一种用于柔性直流输电的变压器的制作方法

本发明涉及柔性直流输电技术领域，尤其涉及一种用于柔性直流输电的变压器。

背景技术：

柔性直流输电相比于常规直流输电在理论上不存在换相失败和多条直流馈入同一交流电网相互影响的问题，而且对接入的交流电网没有特殊要求，可以进行各种形式的交直流联网，该柔性直流输电系统一般包括电压源换流器、充电电容、切断开关等。但是，在大电流输电作业中，目前没有能够使柔性直流输电系统中的切断开关快速切断的装置，柔性直流输电系统的直流侧故障自动清除能力较差。一旦柔性直流输电系统的直流侧出现故障，该故障线路中的其它元器件很容易发生损坏，进而影响柔性直流输电系统的正常运行。

因此，为了避免在柔性直流输电系统的直流侧出现故障时，故障线路中的其它元器件发生损坏，快速切断故障线路是十分必要的。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种用于柔性直流输电的变压器，用以在柔性直流输电系统中出现故障线路时，迅速地将该故障线路断开，避免故障线路中其它元器件发生损坏。

该变压器包括：原边绕组、由内向外顺次延周向缠绕在所述原边绕组上的绝缘件、副边绕组；

所述副边绕组用于与柔性直流输电系统中的切断开关并联；

所述绝缘件用于对所述副边绕组和所述原边绕组进行电气隔离；

所述原边绕组用于与所述柔性直流输电系统中的充电电容串联；

所述原边绕组、所述绝缘件、所述副边绕组为一体化制备成型。

在一种可能的设计中，所述原边绕组、所述绝缘件、所述副边绕组通过树脂一体化浇注成型。

在一种可能的设计中，还包括：内轴，套设在所述原边绕组的内壁上。

在一种可能的设计中，所述内轴为玻璃丝网格。

在一种可能的设计中，所述绝缘件沿周向均匀设置有多个过流气道。

在一种可能的设计中，所述原边绕组的材质为铜箔。

在一种可能的设计中，所述副边绕组和所述原边绕组上均设置有接线端子；

所述副边绕组上的接线端子用于与所述切断开关并联；

所述原边绕组上的接线端子用于与所述充电电容串联。

在一种可能的设计中，所述变压器为干式空心变压器。

本发明实施例提供的用于柔性直流输电的变压器，通过设置原边绕组、由内向外顺次延周向缠绕在原边绕组上的绝缘件、副边绕组，并使原边绕组、绝缘件、副边绕组一体化制备成型，保证了原边绕组与副边绕组之间具有较高的耦合性，两者之间的能量能够迅速传递。通过将原边绕组内无铁芯结构，并使其与柔性直流输电系统中的切断开关并联；将原边绕组与柔性直流输电系统中的充电电容串联，保证了当柔性直流输电系统中出现故障线路时，能够迅速地将该故障线路断开，避免故障线路中其它元器件发生损坏，进而确保了柔性直流输电系统的正常运行。

附图说明

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的附图。在附图中：

图1为本发明实施例中用于柔性直流输电的变压器的俯视图；

图2为本发明实施例中用于柔性直流输电的变压器的主视图；

图3为本发明实施例中用于柔性直流输电的变压器的侧视图。

1原边绕组，

2绝缘件，

3副边绕组，

4内轴，

5接线端子。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

柔性直流输电相比于常规直流输电在理论上不存在换相失败和多条直流馈入同一交流电网相互影响的问题，而且对接入的交流电网没有特殊要求，可以进行各种形式的交直流联网，柔性直流输电系统一般包括电压源换流器、充电电容、切断开关等。但是，在大电流输电作业中，目前没有能够使柔性直流输电系统中的切断开关快速切断的装置，柔性直流输电系统的直流侧故障自动清除能力较差。一旦柔性直流输电系统的直流侧出现故障，该故障线路中的其它元器件很容易发生损坏，进而影响柔性直流输电系统的正常运行。

