一种适用于季节性或时段性负荷变化分明的调容变压器的制作方法

本发明涉及一种适用于季节性或时段性负荷变化分明的调容变压器，具有大级差的额定容量，可实现有载调容功能，属于配电变压器技术领域。

背景技术：

基于冬季雾霾频发，我国有的地市大力推行煤改电，并且推出晚9点至早6点的“峰谷电价补贴政策”，使冬季用电高峰负荷率高达70～80％，而夏季用电高峰负荷率可能仅有20～30％，春、秋两季负荷率更低至10％以下。

写字楼等办公场所具有明显的时段性负荷，工作时间负荷率高，而非工作时间负荷率却很低。

普通调容变压器高容量档位与低容量档位的额定容量之比约为3.15：1，如315(100)kVA调容变压器，315kVA为高容量档位额定容量，100kVA为低容量档位额定容量。当用电负荷较低，变压器运行在低容量档位时，空载损耗为高容量档位下的1/3，起到节能的目的。这种变压器适用于负荷波动较小的地区，但针对季节性负荷变化分明，且负荷差距很大的地区，如已施行煤改电的地区，虽然也能起到节能的效果，但并不明显。

普通调容变压器在高容量档位时，联结组别为Dyn11，低容量档位时，联结组别为Yyn0。当变压器运行在低容量档位，三相负荷严重不平衡时，会造成低压侧三相电压不平衡，所以变压器在低容量档位运行时，耐受负荷不平衡能力差。

普通调容变压器存在最佳调容点，当负荷大于最佳调容点时，变压器调节到高容量档位运行，当负荷小于最佳调容点时，变压器调节到低容量档位运行，遵行这一原则才可使变压器经济运行，起到节能效果。但这一最佳调容点实际容量小于低容量档位的额定容量，若考虑变压器经济运行性，变压器的低容量档位无法满容量运行。

技术实现要素：

本发明针对现有调容变压器存在的容量级差小、应用于季节性负荷变化分明且负荷差距很大的地区节能效果不明显的问题，提出一种容量级差大的适用于季节性或时段性负荷变化分明的调容变压器。

该调容变压器，包括高压绕组和低压绕组，高压绕组和低压绕组均设置有N段串并段和一段公共段；高容量档位运行时，高压绕组和低压绕组的各段串并段均是并联后再与各自公共段中的一部分线匝串联运行；低容量档位运行时，高压绕组和低压绕组的各段串并段均是串联后再与各自公共段所在分接档位的匝数串联运行。

所述N段为二至六段。

所述高压绕组和低压绕组的串并联段数以及串并联段匝数与公共段匝数之比根据负荷进行调整。

所述低压绕组为双层圆筒式结构，第一层由N段(二至六段)串并匝数轴向并列绕制，第二层由公共段匝数绕制而成。

所述高压绕组为轴向绕制，轴向上面N段(二至六段)为串并匝数，最后一段匝数为公共段匝数。

所述高压绕组的公共段设置有调整电压的抽头。

所述高压绕组公共段置于高压绕组内侧绕制，串并段匝数在公共段的外侧绕制，且为轴向分段绕制结构。

该变压器，还包括高压进线套管、调容开关和低压进线套管；高压进线套管直接与调容开关相连；调容开关与高压绕组和低压绕组相连，低压进线套管与调容开关连接。

所述高容量档位和低容量档位调容前后联结组别均为Dyn11。

本发明实例实现了级差大的容量调节，与传统调容变压器相比，在不改变变压器联结组别的前提下，通过分别调节变压器高低压绕组的串并联段数的方式，实现变压器额定容量大级差的结构，达到节能的效果。具有如下优点：

