帶串聯(lián)變壓器的電調(diào)型電調(diào)器

帶串聯(lián)變壓器的電調(diào)型電調(diào)器

1采用串聯(lián)變壓器直接控制系統(tǒng)的二次電壓調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)與電力變壓器相比，二次電壓低，電流大，壓寬（通常25%-50%）。在電爐變壓器運(yùn)行過(guò)程中,需要改變二次電壓,一般采用變磁通調(diào)壓、串聯(lián)變壓器調(diào)壓、自耦變壓器調(diào)壓三種調(diào)壓方法。當(dāng)不要求二次電壓級(jí)差相等時(shí),可用高壓基本繞組串聯(lián)調(diào)壓繞組的結(jié)構(gòu)形式來(lái)實(shí)現(xiàn)二次電壓調(diào)節(jié)。當(dāng)要求二次電壓級(jí)差相等時(shí),就得采用自耦變壓器調(diào)壓器和主變壓器加串聯(lián)變壓器的結(jié)構(gòu)形式來(lái)實(shí)現(xiàn)二次電壓調(diào)節(jié)。采用串聯(lián)變壓器調(diào)壓這種結(jié)構(gòu)形式主要有以下優(yōu)點(diǎn):(1)調(diào)壓范圍廣;(2)一次電壓不受分接開(kāi)關(guān)絕緣水平的限制,可由63～220kV高壓直接降低到電爐所需的低壓,省去了中間變電站;(3)調(diào)壓繞組經(jīng)特殊設(shè)計(jì)可接補(bǔ)償電容器,以補(bǔ)償電網(wǎng)的功率因數(shù);(4)主變可以在恒磁密下工作,在容量較大時(shí)設(shè)計(jì)較為經(jīng)濟(jì);(5)分接開(kāi)關(guān)的電流可大大降低。2主、串變低壓提高主變壓電串聯(lián)變壓器調(diào)壓的電爐變壓器的原理接線圖如圖1所示。串聯(lián)變壓器調(diào)壓的電壓相量圖如圖2所示。帶串聯(lián)變壓器調(diào)壓的變壓器由主變和串變組成。主變有高壓繞組、低壓繞組和調(diào)壓繞組。串聯(lián)變壓器有高壓繞組和低壓繞組。主變、串變的低壓繞組通常是采用8字繞組。將一次電壓施加在主變高壓繞組時(shí),通過(guò)電磁感應(yīng),主變低壓繞組產(chǎn)生恒定的電壓,主變調(diào)壓繞組也產(chǎn)生恒定的電壓。通過(guò)分接開(kāi)關(guān),將主變調(diào)壓繞組的各級(jí)電壓施加在串變高壓繞組上,此時(shí)串變低壓繞組也隨高壓繞組電壓變化而變化。由于主、串變低壓繞組是串聯(lián)在一起的,所以它們的合成電壓將是二個(gè)低壓繞組電壓的代數(shù)和。當(dāng)分接開(kāi)關(guān)正接時(shí),合成電壓等于主變低壓繞組電壓與串變低壓繞組電壓之和;當(dāng)分接開(kāi)關(guān)反接時(shí),合成電壓等于主變低壓繞組電壓與串變低壓繞組電壓之差。由于調(diào)壓繞組各級(jí)之間的匝數(shù)相同,所以電壓級(jí)差相等,施加在串變高壓繞組上的電壓級(jí)差也相等,從而使得串變低壓繞組電壓級(jí)差相等。圖1所示的調(diào)壓繞組也可兼作電容補(bǔ)償繞組。本例子采用Y聯(lián)結(jié),兼作電容補(bǔ)償繞組時(shí),亦可采用D聯(lián)結(jié),如圖3、圖4所示。當(dāng)調(diào)壓繞組不兼作電容補(bǔ)償繞組時(shí),調(diào)壓繞組的自身可不聯(lián)結(jié),而采用Y聯(lián)結(jié)分接開(kāi)關(guān),如圖5所示。當(dāng)然,圖1和圖3所示的原理接線圖亦可用在不接電容補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)合。與圖5相比,接線較多,當(dāng)在不兼作電容補(bǔ)償時(shí),通常采用圖5所示的原理接線圖。