因此，为了避免在柔性直流输电系统的直流侧出现故障时，故障线路中的其它元器件发生损坏，本发明实施例提供了一种用于柔性直流输电的变压器，如附图1所示，该变压器包括：原边绕组1、由内向外顺次延周向缠绕在原边绕组1上的绝缘件2、副边绕组3。其中，副边绕组3用于与柔性直流输电系统中的切断开关并联；绝缘件2用于对副边绕组3和原边绕组1进行电气隔离；原边绕组1用于与柔性直流输电系统中的充电电容串联；原边绕组1、绝缘件2、副边绕组3为一体化制备成型。其中，“空心结构”指的是：原边绕组1为内无铁芯结构，能量传递并不是通过铁芯磁路进行传递。

在柔性直流输电作业过程中，当柔性直流输电系统中出现故障线路时，充电电容开始放电，原边绕组1导通，能量在原边绕组1与副边绕组3的高耦合性下迅速传递(由于原边绕组1、绝缘件2、副边绕组3为一体化环氧树脂浇注成型，保证了原边绕组1与副边绕组3之间的耦合面积。因此，原边绕组1与副边绕组3之间具有很高的耦合性，能量能够迅速传递)，副边绕组3迅速产生感应电流，该感应电流会与该故障电流叠加，待电流过零点后，切断开关迅速断开，即该故障线路瞬间断开。

本发明实施例提供的用于柔性直流输电的变压器，通过设置原边绕组1、由内向外顺次延周向缠绕在原边绕组1上的绝缘件2、副边绕组3，并使原边绕组1、绝缘件2、副边绕组3一体化制备成型，保证了原边绕组1与副边绕组3之间具有较高的耦合性，两者之间的能量能够迅速传递。通过利用绝缘件2对原边绕组1和副边绕组3进行电气隔离，满足了原边绕组1、副边绕组3的高耐压峰值。通过将原边绕组1设置为内无铁芯结构，并使其与柔性直流输电系统中的充电电容串联；将副边绕组3与柔性直流输电系统中的切断开关并联，保证了当柔性直流输电系统中出现故障线路时，能够迅速地将该故障线路断开，避免故障线路中其它元器件发生损坏，进而确保了柔性直流输电系统的正常运行。

其中，副边绕组3可以采用大规格铜导线多并叠螺旋绕制而成，其首末端通过铜螺母引出，并与大电流柔性直流输电系统中的切断开关并联。

原边绕组1采用抗短路电流较强的铜箔绕制而成，其首末出线通过铜排引出，并与充电电容串联。

为了在保证原边绕组1与副边绕组3之间的耦合性的同时，制备简单、环保，可以将原边绕组1、绝缘件2、副边绕组3通过树脂一体化浇注成型。

进一步地，为在上述浇注过程中保证浇注厚度，避免浇注不均匀，如附图2所示，该变压器还包括：内轴4。该内轴4套设在原边绕组1的内壁上。

其中，内轴4为非铁磁性材质，其可以由h级绝缘材料绕制加工而成。

具体地，该内轴4可以为抗开裂性能较强的玻璃丝网格。

为了保证本发明实施例提供的变压器在作业过程中具有较好的散热性，增加其使用寿命，可以将绝缘件2沿周向均匀设置有多个过流气道。具体地，该绝缘件2可以采用h级绝缘气道板沿周向粘贴而成。

为了保证原边绕组1和副边绕组3能够分别与切断开关和充电电容顺利连接，可以在原边绕组1和副边绕组3上设置接线端子5，参见附图3。其中，副边绕组3上的接线端子5用于与切断开关并联；原边绕组1上的接线端子5用于与充电电容串联。

为了保证本发明实施例提供的变压器具有机械强度高。抗短路能力强，局部放电小，热稳定性好，可靠性高，使用寿命长等，可以将该变压器设置为干式变压器。

综上，本发明提供的变压器结构简单，易于安装,在柔性直流输电用树脂浇注干式空心变压器的性能满足要求的情况下，原边绕组1、副边绕组3通过高耦合面积进行能量传递，提高了系统故障电流的切断速度，减少了系统发生短路故障时的风险。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。