双高压变压器及其调压方法与流程

本发明涉及变压器制造技术领域，具体涉及双高压变压器及其调压方法。

背景技术：

随着现代工业的不断发展，用电量持续增多，对供电系统的要求也越来越高，电量需求的增多使得产生供电半径增大，变压器容量需求增大、调压比例需求多样化等一系列问题。

现有的广泛用于城乡电网中普通变压器，变压器制造完成，它一侧的电压就相应固定，常规的双高压变压器高压侧电压为2倍关系，如可在20kv和10kv两种电压模式下转换，电压调压百分比也是相同的，即额定电压为[20000(10000)±2×2.5％]/400v，如图1-3所示为常规双段圆筒式线圈的结构形式和普通双高压变压器高压引线的连接形式，高压线圈分为上下两部分，其上半部线圈左绕向,下半部线圈右绕向，当上下两部分线圈串联时，变压器高压侧运行电压为20kv，当上下两部分线圈并联时，变压器高压侧运行电压为10kv，切换开关共分三层，第一层串并联转换，二三层调压，这种线圈绕制结构的特点是线圈分接出头较多，只适用于二倍关系的双高压电压等级变压，无法满足部分客户的任意两个高压等级的特殊要求。

技术实现要素：

为克服现有技术中所存在的上述不足，本发明提供了双高压变压器，本发明属于变压器制造领域中的一种新型的变压器器身结构型式，主要用于电压等级为35kv及以下的变压器线圈器身引线，其优点在于三段圆筒式线圈结构，均为左绕向，绕制时采用单根或两根轴向并绕的方式，线圈绕制过程中不需要任何换位，结构合理，绕制方便，可靠性高；高压侧两个电压等级为非二倍关系，调压范围广泛，变压器的使用范围可以大大扩展；把调压线圈集中放置在线圈一，节省了分接出头空间，利于引线制作；通过组合开关，实现了线圈二和线圈三的串联与并联的便捷的转换，进而实现了双高压的电压等级的可改变性；开关采用二层结构，器身上部的空间大大缩小，节省了变压器的引线长度，节省了变压器油的使用量，节省了变压器的油箱制造成本，从整体上大大降低变压器设计制造成本，经济合理。

本发明的技术方案：双高压变压器，包括高压线圈部分和开关部分，所述线圈部分a、b、c三相每一相结构相同，均由从上至下依次连接的三组线圈构成，每组线圈的导线均逐层绕制在统一套设的多层绝缘筒上，所述导线从最内侧绝缘筒的上端引入，沿轴向层式绕制，经逐层变换导线沿轴向的缠绕方向，最终于最外层的下端引出，形成三段圆筒式线圈；以a相为例，最上端的线圈一具有一个总的引入端点a和一个总的引出端点a2，所述线圈一以x2、x3为界分成两份，前部分引出点为x2，后部分引入点为x3，a与x2之间具有两个引出端点x6、x4，将线圈a到x2分成三份，x3与a2之间具有两个引出端点x5、x7，将线圈x3到a2分成三份，x2、x3、x4、x5、x6、x7为线圈的分接调压部分；线圈二具有单个引入端点a3和单个引出端点a4；线圈三具有单个引入端点a5和单个引出端点a6；导线分别从线圈一的八个端点、线圈二的两个端点和线圈三的两个端点延伸至变压器器身外部的连接点；线圈一的引出端点a2与线圈二的引入端点a3相连，线圈三的引出端点a6与零线相连；所述开关部分为双层结构的条形分接开关，包括上下并行设置的接线板组件一、接线板组件二和与之配合使用的上层开关齿轮驱动组件、下层开关齿轮驱动组件；所述接线板组件一包括接线板一，接线板组件二包括接线板二，所述接线板组件一与接线板组件二上均设有多组引线端子，所述接线板组件一与接线板组件二通过两侧的接线板定位架相固连，所述接线板组件一上设有多组可沿其长度方向滑动的上层滑动触点，所述上层滑动触点固连于穿过其内部的上层滑动齿条，所述接线板组件二上设有多组可沿其长度方向滑动的下层滑动触点，所述下层滑动触点固连于穿过其内部的下层滑动齿条；所述上层开关齿轮驱动组件包括固连于接线板组件一的第一驱动齿轮盘和设于第一驱动齿轮盘驱动端并与上层滑动齿条配合使用的第一驱动齿轮，所述下层开关齿轮驱动组件包括固连于接线板组件一的第二驱动齿轮盘和设于第二驱动齿轮盘驱动端并与下层滑动齿条配合使用的第二驱动齿轮，所述接线板组件一上的上层引线端子分别与线圈二与线圈三的引入端和引出端a3、a4、a5、a6相连，接线板组件二上的下层引线端子，分别与线圈一上的引出端的六个端点x2、x3、x4、x5、x6、x7相连；b相与c相结构与a相相同，其中a、b、c为每相线圈的头部，a6、b6、c6为每相线圈的尾部。

