专利名称：新型带补偿端子的电炉变压器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及输变电系统，属于可电容补偿的电炉用变压装置，特别是新型带补偿端子的电炉变压器。
背景技术：
现有大型电炉由于其自然功率因数较低，一般均采用高压、中压或低压补偿方式， 但就效果看，则普遍采用中压补偿或低压补偿方式。中压补偿方式主要是在中压调压线圈端头，或者单独设立补偿用的固定电压端头，一般采用IOkV直接进行电容补偿，相对于低压侧补偿，其投资偏小，但其缺点为一、由于只补偿了高压及中压线圈及线路，其节电效果较小；二、如果中压补偿回路出现短路故障，电缆头绝缘击穿或补偿装置出现短路故障，则直接影响到电炉变压器的安全。低压补偿方式主要是将低压电容器接在低压侧输出头上进行补偿，其节电效果好，但其存在的缺点为一、在实际冶炼过程中，二次电压变化范围较大，因此在低电压情况下，由于电容器的补偿容量随电压的平方成正比关系，其功率因数提高不明显；二、由于电容器的电压选择不能低于最高电压，要想达到理想的补偿效果，其补偿容量非常大，因此投资金额也相应较大。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种新型带补偿端子的电炉变压器，既能保障电炉变压器的安全，又能提高自然功率因数，节能效果好，投资较小。本实用新型的目的是这样实现的一种新型带补偿端子的电炉变压器，包括主变压器和串联变压器，主变压器由粗调开关、细调开关、粗调绕组、细调绕组、中压补偿绕组、 高压基本绕组、低压基本绕组和抽头、接线端子构成，串联变压器由串变高压绕组和串变低压绕组组成，粗调绕组由第一段粗调绕组、第二段粗调绕组、第三段粗调绕组和粗调抽头构成，第一段粗调绕组、第二段粗调绕组和第三段粗调绕组依次串联连接，第一粗调抽头依次经依次串接的第一段粗调绕组、第二段粗调绕组和第三段粗调绕组连接第四抽头，第一段粗调绕组和第二段粗调绕组之间接有第二抽头，第二段粗调绕组和第三段粗调绕组之间接有第三抽头，高压基本绕组两端分别连接高压始端接线端子和高压末端接线端子，中压补偿绕组两端分别连接中压始端接线端子和中压末端接线端子，调压末端接线端子连接从第二段粗调绕组与第三段粗调绕组之间引出的第三抽头，粗调绕组的粗调抽头通过粗调开关连接细调绕组的一端，从细调绕组上所分别引接出的细调抽头连接串变高压绕组的一端， 串变高压绕组的另一端连接调压始端接线端子，低压基本绕组的一端接有低压始端接线端子，低压基本绕组的另一端连接有串变低压绕组的一端，串变低压绕组的另一端连接低压末端接线端子，低压基本绕组的两端分别连接低压补偿始端接线端子和低压补偿末端接线端子，低压补偿始端接线端子和低压补偿末端接线端子分别连接补偿电容的两极。由于电炉变压器多采用主、串变调压方式，即采用低压基本绕组的固定输出电压 U1与串变低压绕组的可变电压Δ U2进行合形叠加，其输出电压为u = Ul± Δ U2，即本实用新型的补偿原理为将电容直接接在U1的两端，本实用新型补偿结构通过大量实验证明，其优点为①补偿效果好，与二次输出电压无关，在冶炼全过程，本实用新型的功率因数均可保证在0. 95以上；②产品安全等级更高，当产品补偿端子发生短路，或电容器出现故障时，由于变压器高低压之间阻抗较大其电炉变压器不会损坏；③投资小，由于采用固定电压补偿， 其投资只有现有传统低压补偿的2/3 ；④扩展性好，如果考虑电容器的电压等级及使用寿命，可直接在低压绕组的输出端头上配接一个固定的升压变压器，并采用IOkV电压等级的电容进行补偿；⑤节能效果好，其节能效果等同于低压补偿方式。
