帶串聯變壓器的電調型電調器

1采用串聯變壓器直接控制系統的二次電壓調節結構與電力變壓器相比，二次電壓低，電流大，壓寬（通常25%-50%）。在電爐變壓器運行過程中,需要改變二次電壓,一般采用變磁通調壓、串聯變壓器調壓、自耦變壓器調壓三種調壓方法。當不要求二次電壓級差相等時,可用高壓基本繞組串聯調壓繞組的結構形式來實現二次電壓調節。當要求二次電壓級差相等時,就得采用自耦變壓器調壓器和主變壓器加串聯變壓器的結構形式來實現二次電壓調節。采用串聯變壓器調壓這種結構形式主要有以下優點:(1)調壓范圍廣;(2)一次電壓不受分接開關絕緣水平的限制,可由63～220kV高壓直接降低到電爐所需的低壓,省去了中間變電站;(3)調壓繞組經特殊設計可接補償電容器,以補償電網的功率因數;(4)主變可以在恒磁密下工作,在容量較大時設計較為經濟;(5)分接開關的電流可大大降低。2主、串變低壓提高主變壓電串聯變壓器調壓的電爐變壓器的原理接線圖如圖1所示。串聯變壓器調壓的電壓相量圖如圖2所示。帶串聯變壓器調壓的變壓器由主變和串變組成。主變有高壓繞組、低壓繞組和調壓繞組。串聯變壓器有高壓繞組和低壓繞組。主變、串變的低壓繞組通常是采用8字繞組。將一次電壓施加在主變高壓繞組時,通過電磁感應,主變低壓繞組產生恒定的電壓,主變調壓繞組也產生恒定的電壓。通過分接開關,將主變調壓繞組的各級電壓施加在串變高壓繞組上,此時串變低壓繞組也隨高壓繞組電壓變化而變化。由于主、串變低壓繞組是串聯在一起的,所以它們的合成電壓將是二個低壓繞組電壓的代數和。當分接開關正接時,合成電壓等于主變低壓繞組電壓與串變低壓繞組電壓之和;當分接開關反接時,合成電壓等于主變低壓繞組電壓與串變低壓繞組電壓之差。由于調壓繞組各級之間的匝數相同,所以電壓級差相等,施加在串變高壓繞組上的電壓級差也相等,從而使得串變低壓繞組電壓級差相等。圖1所示的調壓繞組也可兼作電容補償繞組。本例子采用Y聯結,兼作電容補償繞組時,亦可采用D聯結,如圖3、圖4所示。當調壓繞組不兼作電容補償繞組時,調壓繞組的自身可不聯結,而采用Y聯結分接開關,如圖5所示。當然,圖1和圖3所示的原理接線圖亦可用在不接電容補償的場合。與圖5相比,接線較多,當在不兼作電容補償時,通常采用圖5所示的原理接線圖。圖1和圖3所示的原理接線圖均需采用D聯結分接開關,而圖5所示的原理接線圖只需采用星形聯結分接開關。圖6表示變壓器在正、反接情況下運行時的能量流向。在正分接下,主變高壓繞組從電網上吸收能量P,它分解成P1和P2兩部分,P1傳給低壓繞組,P2傳給調壓繞組。串變高壓繞組通過分接開關得到P2,再感應給低壓繞組。這樣低壓繞組輸出容量P=P1+P2。在負分接下,主變高壓繞組從電網上吸取能量P,它全部傳給低壓繞組,低壓繞組輸出能量為P。此外在變壓器內部還有一個環流能量ΔP,它在主變、串變低壓繞組、串變高壓繞組及主變調壓繞組間環流,并不流向負載。這個環流是采用反向調壓而產生的。它的存在使得4個繞組的電流增大,損耗亦增加。所以在運行時盡量采用正分接運行較為經濟。3結構形式這種電爐變壓器通常采用同一個油箱,主變和串變通過結構件結合在一起,整體裝配。油箱常采用鐘罩式結構。3.1分組排列主變的三個繞組在鐵心柱上的排列順序為鐵心—調壓—高壓—低壓。串聯變壓器二個繞組在鐵心柱上排列順序為:鐵心—高壓—低壓。3.2壓功率電繞式繞制主變高壓繞組采用連續式(35kV及以下)或糾結-連續式(110kV),調壓繞組通常為10kV級,采用多螺旋式繞組。串變高壓繞組連續式,主、串變的低壓繞組采用8字形雙餅式繞組。8字形繞組是這種變壓器特有的繞組型式。這種特殊的雙餅式繞組,屬于主變繞組的線餅叫做大餅,屬于串變繞組的線餅叫做小餅。為了減少體積,大小餅外徑之間的距離越小越好,通常為80～130mm。8字形繞組的繞制方式有兩種:一種是在繞線機上分別繞制大小餅,再在專用平臺上將大小餅之間的聯線焊起來;另一種是在繞線機上繞制大餅,并留出足夠的導線長度,再在專用的平臺上將小餅用手工繞出來。前者適用于并繞根數較多的情況,而后者用于并繞根數較少(≤3)的情況。3.3變的壓電5.2美變的增壓5.1繞組往鐵心上套裝,也可采用二種方式,一種是分體套裝,一種是整體套裝。分體套裝時,分別將主變的調壓繞組及高壓繞組先套裝好,并將串變高壓繞組套裝好后,再套裝8字形低壓繞組。整體套裝時,先將各繞組套裝在模具上,然后整體套裝在主、串變鐵心上。為了使套裝順利進行,分體套裝時,8字形繞組與二個高壓繞組間要留有足夠的套裝裕度;整體套裝時,內部繞組與鐵心柱間要留有足夠的套裝裕度。4該計劃的要點4.1低壓和串變的低壓最高電壓設計這種變壓器時,需首先按照變壓器的調壓范圍來確定主變低壓和串變的低壓最高電壓。主變低壓電壓:Ud1=(Udm+Udn)/2串變的最高電壓:Ud2=(Udm-Udn)/2式中Udm——低壓最高電壓Udn——低壓最低電壓4.2調解組電壓的選擇在不兼作電容補償繞組時,調壓繞組電壓由設計者自行確定,通常為9500V左右。聯結方式如圖4所示。4.38串變鐵心直徑8字形繞組大小餅的匝數通常是相同的,但當調壓范圍較小時,串變低壓最高電壓也較小。如大小餅采用相同的匝數,就會使得串變鐵心直徑太小,鐵心柱又高又細,機械強度較低。在這種情況下,