器内部的三个相位的线圈一一对应，具体为a相线圈、b相线圈和c相线圈，从电抗器的线圈102中引出的联结引线1021依次通过接线片401和铜排402连接到变压器内对应相位的低压线圈，三个线圈102通过xyz三维立体空间排布。具体来说，在xyz三维空间内，变压器三相低压线圈从x向走向的铜排402接入电抗器，a相线圈靠近变压器，a相线圈的联结引线1021为x向，经接线片401接入y向铜排402，b相线圈的联结引线1021为y向，经接线片401接入x向转y向铜排402，c相线圈的联结引线1021为z向，经接线片401接入先x向转z向铜排402。
33.这里，铜排402是通过木件403进行固定的。且电抗器与变压器之间通过可拆卸式软接线片404活动连接。这里采用可拆卸式的连接，电抗器的器身与变压器的器身拆接就更加方便，并且也便于运输。
34.除此以外，由于电抗器的磁屏蔽及其他的金属结构件在线圈102的电场作用下，具有不同的电位，与油箱电位又不同。虽然它们之间电位差不大，但也将通过很小的绝缘距离而继续放电。放电一方面使油分解，一方面无法确认变压器在试验和运行中的状态是否正常，因此铁心及其金属结构件必须接地。本发明中的上磁屏板203通过铜片103与上夹件202
相连，下磁屏板207通过铜片103与下夹件206相连，上夹件202、下夹件206通过低磁钢的杆状拉紧机构204连接在一起。电抗器整体通过减震结构设置在变压器油箱底部，最后通过联结引线1021与变压器主体连接，保证了一点接地，也就保证了变压器和电抗器的正常工作。
35.与内置串联电抗器器身结构相比，本发明提供的电抗器结构体积和重量明显减轻，生产效率高、成本低、性能可靠。且加工简单，降低产品噪音，体积和质量小，便于移动和安装。并且，采用“品”字形的设置，可以保障三相漏磁互相平衡，避免发生过热现象，减小损耗，还能减小安全隐患。
36.以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。