下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。附图1为本实用新型的电路连接结构示意图。
具体实施方式
一种新型带补偿端子的电炉变压器，如附图所示，包括主变压器和串联变压器，主变压器由粗调开关K0、细调开关K1、粗调绕组WT1、细调绕组WT2、中压补偿绕组W1、高压基本绕组W2、低压基本绕组W3和抽头、接线端子构成，串联变压器由串变高压绕组W4和串变低压绕组W5组成，粗调绕组WTl由第一段粗调绕组R1、第二段粗调绕组R2、第三段粗调绕组R3和粗调抽头构成，第一段粗调绕组R1、第二段粗调绕组R2和第三段粗调绕组R3依次串联连接，第一粗调抽头TCl依次经依次串接的第一段粗调绕组R1、第二段粗调绕组R2和第三段粗调绕组R3连接第四抽头TC4，第一段粗调绕组Rl和第二段粗调绕组R2之间接有第二抽头TC2，第二段粗调绕组R2和第三段粗调绕组R3之间接有第三抽头TC3，高压基本绕组W2两端分别连接高压始端接线端子A和高压末端接线端子X，中压补偿绕组Wl两端分别连接中压始端接线端子Am3和中压末端接线端子Am4，调压末端接线端子Am2连接从第二段粗调绕组R2与第三段粗调绕组R3之间引出的第三抽头TC3，粗调绕组WTl的粗调抽头通过粗调开关KO连接细调绕组WT2的一端，从细调绕组WT2上所分别引接出的细调抽头 Tx连接串变高压绕组W4的一端，串变高压绕组W4的另一端连接调压始端接线端子Ami，以使主变压器进行多级粗细调节电压，低压基本绕组W3的一端接有低压始端接线端子a，低压基本绕组W3的另一端连接有串变低压绕组W5的一端，串变低压绕组W5的另一端连接低压末端接线端子χ，低压基本绕组W3的两端分别连接低压补偿始端接线端子al和低压补偿末端接线端子XI，低压补偿始端接线端子al和低压补偿末端接线端子Xl分别连接补偿电容C的两极，使低压基本绕组W3与补偿电容C相并联。如附图所示，主变压器由粗调开关K0、细调开关K1、粗调绕组WTl (分三段)、细调绕组WT2 (分11级)、高压基本绕组W2、低压基本绕组W3以及中压补偿绕组Wl组成，串联变压器由串变高压绕组W4和串变低压绕组W5组成；低压基本绕组W3的一端直接引出始端子a和补偿电容始端子al，低压基本绕组W3的另一端连接串变低压绕组W5的一端，并引出低压补偿末端接线端子xl，串变低压绕组W5的另一端引出低压末端接线端子X，即直接从低压基本绕组W3两端引出低压补偿始端接线端子al和低压补偿末端接线端子χ 1，使得补偿电压恒定，低压补偿始端接线端子al和低压补偿末端接线端子χ 1分别与电容C的两极连接，与低压基本绕组W3并联的电容C可大大减小低压补偿容量。
4[0010]串变高压绕组W4的一端连接调压始端接线端子Ami，调压末端接线端子Am2连接到粗调绕组中间段(即第二段粗调绕组R2与第三段粗调绕组R3之间)，串变高压绕组 W4的另一端连接到细调开关K1的任一抽头上，将变压器的调压结构由粗细调开关(型号 12471G)结构改变成传统的“8”字结构的正反调(士21级)主串变结构，大大降低了变压器的制造成本。串变低压绕组W5所缠绕的铜线截面面积大于低压基本绕组W3所缠绕的铜线截面面积。本实用新型将(补偿)电容(器)通过特殊连接方式连接，并通过低压补偿接线端子引出，同时将电容的直接接到输出补偿端子上。以30000kVA的电石炉为例，30000kVA的电石炉是由三台单相的IOOOOkVA 电炉变压器组成，其二次冶炼电压为140V M0V，共27档，在未补偿前，其自然功率因数Coscj5=O. 72，如需将电石炉的自然功率补偿到0. 