1.高容量档位和低容量档位额定容量的级差大，更适合于负荷差距很大的地区。

2.当变压器运行在低容量档位时，空载损耗比常规调容变的空载损耗更低，应用于负荷差距很大的地区，节能效果更显著。

3.调容前后联结组别均为Dyn11，因高容量档位和低容量档位均有D形连接，为零序电流提供通路，提高了变压器耐受负荷不平衡的能力。

4.当负荷小于低容量档位的额定容量时，均可运行在低容量档位，可使变压器的低容量档位满容量运行。

附图说明

图1是本发明中高压绕组和低压绕组的结构示意图。

图2是本发明调容变压器的高容量档位运行原理示意图；

其中(a)为高压绕组的各段接法，(b)低压绕组的各段接法。

图3是本发明调容变压器的低容量档位运行原理示意图；

其中(a)为高压绕组的各段接法，(b)低压绕组的各段接法。

图4是普通调容变压器运行损耗示意图。

图5是本发明容量级差大调容变压器运行损耗示意图。

图中：1、低压绕组，2、高压绕组。

具体实施方式

本发明的一种适用于季节性或时段性负荷变化分明的调容变压器，如图1所示，包括高压绕组2和低压绕组1，高压绕组2和低压绕组1均设置有2-6段串并段和带抽头的公共段。通过调容开关转换，实现调容，高压进线套管直接与调容开关相连，调容开关与高压绕组和低压绕组相连，低压进线套管连接于调容开关，实现低压侧输出。高容量档位和低容量档位调容前后联结组别均为Dyn11。低压绕组1为双层圆筒式，第一层由各段串并匝数轴向并列绕制，第二层由公共段匝数绕制而成。高压绕组2为轴向绕制，轴向上面为2-6段串并匝数，最后一段匝数为公共段匝数。

以下以假设用电负荷峰谷之比大于等于9.5:1，高压绕组2和低压绕组1的串并段为三段为例进行说明。

低压绕组1第一层由三段串并匝数轴向并列绕制，第二层由公共段匝数绕制而成。高压绕组2为轴向四段绕制，轴向上面三段为串并匝数，第四段匝数为公共段匝数。公共段抽头引出位置在高压绕组2的第一段与第二段之间。

参见图2或图3，高压绕组2和低压绕组1均设置有三段串并段和公共段(高压绕组2参见图2或图3中的(a)，低压绕组1参见图2或图3中的(b))。高压绕组2的三段串并段为1-2段、3-4段和5-6段，再串入带抽头的公共段6-11段，公共段中间设置四个(或者六个)抽头。低压绕组1的三段串并段为1-2段、3-4段和5-6段；再串入带抽头的公共段为6-8段，公共段中间设置一个抽头。

如图2所示，变压器运行在高容量档位时，高压绕组2的三段串并段1-2段、3-4段和5-6段并联后再与公共段6-11段的其中一段6-8串联运行(参见图2(a))，低压绕组1的三段串并段1-2段、3-4段和5-6段并联后再与公共段6-8段中一段6-7段串联运行(参见图2(b))。此时，高压线圈中的串并段匝数占高压线圈总匝数的71.43％，低压线圈中的串并段匝数占低压线圈总匝数的71.43％，高压线圈和低压线圈中参与运行的公共段匝数均占其总匝数的7.14％。高容量档位参与运行的匝数(高压线圈中的A(B、C)-8；低压线圈中的a(b、c)-7)占总匝数的78.57％。

如图3所示，变压器运行在低容量档位时，高压绕组2的三段串并段1-2段、3-4段和5-6段串联后再与公共段6-11段的所有匝数串联运行(参见图3(a))，低压绕组1的三段串并段1-2段、3-4段和5-6段串联后再与公共段6-8段所有匝数串联运行(参见图3(b))。此时高压绕组2和低压绕组1中的串并段匝数均占其总匝数的88.2％，公共段匝数占总匝数的11.8％。低容量档位参与运行的匝数(高压线圈中的A(B、C)-11；低压线圈中的a(b、c)-8)占总匝数的100％。

根据计算得出的图4所示的普通调容变压器的运行损耗和图5所示本发明容量级差大的调容变压器的运行损耗，可看出若考虑变压器经济运行性，普通调容变压器存在最佳调容点，而容量级差大调容变压器则不同，当负荷小于低容量档位的额定容量时，均可运行在低容量档位，可使变压器的低容量档位满容量运行。

本实施例高压绕组2和低压绕组1的串并联段采用串并联段为三段的结构方案,相关技术人员可以根据此设计思路设置为其他段数的串并联段，如串并联段可以为四段、五段等。高压绕组2和低压绕组1的串并联段可以为更多，如七段、八段，但此时由于段数增加，会导致加工难度增加，且调容开关也很难实现。综合生产难度和开关实现问题，串并联段为二至六段最为合理。

考虑到高压绕组多段绕制的难度问题，可以将高压绕组的公共段放在高压绕组内侧绕制，串并段匝数放在公共段外侧绕制，且为轴向分段绕制结构。