与现有技术相比，本发明的双高压变压器具有以下进步：

(1)结构合理，绕制方便，可靠性高：三段圆筒式线圈结构，均为左绕向，绕制时采用单根或两根轴向并绕的方式，线圈绕制过程中不需要任何换位；

(2)适用范围广：高压侧两个电压等级为非二倍关系，调压范围广泛，变压器的使用范围可以大大扩展；

(3)设计巧妙：把调压线圈集中放置在线圈一，节省了分接出头空间，利于引线制作；通过组合开关，实现了线圈二和线圈三的串联与并联的便捷的转换，进而实现了双高压的电压等级的可改变性；

(4)制造成本低：开关采用二层结构，器身上部的空间大大缩小，节省了变压器的引线长度，节省了变压器油的使用量，节省了变压器的油箱制造成本，从整体上大大降低变压器设计制造成本，经济合理。

作为优化，所述线圈二的引入端a3与引出端a4之间、线圈三的引入端a5与引出端a6之间的线圈匝数相同、绕制方法及绕向均一致。绕制时均为左绕向，采用单根或两根轴向并绕的方式，线圈绕制过程中不需要任何换位，绕制匝数相同，互换性高，串并联切换调压范围为整数倍，便于计算和使用。

作为优化，以a相为例，所述线圈一从线圈中部以x2、x3为界分成匝数相同的两份，前半部分引出点为x2，后半部分引入点为x3，a与x2之间具有两个引出端点x6、x4，将线圈a到x2均匀分成三份，x3与a2之间具有两个引出端点x5、x7，将线圈x3到a2均匀分成三份，x2、x3、x4、x5、x6、x7构成线圈的分接调压部分，b相与c相结构与a相相同。匝数分配均匀，在选择时每次选择出的匝数均为倍数关系，使每次调压电压值变换间隔相等。

作为优化，以a相为例，所述线圈一从线圈尾部以x2、x3为界分成匝数不等的两份，前部分匝数多，引出点为x2，后部仅留有较少匝数，引入点为x3，a与x2之间具有两个引出端点x6、x4，x3与a2之间具有两个引出端点x5、x7，x2、x3、x4、x5、x6、x7构成线圈的分接调压部分，b相与c相结构与a相相同。匝数分配可按需选择，使每次调压电压值变换间隔不相等，可以实现按调压值需求定制调压范围。

作为优化，所述接线板组件一上设有三组上层引线端子，分别对应a、b、c三相，每组设有五处接线端，以a相为例，在五处接线端中选择相连的四处接线端与线圈二与线圈三的引入端和引出端a3、a4、a5、a6相连；接线板组件二上设有三组下层引线端子，分别对应a、b、c三相，每组设有六处接线端，以a相为例，对应与线圈一的六个分接调压引出端x2、x3、x4、x5、x6、x7相连，b相与c相结构与a相相同。预留合适的接线端数目，优化了开关部分的长度，降低制作成本。

作为优化，所述接线板组件一上设有三组上层滑动触点分别对应a、b、c三相，每组设有两个并行设置的引线端子串接件；所述接线板组件二上设有三组可沿其长度方向滑动的下层滑动触点，每组设有一个引线端子串接件；每个引线端子串接件可将两个接线端串联。上下两层配合使用，便于三相电同时进行电压调整。

本发明还提供了双高压变压器的调压方法，所述开关部分通过上下并行的接线板组件一、接线板组件二和与之配合使用的上层开关齿轮驱动组件、下层开关齿轮驱动组件分别控制线圈二和线圈三的串并联两种工况和线圈一引出端的选择；以a相为例，当上层滑动触点的两个引线端子串接件将a3与a5串接、a4与a6串接时，线圈二与线圈三并联，当引线端子串接件将a5与a4串接时，线圈二与线圈三串联；所述线圈一由x2和x3分为两部分，a到x2之间的两个引出点x6和x4将线圈一的前部分分成了三段，即a与x6、x4、x2串联时分别对应三个电阻值，x3到a2之间的两个引出点x5和x7将线圈一的后部分分成了三段，即a2与x3、x5、x7串联时分别对应三个电阻值，下层滑动触点的引线端子串接件将线圈一的前部分的一组线圈与后部分的一组线圈相串接，即x2与x3、x3与x4、x4与x5、x5与x6、x6与x7，可实现五组线圈匝数的选择，线圈二与线圈三串联时，线圈一选择x2与x3、x3与x4、x4与x5串接，实现三组电压的转换；线圈二与线圈三并联时，线圈一选择x4与x5、x5与x6、x6与x7串接，实现三组电压的转换，通过线圈一引出端的选择与线圈二和线圈三的串联或并联工况相组合，可实现六个不同电压等级的转换。

