用于电力变压器的电压转换装置及电力变压器的制作方法

1.本实用新型涉及电力系统技术领域，特别涉及一种用于电力变压器的电压转换装置及包括该电压转换装置的电力变压器。


背景技术：

2.电力变压器是电力系统中最重要的电力设备之一。目前，为了使得电力变压器的输出电压能够满足不同变电站或不同用户的要求，可以采用有载分接开关或无载分接开关来改变电力变压器的输出侧电路的有效匝数，从而改变电力变压器的输出电压。鉴于有载分接开关比无载分接开关价格高很多，通常采用无载分接开关。电压转换组合以三相电力变压器为例，可以在每一相电路上使用一个无载分接开关，因此需要使用三个无载分接开关。无载分接开关成本也是高昂的。此外，由于无载分接开关通常与电力变压器的其他部件一起装配在箱体中，而无载分接开关体积较大，因此需要较大的装配空间，这将导致电力变压器的体积较大。相应地，用于制造电力变压器箱体的金属材料和用于支持电力变压器工作的变压器油的需求量也较大。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型的实施例提供了用于电力变压器的电压转换装置，用以至少部分地克服现有技术中存在的上述缺陷。
4.本实用新型的实施例提供了一种用于电力变压器的电压转换装置。所述电压转换装置包括：第一屏蔽电极，所述第一屏蔽电极连接到电力变压器的第一绕组端部，所述第一绕组端部连接到所述电力变压器的第一绕组；第二屏蔽电极，所述第二屏蔽电极连接到所述电力变压器的第二绕组端部，所述第二绕组端部连接到所述电力变压器的第二绕组；第三屏蔽电极，所述第三屏蔽电极连接到所述电力变压器的导线端部，所述导线端部连接到所述电力变压器的导线；以及转换杆，所述转换杆的第一端置于所述第一屏蔽电极中，所述转换杆的第二端构造为能够置于所述第二屏蔽电极或者所述第三屏蔽电极中，当所述转换杆的所述第二端置于所述第二屏蔽电极中时，所述电力变压器的电路包括所述第一绕组和所述第二绕组并且所述电力变压器的输出电压具有第一电压值，而当所述转换杆的所述第二端置于所述第三屏蔽电极中时，所述电力变压器的电路包括所述第一绕组和所述导线并且所述电力变压器的输出电压具有第二电压值，所述第一电压值大于所述第二电压值。
5.可选地，所述第一绕组端部包括第一绕组引线，所述转换杆包括转换引线，所述第二绕组端部包括第二绕组引线，并且当所述转换杆的所述第二端置于所述第二屏蔽电极中时，所述第一绕组经由所述第一绕组引线、所述转换引线和所述第二绕组引线连接到所述第二绕组。
6.可选地，所述第一绕组端部包括第一绕组引线，所述转换杆包括转换引线，所述导线端部包括导线引线，并且当所述转换杆的所述第二端置于所述第三屏蔽电极中时，所述第一绕组经由所述第一绕组引线、所述转换引线和所述导线引线连接到所述导线。
7.可选地，所述转换杆的所述第一端置于所述第一屏蔽电极中包括：利用螺栓将所述转换杆的所述第一端连接到与第一屏蔽电极相连接的所述第一绕组端部。
8.可选地，当所述转换杆的所述第二端置于所述第二屏蔽电极中时，利用螺栓将所述转换杆的所述第二端连接到与所述第二屏蔽电极相连接的所述第二绕组端部。
9.可选地，当所述转换杆的所述第二端置于所述第三屏蔽电极中时，利用螺栓将所述转换杆的所述第二端连接到与所述第三屏蔽电极相连接的所述导线端部。
10.可选地，通过转动所述转换杆来使得所述转换杆的所述第二端置于所述第二屏蔽电极或者所述第三屏蔽电极中，并且所述转换杆能够转动60度。
11.可选地，所述第一屏蔽电极、所述第二屏蔽电极和所述第三屏蔽电极是由铜或者铝制成的。
12.可选地，当所述第一屏蔽电极、所述第二屏蔽电极和所述第三屏蔽电极是由铝制成的时，在所述第一屏蔽电极、所述第二屏蔽电极和所述第三屏蔽电极中的每个屏蔽电极与所述电力变压器的相应端部的连接处之间需添加铜铝过渡件以实现电气连接。
13.可选地，所述第一屏蔽电极、所述第二屏蔽电极和所述第三屏蔽电极中的每个屏蔽电极的外侧根据电压等级包扎有不同厚度的绝缘。
14.可选地，所述第一电压值是130千伏，并且所述第二电压值是63千伏。
15.可选地，所述电力变压器为单相电力变压器或者三相电力变压器。
16.可选地，所述电压转换装置适用于对所述电力变压器的任一相的输出电压的电压值进行转换。
17.从上述方案中可以看出，可以通过转动根据本实用新型实施例的电压转换装置中的转换杆来对电力变压器的输出电压的电压值进行转换。因此，使用根据本实用新型实施例的电压转换装置可以方便快捷地实现电力变压器的电压转换。另外，根据本实用新型实施例的电压转换装置所包括的屏蔽电极和转换杆成本低廉。此外，当将该电压转换装置与电力变压器的其他部件一起装配在箱体中时，由于屏蔽电极和转换杆的体积都较小，因此仅需要少量的装配空间。相应地，用于制造电力变压器箱体的金属材料和用于支持电力变压器工作的变压器油的需求量也较小。
18.本实用新型的实施例还提供了一种电力变压器。所述电力变压器包括上述用于电力变压器的电压转换装置。
附图说明
