四分裂组合式变压器的制作方法

本发明属于变压器技术领域，更具体地说，是涉及一种四分裂组合式变压器。

背景技术：

组合式变压器具有一二次集成度高、安装使用方便、安全可靠等特点，除在城市配电领域有大量应用外，近些年相关技术被移植到了光伏发电领域。随着技术的发展，人们在不断追求更高的发电效率，其中一个实现途径是应用大容量多分裂组合式变压器，现有的低压四分裂变压器技术有以下三种：

第一种为低压轴向四分裂式，如图3所示，由铁心5、第五高压绕组6、低压绕组(分别为第三低压绕组33、第四低压绕组34、第五低压绕组35、第六低压绕组36)组成。高压绕组和低压绕组绕制在铁心上，高压为整体结构，位于低压绕组内侧，低压绕组分裂为四部分：第三低压绕组33、第四低压绕组34、第五低压绕组35、第六低压绕组36沿轴向均匀排列，这是最常用的一种技术。这种分裂方式有以下缺点：一、由于高压绕组位于内侧，其分接抽头引出工艺复杂，增加了出问题的几率，另外由于高压绕组靠近铁心，需要的绝缘距离大，造成损耗增加；二、分裂的四个低压绕组之间由于绝缘及结构需要设置了绝缘间隙，而高压绕组为一个整体，这就造成了安匝不平衡，一方面使变压器附加损耗增加，另一方面使短路时产生的短路力增加，影响变压器的安全稳定性；三、四个低压绕组在漏磁场中所处的位置不同，造成了其各自对高压的阻抗不平衡，运行时会造成输出电压的不平衡，严重时会影响变压器的正常运行；四、这种分裂形式会导致变压器器身高度大幅增加，稳定性相应降低，对于大容量的产品甚至会超出运输外限。

第二种为轴向双分裂+辐向交错分裂的分裂形式，如图4所示，由铁心5、高压绕组(分别为第三高压绕组23、第四高压绕组24)、低压绕组(分别为第七低压绕组37、第八低压绕组38、第九低压绕组39、第十低压绕组40)组成。从铁心算起，沿辐向依次为低压绕组、高压绕组，高压绕组两路并联，轴向分为23和24，低压绕组分裂为4个，四个低压绕组分为两组，第七低压绕组37和第八低压绕组38一组，轴向上与第三高压绕组23对应，第九低压绕组39和第十低压绕组40一组，轴向上与第四高压绕组24对应。每一组中两个低压绕组部分，即第七低压绕组37与第八低压绕组38、第九低压绕组39与第十低压绕组40交叠绕制，电气上互相绝缘。这种分裂形式降低了变压器的高度，安匝平衡好，但仍有缺陷：最大缺陷是辐向交错分裂的两个低压间的分裂阻抗过小，即第七低压绕组37与第八低压绕组38、第九低压绕组39与第十低压绕组40间，由于其耦合属于紧密耦合，它们之间的分裂阻抗非常小，背离了高分裂阻抗的要求，对分裂运行不利。另一个缺陷是由于辐向交错分裂的两个低压绕组沿辐向没有换位造成了两个1/4容量下的穿越阻抗不平衡，造成输出电压的不均衡。

第三种方式是第二种的改良方案，如图5所示，由铁心5、高压绕组(分别为第六高压绕组25、第七高压绕组26)、低压绕组(分别为第十一低压绕组311、第十二低压绕组312、第十三低压绕组321、第十四低压绕组322、第十五低压绕组331、第十六低压绕组332、第十七低压绕组341、第十八低压绕组342)组成。从铁心算起，沿辐向依次为低压绕组、高压绕组，高压绕组两路并联，轴向分为第六低压绕组25和第七高压绕组26，低压绕组分裂为8个，8个低压绕组分为两组，第十一低压绕组311、第十二低压绕组312、第十三低压绕组321、第十四低压绕组322一组，轴向上与第六高压绕组25对应，第十五低压绕组331、第十六低压绕组332、第十七低压绕组341和第十八低压绕组342一组，轴向上与第七高压绕组26对应；辐向交错分裂的两个低压绕组在辐向进行了交叉换位，虽然解决了两个1/4容量下的穿越阻抗不平衡的问题，但也带来了诸如绕制工艺复杂及安匝不平衡等问题。而且，辐向交错分裂的两个低压间的分裂阻抗偏小的问题仍没有解决。