与现有技术相比，本发明的双高压变压器的调压方法，通过设置特殊的线圈结构，结合调压开关，实现了电压调节可实现调压等级不是2倍关系，电压调压百分比也不相同，本发明在实际使用中可调电压为15000v、15750v、16500v、20000v、21000v、22000v，实现了15kv和20kv电压等级的转换。

附图说明

图1是背景技术中双段圆筒式线圈的结构示意图；

图2是背景技术中普通双高压变压器高压引线的结构示意图；

图3是背景技术中普通双高压变压器高压引线的侧视图；

图4是本发明的双高压变压器的三段圆筒式线圈的结构示意图；

图5是本发明的双高压变压器的三段圆筒式线圈的俯视图；

图6是本发明的双高压变压器的高压接线原理图；

图7是本发明的双高压变压器的高压串联接线原理图；

图8是本发明的双高压变压器的高压并联接线原理图；

图9是本发明的双高压变压器的任意双高压变压器高压引线接线图；

图10是本发明的双高压变压器的任意双高压变压器高压引线接线图的侧视图；

图11是本发明的双高压变压器的开关部分的结构示意图；

图12是本发明的双高压变压器的开关部分的结构示意图。

附图标记：

1-线圈部分，11-线圈一、111-绝缘筒，12-线圈二，13-线圈三，14-导线；2-开关部分，21-上层开关齿轮驱动组件、211-第一驱动齿轮盘、212-第一驱动齿轮，22-下层开关齿轮驱动组件、221-第二驱动齿轮盘、222-第二驱动齿轮，23-接线板组件一、231-接线板一、232-上层滑动触点、233-上层滑动齿条、234-上层引线端子，24-接线板组件二、241-接线板二、242-下层滑动触点、243-下层滑动齿条、244-下层引线端子、245-接线板定位架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式(实施例)对本发明作进一步的说明，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，但并不作为对本发明限制的依据。

参见图4-12，双高压变压器，包括高压线圈部分1和开关部分2，所述线圈部分a、b、c三相每一相结构相同，均由从上至下依次连接的三组线圈构成，每组线圈的导线14均逐层绕制在统一套设的多层绝缘筒111上，所述导线14从最内侧绝缘筒的上端引入，沿轴向层式绕制，经逐层变换导线沿轴向的缠绕方向，最终于最外层的下端引出，形成三段圆筒式线圈；以a相为例，最上端的线圈一11具有一个总的引入端点a和一个总的引出端点a2，所述线圈一11以x2、x3为界分成两份，前部分引出点为x2，后部分引入点为x3，a与x2之间具有两个引出端点x6、x4，将线圈a到x2分成三份，x3与a2之间具有两个引出端点x5、x7，将线圈x3到a2分成三份，x2、x3、x4、x5、x6、x7为线圈的分接调压部分；线圈二12具有单个引入端点a3和单个引出端点a4；线圈三13具有单个引入端点a5和单个引出端点a6；导线分别从线圈一11的八个端点、线圈二12的两个端点和线圈三13的两个端点延伸至变压器器身外部的连接点；线圈一11的引出端点a2与线圈二12的引入端点a3相连，线圈三13的引出端点a6与零线相连；所述开关部分2为双层结构的条形分接开关，包括上下并行设置的接线板组件一23、接线板组件二24和与之配合使用的上层开关齿轮驱动组件21、下层开关齿轮驱动组件22；所述接线板组件一23包括接线板一231，接线板组件二24包括接线板二241，所述接线板组件一23与接线板组件二24上均设有多组引线端子234/244，所述接线板组件一23与接线板组件二24通过两侧的接线板定位架245相固连，所述接线板组件一23上设有多组可沿其长度方向滑动的上层滑动触点232，所述上层滑动触点232固连于穿过其内部的上层滑动齿条233，所述接线板组件二24上设有多组可沿其长度方向滑动的下层滑动触点242，所述下层滑动触点242固连于穿过其内部的下层滑动齿条243；所述上层开关齿轮驱动组件21包括固连于接线板组件一23的第一驱动齿轮盘211和设于第一驱动齿轮盘211驱动端并与上层滑动齿条233配合使用的第一驱动齿轮212，所述下层开关齿轮驱动组件22包括固连于接线板组件一23的第二驱动齿轮盘221和设于第二驱动齿轮盘221驱动端并与下层滑动齿条243配合使用的第二驱动齿轮222，所述接线板组件一23上的上层引线端子234分别与线圈二12与线圈三13的引入端和引出端a3、a4、a5、a6相连，接线板组件二24上的下层引线端子244，分别与线圈一11上的引出端的六个端点x2、x3、x4、x5、x6、x7相连；b相与c相结构与a相相同，其中a、b、c为每相线圈的头部，a6、b6、c6为每相线圈的尾部。