92以上，其补偿容量需为 QC=30000X0. 72X[tgcos_1 (-0. 92) — tgcos-1 (-0. 72) ] =11618kVar (无功功率单位)，采用 190V的低压电压电容量。如果采用传输低压补偿，其电容量电压需采用240V，并要考虑在略低电压下的补偿效果，还需增加10%的余量，其补偿容量最少在(250/190)2X1. 1X11618 = 20391 kVar, 因此其投资金额仅为传统补偿方式的57%，投资规模较小。由于增加了补偿电容量，其主变与串变的低压输出电流将不相等，串变低压电流大于主变低压电流。另外，本实用新型通过连线方式改变粗细调压结构，可直接用正反调方式设计变压器，大大降低变压器成本，同时为大于35档以上的电炉变压器提供一种新型思路(本次设计为士21级，即43档)。
权利要求1. 一种新型带补偿端子的电炉变压器，包括主变压器和串联变压器，主变压器由粗调开关(KO)、细调开关(Kl)、粗调绕组(WTl)、细调绕组(WT2)、中压补偿绕组(Wl)、高压基本绕组(W》、低压基本绕组(w;3)和抽头、接线端子构成，串联变压器由串变高压绕组(W4)和串变低压绕组(WO组成，粗调绕组(WTl)由第一段粗调绕组(Rl)、第二段粗调绕组(R2)、 第三段粗调绕组(旧)和粗调抽头构成，第一段粗调绕组(Rl)、第二段粗调绕组(似)和第三段粗调绕组(旧)依次串联连接，第一粗调抽头(TCl)依次经依次串接的第一段粗调绕组 (Rl)、第二段粗调绕组(似)和第三段粗调绕组(旧)连接第四抽头(TC4)，第一段粗调绕组 (Rl)和第二段粗调绕组(似)之间接有第二抽头(TC2)，第二段粗调绕组(似)和第三段粗调绕组0 )之间接有第三抽头(TC3)，高压基本绕组(M)两端分别连接高压始端接线端子 (A)和高压末端接线端子(X)，中压补偿绕组(Wl)两端分别连接中压始端接线端子(Am3) 和中压末端接线端子(Am4)，调压末端接线端子(Απ )连接从第二段粗调绕组(似)与第三段粗调绕组(旧)之间引出的第三抽头(TC3)，粗调绕组(WTl)的粗调抽头通过粗调开关 (KO)连接细调绕组(WT2)的一端，从细调绕组(WT2)上所分别引接出的细调抽头(Tx)连接串变高压绕组(W4)的一端，串变高压绕组(W4)的另一端连接调压始端接线端子(Ami)，低压基本绕组(W;3)的一端接有低压始端接线端子(a)，低压基本绕组(W;3)的另一端连接有串变低压绕组(WO的一端，串变低压绕组(WQ的另一端连接低压末端接线端子(χ )，其特征在于低压基本绕组(W;3)的两端分别连接低压补偿始端接线端子(al)和低压补偿末端接线端子(xl)，低压补偿始端接线端子(al)和低压补偿末端接线端子(Xl)分别连接补偿电容(C)的两极。
专利摘要本实用新型公开了一种新型带补偿端子的电炉变压器，包括主变压器和串联变压器，主变压器由粗调开关、细调开关、粗调绕组、细调绕组、中压补偿绕组、高压基本绕组、低压基本绕组和抽头、接线端子构成，串联变压器由串变高压绕组和串变低压绕组组成，低压基本绕组的两端分别连接低压补偿始端接线端子和低压补偿末端接线端子，低压补偿始端接线端子和低压补偿末端接线端子分别连接补偿电容的两极。本实用新型既能保障电炉变压器的安全，又能提高自然功率因数，节能效果好，投资较小。
文档编号H01F27/28GK202150326SQ20112023724
公开日2012年2月22日 申请日期2011年7月7日 优先权日2011年7月7日
发明者吴明环, 姚永建, 马雯 申请人:新疆升晟股份有限公司