对于一些有特殊外限要求的变压器，特别是对宽度与高度有严格限制的，由于技术方案固有的问题，造成以上三种低压四分裂变压器均存在超限的风险。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种四分裂组合式变压器，以解决现有技术中存在的1/4容量穿越阻抗一致性差、分裂阻抗偏小、变压器器身超限的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种四分裂组合式变压器，包括油箱、及结构相同的第一器身和第二器身，所述第一器身和第二器身均设置在油箱内，所述第一器身和第二器身均为三相三柱式，所述第一器身和第二器身的铁心均包括三个芯柱，每个芯柱上由里至外依次绕制低压绕组结构和高压绕组结构，所述高压绕组结构和低压绕组结构同心排列，所述高压绕组结构沿轴向分成等容量等匝数的第一高压绕组和第二高压绕组，所述低压绕组结构沿轴向分裂为第一低压绕组和第二低压绕组，所述第一低压绕组和第二低压绕组沿辐向分别与第一高压绕组和第二高压绕组相对应，所述第一高压绕组和第二高压绕组并联后输出；所述第一器身和第二器身的低压绕组结构共分裂为四路；

所述第一器身和第二器身的每相高压输出端与其它两相高压输出端的连接方式为d接，所述第一器身和第二器身的三相高压输出端并联输出，所述第一器身和第二器身的低压输出端连接方式为y接。

进一步地，所述第一器身和第二器身的每相高压输出端均串联后备式熔断器和插入式熔断器。

进一步地，所述第一器身和第二器身的三相输出端对应并联后与负荷开关串联。

进一步地，所述第一器身和第二器身并列设置在油箱内。

进一步地，所述第一器身与第二器身之间通过铁心夹件相连。

进一步地，所述油箱为全真空式油箱。

进一步地，所述油箱及油箱内片式散热器的承压能力为：正压100kpa、负压133pa。

进一步地，所述油箱顶部充有干燥氮气。

进一步地，所述第一器身和第二器身的高压绕组结构共用一个分接开关。

本发明提供的四分裂组合式变压器的有益效果在于：与现有技术相比，本发明的1/4容量穿越阻抗一致性好、分裂阻抗高且安全可靠、变压器容量大，额定容量可以提高到现有技术的二倍；同时整体结构简化、紧凑，可靠性高，整体高度与宽度较现有技术均有所降低，更加适用于对高度与宽度外限有特定要求的场合。本发明应用于光伏发电站可与四台逆变器配合使用，不但提高了变电效率，还大大减少了变压器的占地面积，节省了投资。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的四分裂组合式变压器中高压绕组结构的接线原理图；