19.下面将通过参照附图详细描述本实用新型的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本实用新型的上述及其他特征和优点，附图中：
20.图1示出了根据本实用新型的一个实施例的电压转换装置的前视图。
21.图2示出了根据本实用新型的一个实施例的电压转换装置的俯视图。
22.图3示出了根据本实用新型的一个实施例的电压转换装置与电力变压器的输出端部的连接示意图。
23.图4示出了采用根据本实用新型的一个实施例的电压转换装置来实现电压转换的接线原理图。
24.其中，附图标记如下：
25.100：电压转换装置
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102：第一屏蔽电极
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104：第二屏蔽电极
26.106：第三屏蔽电极
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108、108’：转换杆
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110、110’：转换引线
27.112、112’：引线绝缘
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α：转动角度
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302：第一绕组端部
28.304：第一绕组引线
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306：引线绝缘
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308：第一绕组
29.310：第二绕组端部
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312：第二绕组引线
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314：引线绝缘
30.316：第二绕组
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318：导线端部
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320：导线引线
31.322：引线绝缘
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324：导线
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u：u相
32.v：v相
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w：w相
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n：n相
具体实施方式
33.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解的是，讨论这些实施例仅是为了使得本领域技术人员能够更好地理解并且实现本文描述的主题，并非是对权利要求书中所阐述的保护范围、适用性或者示例的限制。可以在不脱离权利要求书的保护范围的情况下，对所讨论的元素的功能和排列进行改变。各个实施例可以根据需要，省略、替换或者添加各种过程或组件。
34.下面将结合附图来描述根据本实用新型实施例的电压转换装置。
35.图1示出了根据本实用新型的一个实施例的电压转换装置100的前视图。在本实用新型中，电压转换装置100可以适用于对电力变压器的输出电压的电压值进行转换。
36.如图1所示，根据本实用新型实施例的电压转换装置100可以包括一组屏蔽电极，例如第一屏蔽电极102、第二屏蔽电极104和第三屏蔽电极106。屏蔽电极是电力系统中的重要部件，其可以用于改善电场分布，使电场均匀，屏蔽螺栓连接和引线铜件的尖角，从而减小距离周边物体的绝缘距离。屏蔽电极也可以被称为均压球。第一屏蔽电极102、第二屏蔽电极104和第三屏蔽电极106可以是由铜或者铝制成的。优选地，第一屏蔽电极102、第二屏蔽电极104和第三屏蔽电极106的外侧可以根据电压等级包扎有不同厚度的绝缘，以进一步减小绝缘距离。第一屏蔽电极102、第二屏蔽电极104和第三屏蔽电极106的外观可以是各种形状的，例如圆柱形、球形等。另外，除了图1所示的结构之外，第一屏蔽电极102、第二屏蔽电极104和第三屏蔽电极106还可以具有其他结构。
37.根据本实用新型实施例的电压转换装置100还可以包括转换杆108。转换杆108可以包括转换引线110。转换引线110可以由诸如铜之类的导电材料制成。转换杆108还可以包括在转换引线110上的引线绝缘112。引线绝缘112可以由绝缘纸或其它软质的绝缘材料制成。
