一种内置式变压器限流装置及限制变压器短路的方法与流程

本发明涉及一种内置式变压器限流装置及限制变压器短路的方法。

背景技术：

随着大容量电力变压器的应用，短路电流也随之增加，短路故障的发生会危及变压器的动热稳定性。内置式变压器限流装置不同于传统的限流装置，它的主要工作原理是：限流装置置于变压器油箱内，限流装置中的快速开关与限流电抗器并联，变压器正常工作时，快速开关闭合，限流电抗器被短接；当短路故障发生时，快速开关断开，限流电抗器接入提高阻抗以限制短路电流，同时在限流电抗器两端并联电容器，以抑制发生短路时电抗器两端的过电压。

内置式限流装置更适应用在新建变压器中。与其他类型限流装置比较，内置式限流装置具有动作迅速、开断能力强、限流效果优异及节能等显著特点。限流电抗器与快速开关并联，使其可在变压器正常运行时减少损耗，但是现有的高阻抗变压器的高阻抗特性在系统正常运行时，不利于节能，且经济性比较差。同时，变压器阻抗电压越高，变压器的尺寸也就越大，制造成本也越高。

技术实现要素：

本发明的目的之一是提供一种内置式变压器限流装置，能够克服现有技术中存在的不足，在发生短路故障时投入限流电抗器进行限流，减小短路电流对变压器的冲击，延长变压器寿命；

本发明的目的之二是提供一种用该内置式变压器限流装置限制变压器短路的方法，能够减小短路电流对变压器的冲击，延长变压器寿命。

一种内置式变压器限流装置，其特别之处在于：包括第一支路、第二支路和第三支路，该第一支路、第二支路和第三支路各自的一端同时接三绕组变压器高压侧的中性点而其另一端分别引出作为a相接线端、b相接线端和c相接线端，其中该第一支路、第二支路和第三支路均由电容器、限流电抗器和快速开关三者并联组成。

包括两端开口的屏蔽铝筒，该屏蔽铝筒的两端分别通过法兰安装有盆式绝缘子，在该屏蔽铝筒内的两个盆式绝缘子之间依次安装有电容器快速开关并联装置、环氧树脂筒，在该环氧树脂筒上缠绕有限流电抗器线圈。

其中电容器快速开关并联装置包括并联的电容器和快速开关。

其中环氧树脂筒底部设有环氧树脂筒支架，该环氧树脂筒支架底部与屏蔽铝筒底部的法兰连接。

其中环氧树脂筒通过法兰与环氧树脂筒支架连接。

其中环氧树脂筒顶部通过法兰与电容器快速开关并联装置底部连接。

一种限制变压器短路的方法，其特别之处在于，包括如下步骤：

(1)在三相三绕组变压器的高压绕组和中性点之间分别串入满足限流要求的限流电抗器；

(2)在限流电抗器两端并联快速开关，当短路电流发生时，在短路电流过零时通过断开快速开关投入限流电抗器，而当变压器正常运行时，限流电抗器被快速开关短路。

步骤中限流要求是指60％的短路电流。

步骤中在限流电抗器两端还并联有电容器，从而限制投入限流电抗器时在其两端产生的暂态过电压。

本发明与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体体现在以下几个方面：使用本发明内置式限流装置，实现限流电抗器的自动投切，阻抗的自主调节，降低短路电流对新研制变压器及在运变压器的冲击，同时降低损耗、维护便捷。使用本发明内置式限流装置及方法可以实现变压器电抗器一体化设计。

附图说明

附图1为本发明的电路原理图；

附图2为本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明提供了一种内置式变压器限流装置，包括第一支路、第二支路和第三支路，该第一支路、第二支路和第三支路各自的一端同时接三绕组变压器1高压侧的中性点而其另一端分别引出作为a相接线端、b相接线端和c相接线端，其中该第一支路、第二支路和第三支路均由电容器2、限流电抗器3和快速开关4三者并联组成。

本发明装置的具体结构包括两端开口的屏蔽铝筒7，该屏蔽铝筒7的两端分别通过法兰6安装有盆式绝缘子5，在该两个盆式绝缘子5之间依次安装有电容器快速开关并联装置8、环氧树脂筒10，在该环氧树脂筒10上缠绕有限流电抗器线圈11。其中电容器快速开关并联装置8包括并联的电容器2和快速开关4。其中环氧树脂筒10底部设有环氧树脂筒支架12，该环氧树脂筒支架12底部与屏蔽铝筒7底部的法兰6连接，电容器快速开关并联装置8顶部与屏蔽铝筒7顶部的法兰6不接触。

其中环氧树脂筒10通过法兰6与环氧树脂筒支架12连接。另外环氧树脂筒10顶部通过法兰6与电容器快速开关并联装置8底部连接。

一种限制变压器短路的方法，包括如下步骤：

(1)在三相三绕组变压器的高压绕组和中性点之间分别串入满足限流要求的限流电抗器3；

(2)在限流电抗器3两端并联快速开关4，当短路电流发生时，在短路电流过零时通过断开快速开关4投入限流电抗器3，而当至变压器正常运行时，限流电抗器3被快速开关4短路。

步骤(1)中限流要求是指短路电流应被限制至原短路电流的60％以下。例如以63mva，110/38.5/10.5kv变压器为例，变压器高中绕组的短路阻抗百分数为10.5％，变压器的运行方式选取高中运行方式，高中阻抗的有名值为xhl＝20.167ω。则电抗器电抗值应不小于限制40％短路电流所需要的电抗值

步骤(1)中在限流电抗器3两端还并联有电容器2，从而限制投入限流电抗器3时在其两端产生的暂态过电压。

实施例1：

以下结合附图对本发明做进一步详述：如图1所示，包括三绕组变压器1，电容器2，限流电抗器3，快速开关4。

一种内置式变压器限流装置，包括限流电抗器线圈11，铝筒，盆式绝缘子5，法兰6，环氧树脂筒10，快速开关4，电容器2，其特点是限流电抗器3、快速开关4、电容器2三者并联。

参见图2，为本发明的一种内置式变压器限流装置结构，包括盆式绝缘子5、法兰6、屏蔽铝筒7、电容器快速开关并联装置8、sf6充气孔9、环氧树脂筒10、限流电抗器线圈11和环氧树脂筒支架12，其中铝筒7和线圈11的辐向距离取为50mm左右，减少屏蔽铝筒7对限流电抗器3电抗值得影响，限流电抗器线圈11缠绕在环氧树脂筒10上。法兰6与限流电抗器线圈11的距离取为100mm左右，一方面减少铝质法兰6中涡流的效用，另一方面是降低在法兰6中产生的短路电动力，以免对盆式绝缘子5带来不可承受的短路冲击。

一种利用上述装置限制变压器短路的方法，包括以下步骤：

(1)在三相变压器的高压绕组和中性点之间分别串入满足限流要求(60％的短路电流)的电抗器；

(2)安装限流电抗器3自动投切装置：在限流电抗器3两端并联快速开关4，当短路电流发生时，能在短路电流过零时快速投入限流电抗器3，变压器正常运行时，限流电抗器3被短路；

(3)为限制投入限流电抗器3在其两端产生的暂态过电压，在其两端并联一定电容值的电容器2。

本发明的内置式变压器限流装置结构具有节能和快速动作，降低短路电流对变压器绕组的冲击。利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述的技术效果的，均是落入本发明的保护范围。