圖1和圖3所示的原理接線圖均需采用D聯(lián)結(jié)分接開(kāi)關(guān),而圖5所示的原理接線圖只需采用星形聯(lián)結(jié)分接開(kāi)關(guān)。圖6表示變壓器在正、反接情況下運(yùn)行時(shí)的能量流向。在正分接下,主變高壓繞組從電網(wǎng)上吸收能量P,它分解成P1和P2兩部分,P1傳給低壓繞組,P2傳給調(diào)壓繞組。串變高壓繞組通過(guò)分接開(kāi)關(guān)得到P2,再感應(yīng)給低壓繞組。這樣低壓繞組輸出容量P=P1+P2。在負(fù)分接下,主變高壓繞組從電網(wǎng)上吸取能量P,它全部傳給低壓繞組,低壓繞組輸出能量為P。此外在變壓器內(nèi)部還有一個(gè)環(huán)流能量ΔP,它在主變、串變低壓繞組、串變高壓繞組及主變調(diào)壓繞組間環(huán)流,并不流向負(fù)載。這個(gè)環(huán)流是采用反向調(diào)壓而產(chǎn)生的。它的存在使得4個(gè)繞組的電流增大,損耗亦增加。所以在運(yùn)行時(shí)盡量采用正分接運(yùn)行較為經(jīng)濟(jì)。3結(jié)構(gòu)形式這種電爐變壓器通常采用同一個(gè)油箱,主變和串變通過(guò)結(jié)構(gòu)件結(jié)合在一起,整體裝配。油箱常采用鐘罩式結(jié)構(gòu)。3.1分組排列主變的三個(gè)繞組在鐵心柱上的排列順序?yàn)殍F心—調(diào)壓—高壓—低壓。串聯(lián)變壓器二個(gè)繞組在鐵心柱上排列順序?yàn)?鐵心—高壓—低壓。3.2壓功率電繞式繞制主變高壓繞組采用連續(xù)式(35kV及以下)或糾結(jié)-連續(xù)式(110kV),調(diào)壓繞組通常為10kV級(jí),采用多螺旋式繞組。串變高壓繞組連續(xù)式,主、串變的低壓繞組采用8字形雙餅式繞組。8字形繞組是這種變壓器特有的繞組型式。這種特殊的雙餅式繞組,屬于主變繞組的線餅叫做大餅,屬于串變繞組的線餅叫做小餅。為了減少體積,大小餅外徑之間的距離越小越好,通常為80～130mm。8字形繞組的繞制方式有兩種:一種是在繞線機(jī)上分別繞制大小餅,再在專用平臺(tái)上將大小餅之間的聯(lián)線焊起來(lái);另一種是在繞線機(jī)上繞制大餅,并留出足夠的導(dǎo)線長(zhǎng)度,再在專用的平臺(tái)上將小餅用手工繞出來(lái)。前者適用于并繞根數(shù)較多的情況,而后者用于并繞根數(shù)較少(≤3)的情況。3.3變的壓電5.2美變的增壓5.1繞組往鐵心上套裝,也可采用二種方式,一種是分體套裝,一種是整體套裝。分體套裝時(shí),分別將主變的調(diào)壓繞組及高壓繞組先套裝好,并將串變高壓繞組套裝好后,再套裝8字形低壓繞組。整體套裝時(shí),先將各繞組套裝在模具上,然后整體套裝在主、串變鐵心上。為了使套裝順利進(jìn)行,分體套裝時(shí),8字形繞組與二個(gè)高壓繞組間要留有足夠的套裝裕度;整體套裝時(shí),內(nèi)部繞組與鐵心柱間要留有足夠的套裝裕度。4該計(jì)劃的要點(diǎn)4.1低壓和串變的低壓最高電壓設(shè)計(jì)這種變壓器時(shí),需首先按照變壓器的調(diào)壓范圍來(lái)確定主變低壓和串變的低壓最高電壓。主變低壓電壓:Ud1=(Udm+Udn)/2串變的最高電壓:Ud2=(Udm-Udn)/2式中Udm——低壓最高電壓Udn——低壓最低電壓4.2調(diào)解組電壓的選擇在不兼作電容補(bǔ)償繞組時(shí),調(diào)壓繞組電壓由設(shè)計(jì)者自行確定,通常為9500V左右。聯(lián)結(jié)方式如圖4所示。4.38串變鐵心直徑8字形繞組大小餅的匝數(shù)通常是相同的,但當(dāng)調(diào)壓范圍較小時(shí),串變低壓最高電壓也較小。如大小餅采用相同的匝數(shù),就會(huì)使得串變鐵心直徑太小,鐵心柱又高又細(xì),機(jī)械強(qiáng)度較低。在這種情況下,