38.转换杆108可以被转动以对电力变压器的输出电压的电压值进行转换。为了便于描述转换杆108的转动，图2示出了根据本实用新型的一个实施例的电压转换装置100的俯视图。
39.如图2所示，转换杆108的第一端可以始终置于第一屏蔽电极102中，而转换杆108的第二端可以构造为能够置于第二屏蔽电极104或者第三屏蔽电极106中。例如，可以通过转动转换杆108来使得转换杆108的第二端置于第二屏蔽电极104或者第三屏蔽电极106中。转换杆108能够转动的角度为α。优选地，α可以是60度。
40.当转换杆108的第二端置于第二屏蔽电极104中时，电力变压器的输出电压可以具
有第一电压值。当转换杆108的第二端置于第三屏蔽电极106中时，电力变压器的输出电压可以具有第二电压值。第一电压值可以大于第二电压值。例如，第一电压值可以是130千伏，第二电压值可以是63千伏。后面将结合图3和图4来说明通过转动转换杆108来对电力变压器的输出电压的电压值进行转换的原理。
41.优选地，第一屏蔽电极102、第二屏蔽电极104和第三屏蔽电极106可以布置在一个水平面上，且呈等边三角形分布。
42.优选地，根据本实用新型实施例的电压转换装置100可以置于电力变压器的箱体中。可以在箱体上方的箱盖上与电压转换装置100相对应的位置处设置手孔。可以掀开手孔来操作电压转换装置100以实现对电力变压器的输出电压的电压转换。
43.应当理解，在本技术附图中示出的屏蔽电极的数量仅是示例性的。根据实际应用需求，电压转换装置可以包括更多数量的屏蔽电极。在电压转换装置包括更多数量的屏蔽电极的情况下，该电压转换装置可以将电力变压器的输出电压的电压值转换为更多的电压值。例如，在电压转换装置包括四个屏蔽电极的情况下，该电压转换装置可以将电力变压器的输出电压的电压值转换为三个电压值。
44.图3示出了根据本实用新型的一个实施例的电压转换装置100与电力变压器的输出端部的连接示意图。
45.第一屏蔽电极102可以连接到电力变压器的第一绕组端部302。在一种实施方式中，第一屏蔽电极102可以是利用螺栓连接到第一绕组端部302的。第一绕组端部302可以连接到电力变压器的第一绕组308。转换杆108的第一端可以始终置于第一屏蔽电极102中。在一种实施方式中，可以利用螺栓将转换杆108的第一端连接到与第一屏蔽电极102相连接的第一绕组端部302。第一绕组端部302可以包括第一绕组引线304和在第一绕组引线304上的引线绝缘306。
46.第二屏蔽电极104可以连接到电力变压器的第二绕组端部310。在一种实施方式中，第二屏蔽电极104可以是利用螺栓连接到第二绕组端部310的。第二绕组端部310可以连接到电力变压器的第二绕组316。当转换杆108的第二端置于第二屏蔽电极104中时，电力变压器的电路可以包括第一绕组308和第二绕组316。此时，电力变压器的输出电压可以具有第一电压值。在一种实施方式中，当转换杆108的第二端置于第二屏蔽电极104中时，可以利用螺栓将转换杆108的第二端连接到与第二屏蔽电极104相连接的第二绕组端部310。第二绕组端部310可以包括第二绕组引线312和在第二绕组引线312上的引线绝缘314。当转换杆108的第二端置于第二屏蔽电极104中时，第一绕组308可以经由第一绕组引线304、转换引线110和第二绕组引线312连接到第二绕组316。
47.第三屏蔽电极106可以连接到电力变压器的导线端部318。在一种实施方式中，第三屏蔽电极106可以是利用螺栓连接到导线端部318的。导线端部318可以连接到电力变压器的导线324。当转换杆108的第二端置于第三屏蔽电极106中时，电力变压器的电路可以包括第一绕组308和导线324。此时，电力变压器的输出电压具有第二电压值。第二电压值可以小于第一电压值。例如，第一电压值可以是130千伏，第二电压值可以是63千伏。在一种实施方式中，当转换杆108的第二端置于第三屏蔽电极106中时，可以利用螺栓将转换杆108的第二端连接到与第三屏蔽电极104相连接的导线端部318。导线端部318可以包括导线引线320和在导线引线320上的引线绝缘322。当转换杆108的第二端置于第三屏蔽电极106中时，第
一绕组308可以经由第一绕组引线304、转换引线110和导线引线320连接到导线324。图3示出了转换杆108的第二端置于第三屏蔽电极106中的场景。
48.如前所述，电压转换装置100所包括的第一屏蔽电极102、第二屏蔽电极104和第三屏蔽电极106可以是由铜或者铝制成的。当第一屏蔽电极102、第二屏蔽电极104和第三屏蔽电极106是由铝制成的时，可以在第一屏蔽电极102、第二屏蔽电极104和第三屏蔽电极106中的每个屏蔽电极与电力变压器的相应端部的连接处之间添加铜铝过渡件以实现电气连接。