图2为本发明实施例提供的四分裂组合式变压器中单个芯柱的接线原理图；

图3为现有技术中低压轴向四分裂变压器的接线原理图；

图4为现有技术中轴向双分裂+辐向交错分裂变压器的接线原理图；

图5为现有技术中辐向交错分裂变压器的接线原理图；

其中，图中各附图标记：

i-第一器身，ii-第二器身；1-后备式熔断器，2-插入式熔断器，3-负荷开关，4-芯柱，21-第一高压绕组，22-第二高压绕组，31-第一低压绕组，32-第二低压绕组；5-铁心，6-第五高压绕组，33-第三低压绕组，34-第四低压绕组，35-第五低压绕组，36-第六低压绕组；23-第三高压绕组，24-第四高压绕组，37-第七低压绕组，38-第八低压绕组，39-第九低压绕组，40-第十低压绕组；25-第六高压绕组，26-第七高压绕组，311-第十一低压绕组，312-第十二低压绕组，321-第十三低压绕组，322-第十四低压绕组，331-第十五低压绕组，332-第十六低压绕组，341-第十七低压绕组，342-第十八低压绕组。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1、2，现对本发明提供的四分裂组合式变压器进行说明。所述四分裂组合式变压器，包括油箱、及结构相同的第一器身i和第二器身ii，所述第一器身i和第二器身ii均设置在油箱内，所述第一器身i和第二器身ii均为三相三柱式，所述第一器身i和第二器身ii的铁心均包括三个芯柱4，每个芯柱4上由里至外依次绕制低压绕组结构和高压绕组结构，所述高压绕组结构和低压绕组结构同心排列，所述高压绕组结构沿轴向分成等容量等匝数的第一高压绕组21和第二高压绕组22，所述低压绕组结构沿轴向分裂为第一低压绕组31和第二低压绕组32，所述第一低压绕组31和第二低压绕组32沿辐向分别与第一高压绕组21和第二高压绕组22相对应，所述第一高压绕组21和第二高压绕组22并联后输出；所述第一器身i和第二器身ii的低压绕组结构共分裂为四路；

其中，所述第一器身i和第二器身ii的每相高压输出端与其它两相高压输出端的连接方式为d接，所述第一器身i和第二器身ii的三相高压输出端再两两并联输出，所述第一器身i和第二器身ii的低压输出端的连接方式为y接。

本发明提供的四分裂组合式变压器，与现有技术相比，具有以下几个优点：

一、1/4容量穿越阻抗一致性好：四个低压绕组是完全相同的，其在漏磁场中的相对位置完全相同或对称，可以有效保证四个1/4容量穿越阻抗的一致性，从而保证输出电压的平衡性。

二、分裂阻抗高，安全可靠：四个低压之间不存在紧密耦合，可以保证较大的分裂阻抗，符合分裂变压器的性能要求，有利于变压器分裂运行。

三、组合式变压器容量可以做的更大，额定容量可以提高到现有技术的二倍。

四、变压器高度与宽度较现有技术均有所降低，更加适用于对高度与宽度外限有特定要求的场合。

五、变压器器身整体结构简化、紧凑，可靠性高。

本发明应用于光伏发电站可与四台逆变器配合使用，不但提高了变电效率，还大大减少了变压器的占地面积，节省了投资。

进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的四分裂组合式变压器的一种具体实施方式，所述第一器身i和第二器身ii的每相高压输出端均串联后备式熔断器1和插入式熔断器2。应用后备式熔断器及插入式熔断器作为保护元件。后备式熔断器及插入式熔断器串联于高压接线中，由于后备式熔断器及插入式熔断器具有一定的安秒特性，选型按电流大小选取，与变压器容量、电压、短路阻抗相关联。目前，由于受熔断器选型的限制，组合式变压器容量一般不超3200kva(额定电压35kv、短路阻抗5.75％)。

进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的四分裂组合式变压器的一种具体实施方式，所述第一器身i和第二器身ii的三相输出端对应并联后与负荷开关3串联，并经套管引出。

其中，第一器身和第二器身的高压绕组结构共用一个分接开关。

进一步地，在本发明的一个具体实施例中，所述第一器身i和第二器身ii并列设置在油箱内。并且所述第一器身i与第二器身ii之间通过铁心夹件相连，共用一个油箱使变压器结构更紧凑。

安装过程中，将第一器身和第二器身的铁心先进行单铁心叠积，待铁心起立后，再通过螺栓铁心夹件将两个铁心组合成一体，提高了叠积效率。

进一步地，作为本发明提供的四分裂组合式变压器的一种具体实施方式，所述油箱采用全真空式油箱。其中，变压器中冷却器采用片式散热器，所述油箱及油箱内片式散热器的承压能力为：正压100kpa、负压133pa，不出现不允许的永久变形。

进一步地，作为本发明提供的四分裂组合式变压器的一种具体实施方式，所述油箱顶部充有干燥氮气，不使用储油柜，应对变压器油随温度变化而产生的体积变化。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。