作为一个具体实施例：所述线圈二12的引入端a3与引出端a4之间、线圈三13的引入端a5与引出端a6之间的线圈匝数相同、绕制方法及绕向均一致。绕制时均为左绕向，采用单根或两根轴向并绕的方式，线圈绕制过程中不需要任何换位，绕制匝数相同，互换性高，串并联切换调压范围为整数倍，便于计算和使用。

作为一个具体实施例：以a相为例，所述线圈一11从线圈中部以x2、x3为界分成匝数相同的两份，前半部分引出点为x2，后半部分引入点为x3，a与x2之间具有两个引出端点x6、x4，将线圈a到x2均匀分成三份，x3与a2之间具有两个引出端点x5、x7，将线圈x3到a2均匀分成三份，x2、x3、x4、x5、x6、x7构成线圈的分接调压部分，b相与c相结构与a相相同。匝数分配均匀，在选择时每次选择出的匝数均为倍数关系，使每次调压电压值变换间隔相等。

作为一个具体实施例：以a相为例，所述线圈一11从线圈尾部以x2、x3为界分成匝数不等的两份，前部分匝数多，引出点为x2，后部仅留有较少匝数，引入点为x3，a与x2之间具有两个引出端点x6、x4，x3与a2之间具有两个引出端点x5、x7，x2、x3、x4、x5、x6、x7构成线圈的分接调压部分，b相与c相结构与a相相同。匝数分配可按需选择，使每次调压电压值变换间隔不相等，可以实现按调压值需求定制调压范围。

作为一个具体实施例：所述接线板组件一23上设有三组上层引线端子234，分别对应a、b、c三相，每组设有五处接线端，以a相为例，在五处接线端中选择相连的四处接线端与线圈二12与线圈三13的引入端和引出端a3、a4、a5、a6相连；接线板组件二24上设有三组下层引线端子244，分别对应a、b、c三相，每组设有六处接线端，以a相为例，对应与线圈一11的六个分接调压引出端x2、x3、x4、x5、x6、x7相连，b相与c相结构与a相相同。预留合适的接线端数目，优化了开关部分的长度，降低制作成本。

作为一个具体实施例：所述接线板组件一23上设有三组上层滑动触点232分别对应a、b、c三相，每组设有两个并行设置的引线端子串接件；所述接线板组件二24上设有三组可沿其长度方向滑动的下层滑动触点242，每组设有一个引线端子串接件；每个引线端子串接件可将两个接线端串联。上下两层配合使用，便于三相电同时进行电压调整。

参见图7、图8，本发明还提供了双高压变压器的调压方法，所述开关部分2通过上下并行的接线板组件一23、接线板组件二24和与之配合使用的上层开关齿轮驱动组件21、下层开关齿轮驱动组件22分别控制线圈二12和线圈三13的串并联两种工况和线圈一11引出端的选择；以a相为例，当上层滑动触点232的两个引线端子串接件将a3与a5串接、a4与a6串接时，线圈二12与线圈三13并联，当引线端子串接件将a5与a4串接时，线圈二12与线圈三13串联；所述线圈一11由x2和x3分为两部分，a到x2之间的两个引出点x6和x4将线圈一11的前部分分成了三段，即a与x6、x4、x2串联时分别对应三个电阻值，x3到a2之间的两个引出点x5和x7将线圈一11的后部分分成了三段，即a2与x3、x5、x7串联时分别对应三个电阻值，下层滑动触点242的引线端子串接件将线圈一11的前部分的一组线圈与后部分的一组线圈相串接，即x2与x3、x3与x4、x4与x5、x5与x6、x6与x7，可实现五组线圈匝数的选择，线圈二12与线圈三13串联时，线圈一11选择x2与x3、x3与x4、x4与x5串接，实现三组电压的转换；线圈二12与线圈三13并联时，线圈一11选择x4与x5、x5与x6、x6与x7串接，实现三组电压的转换，通过线圈一11引出端的选择与线圈二12和线圈三13的串联或并联工况相组合，可实现六个不同电压等级的转换。

参见表1，作为一个具体实施例：使用本发明所提供的双高压变压器，当线圈二12与线圈三13串联时，线圈一11选择x2与x3、x3与x4或x4与x5串接，依次可实现22000v、21000v、20000v三组电压的转换；线圈二12与线圈三13并联时，线圈一11选择x4与x5、x5与x6或x6与x7串接，依次可实现16500v、15750v、15000v三组电压的转换，通过线圈一11引出端的选择与线圈二12和线圈三13的串联或并联工况相组合，实现了六个不同电压等级的转换。

表1双高压变压器调压接口

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，凡在本用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本用新型的保护范围之内。