49.当转换杆108的第二端置于第二屏蔽电极104中时，与导线324相连接的导线引线320此时是断开的。由于导线引线320的末端被第三屏蔽电极106所笼罩，因此其产生的电场可以被屏蔽，从而可以避免产生击穿或放电现象。类似地，当转换杆108的第二端置于第三屏蔽电极106中时，与第二绕组316相连接的第二绕组引线312此时是断开的。由于第二绕组引线312的末端被第二屏蔽电极104所笼罩，因此其产生的电场可以被屏蔽，从而可以避免产生击穿或放电现象。
50.图4示出了采用根据本实用新型的一个实施例的电压转换装置来实现电压转换的接线原理图。
51.在图4中，以电力变压器为三相电力变压器为例来进行说明，但应当理解，根据本实用新型实施例的电压转换装置还适用于对具有其他相数的电力变压器的输出电压的电压值进行转换。例如，根据本实用新型实施例的电压转换装置还适用于对单相电力变压器的输出电压的电压值进行转换。另外，在图4中，以电力变压器的u相为例来进行说明，但应当理解，根据本实用新型实施例的电压转换装置适用于对电力变压器的任一相的输出电压的电压值进行转换。
52.在图4中，u相电路可以始终包括第一绕组308。第一绕组308连接到第一绕组引线304。转换引线110的第一端可以置于第一屏蔽电极102中。转换引线110的第二端可以构造为能够置于第二屏蔽电极104或第三屏蔽电极106中。
53.当转换引线110的第二端置于第二屏蔽电极104中时，如通过图3中的转换引线110’所示的，转换引线110’可以连接到第二绕组引线312并进而连接到电力变压器的第二绕组316，并且u相电路可以包括第一绕组308和第二绕组316。相应地，该电路的线圈匝数可以是第一绕组308的线圈匝数和第二绕组316的线圈匝数之和。如本领域技术人员所熟知的，电压大小与线圈匝数成正比。在电力变压器的输入侧的线圈匝数一定的情况下，可以通过调节输出侧的线圈匝数来获得期望的输出电压。例如，可以通过调节第一绕组308的线圈匝数和/或第二绕组316的线圈匝数来获得期望的u相电路的输出电压。作为示例，此时u相电路的输出电压的电压可以是130千伏。
54.当转换引线110的第二端置于第三屏蔽电极106中时，转换引线110可以连接到导线引线320并进而连接到电力变压器的导线324，并且u相电路可以包括第一绕组308和导线324。相应地，该电路的线圈匝数可以是第一绕组308的线圈匝数。由于此时的线圈匝数小于转换引线110’连接到第二绕组引线312时的线圈匝数，因此此时的u相电路的输出电压将小于转换引线110’连接到第二绕组引线312时的u相电路的输出电压。作为示例，此时u相电路的输出电压可以是63千伏。
55.从上述方案中可以看出，可以通过转动根据本实用新型实施例的电压转换装置的
转换杆来对电力变压器的输出电压的电压值进行转换。因此，使用根据本实用新型实施例的电压转换装置可以方便快捷地实现电力变压器的电压转换。
56.另外，根据本实用新型实施例的电压转换装置所包括的屏蔽电极和转换杆成本低廉。如图4所示，三相电力变压器的每一相电路可以使用三个屏蔽电极和一个转换杆。例如，u相电路、v相电路和w相电路可以分别使用三个屏蔽电极和一个转换杆。因此，总共可以使用九个屏蔽电极和三个转换杆。屏蔽电极和转换杆的成本低廉。利用根据本实用新型实施例的电压转换装置来代替无载分接开关可以大大减少电力变压器的成本。如前所述，在现有技术中，三相电力变压器需要使用三个无载分接开关。根据本实用新型实施例的三个电压转换装置的成本也远小于三个无载分接开关的成本。
57.此外，当将该电压转换装置与电力变压器的其他部件一起装配在箱体中时，由于屏蔽电极和转换杆的体积都较小，因此仅需要少量的装配空间。相应地，用于制造电力变压器箱体的金属材料和用于支持电力变压器工作的变压器油的需求量也较小。
58.本实用新型的实施例还提供了一种电力变压器。该电力变压器可以包括上面结合图1至图4描述的用于电力变压器的电压转换装置100。
59.在整个本说明书中使用的术语“示例性”意味着“用作示例、实例或例示”，并不意味着比其他实施例“优选”或“具有优势”。出于提供对所描述技术的理解的目的，具体实施方式包括具体细节。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实施这些技术。在一些实例中，为了避免对所描述的实施例的概念造成难以理解，公知的结构和装置以框图形式示出。
60.如本文中使用的，术语“包括”以及其变型表示开放的术语，含义是“包括但不限于”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一实施例”表示“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”表示“至少一个其他实施例”。术语“第一”、“第二”等可以指代不同的或相同的对象。下面可以包括其他的定义，无论是明确的还是隐含的，除非上下文中明确地指明，否则一个术语的定义在整个说明书中是一致的。
61.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。