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申请/专利权人：保定天威保变电气股份有限公司

摘要：本发明涉及一种UPFC工程串联变压器双连续内屏蔽式网侧绕组结构，属于变压器技术领域。技术方案是：采用双连续内屏蔽式绕组结构；由多根并联绕组工作导线（2）和绕组屏蔽线（3）绕制而成，工作导线在轴向上两根并联，轴向并联导线间采用油道垫块隔开，轴向并联导线间不换位；工作导线在幅向上两根及以上导线并联，幅向并联工作导线间交叉换位；屏蔽线设置在幅向并联工作导线间和绕组的匝间，屏蔽线与工作导线根数相同。本发明解决了UPFC工程串联变压器雷电冲击试验中网侧绕组首末端同时入波时网侧绕组段间梯度、网侧绕组自身振荡电压、网侧绕组对阀侧绕组的传递过电压以及网侧绕组和阀侧绕组间电位差都非常高的技术难题，提高了变压器的安全可靠性。

主权项：1.一种UPFC工程串联变压器双连续内屏蔽式网侧绕组结构，其特征在于采用双连续内屏蔽式绕组结构；该绕组结构为饼式绕组，首端在上部进线，末端在下部出线，由多根并联绕组工作导线（2）和绕组屏蔽线（3）绕制而成；所述绕组结构，由多根并联工作导线绕制而成，并联工作导线根数根据变压器参数是4根或4+2k（k=1、2、3……）根；工作导线在轴向上两根并联，轴向并联导线间采用油道垫块隔开，轴向并联导线间不换位；工作导线在幅向上两根及以上导线并联，幅向并联工作导线间交叉换位；屏蔽线设置在幅向并联工作导线间和绕组的匝间，屏蔽线与工作导线根数相同，与幅向并联工作导线交错布置，每根工作导线的内径侧都紧挨一根屏蔽线，屏蔽线与工作导线绕向相反；屏蔽线的连接方式为四段屏；整个绕组结构由首端双连续内屏蔽式绕组段、中部普通双连续绕组段、末端双连续内屏蔽式绕组段三部分组成；首末端双连续内屏蔽式绕组段的线饼由工作导线和屏蔽线共同组成，每两段线饼组成一个绕组单元；中部普通双连续绕组段线饼仅有工作导线，没有屏蔽线，绕组匝间采用层间垫条填充，使其幅向尺寸与绕组首末端屏蔽段相同；末端双连续内屏蔽式绕组段是首端双连续内屏蔽式绕组段以绕组轴向高度中心镜像而来，其绕组段数、匝数、屏蔽方式与首端双连续内屏蔽式绕组段一致；所述绕组结构的串联电容是螺旋式绕组的5～10倍，解决了UPFC工程串联变压器雷电冲击试验中网侧绕组首末端同时入波时网侧绕组段间梯度、网侧绕组自身振荡电压、网侧绕组对阀侧绕组的传递过电压以及网侧绕组和阀侧绕组间电位差都非常高的技术难题，提高了变压器的安全可靠性。

全文数据：一种UPFG工程串联变压器双连续内屏蔽式网侧绕组结构技术领域[0001]本发明涉及一种UPFC工程串联变压器双连续内屏蔽式网侧绕组结构，属于变压器技术领域。背景技术[0002]随着电能输送对快速、精确控制的需求不断提高，柔性交流输电技术越来越走向实用化，而统一潮流控制器UPFC是目前最具代表性、功能最丰富的系统控制元件。UPFC工程串联变压器是整个UPFC中直接和高压电网相连、技术含量非常高的变压器类设备。UPFC工程串联变压器使用条件与普通电力变压器相比有很大区别。UPFC1程串联变压器的突出特点和使用条件是：1串联变压器在电路上由网侧绕组、阀侧绕组和第三绕组构成；2网侧绕组直接串联在线路中，没有接地点。网侧绕组首末端子间电压差较小，但是其绝缘水平很高，首末端绝缘水平相同，是全绝缘变压器。绝缘试验要求网侧绕组首末端子连接后同时入波进行雷电冲击试验，对串联变压器绝缘系统构成特别考核。阀侧绕组联接UPFC晶闸管控制回路;第三绕组接成角接，用于减少三次谐波；3当系统发生短路时，阀侧绕组开路，要求网侧绕组承受较高的系统电压，变压器需持续100ms运行不损坏；4阀侧绕组短路，网侧绕组流过的短路电流远大于普通电力变压器。[0003]本发明是针对UPFC工程串联变压器绝缘试验要求网侧绕组首末端子连接后同时入波进行雷电冲击试验而发明的一种新型UPFC工程串联变压器网侧绕组结构。[0004]由于网侧绕组首末端子间电压差较小，导致网侧绕组匝数较少，常规设计采用螺旋式绕组结构。但是螺旋式绕组结构在网侧绕组首末端同时入波时网侧绕组段间梯度、网侧绕组自身振荡电压、网侧绕组对阀侧绕组的传递过电压以及网侧绕组和阀侧绕组间电位差都非常高，给变压器的绝缘结构设计带来了极大的困难。通过研究发现，要抑制上述过电压必须增大网侧绕组的串联电容，而螺旋式绕组结构的特点决定其串联电容必然比较小，为了增大绕组串联电容，必须改变绕组结构。我们发明了一种串联电容较大的双连续内屏蔽式网侧绕组结构。该绕组结构很好的解决了网侧绕组首末端同时入波时网侧绕组段间梯度、网侧绕组自身振荡电压、网侧绕组对阀侧绕组的传递过电压以及网侧绕组和阀侧绕组间电位差都非常高的问题。发明内容[0005]本发明目的是提供一种UPFC工程串联变压器双连续内屏蔽式网侧绕组结构，采用一种双连续内屏蔽式网侧绕组结构，解决了UPFC工程串联变压器雷电冲击试验中网侧绕组首末端同时入波时网侧绕组段间梯度、网侧绕组自身振荡电压、网侧绕组对阀侧绕组的传递过电压以及网侧绕组和阀侧绕组间电位差都非常高的技术难题，提高了变压器的安全可靠性。[0006]本发明的技术方案是：一种UPFC工程串联变压器双连续内屏蔽式网侧绕组结构，UPFC工程串联变压器网侧绕组摒弃常规的螺旋式绕组结构，采用双连续内屏蔽式绕组结构;该绕组结构为饼式绕组，首端在上部进线，末端在下部出线，由多根并联绕组工作导线和绕组屏蔽线绕制而成，工作导线在轴向上两根并联，轴向并联导线间采用油道垫块隔开，轴向并联导线间不换位;工作导线在幅向上两根及以上导线并联，幅向并联工作导线间交叉换位;屏蔽线设置在幅向并联工作导线间和绕组的匝间，屏蔽线与工作导线根数相同，与幅向并联工作导线交错布置，每根工作导线的内径侧都紧挨一根屏蔽线。[0007]所述绕组结构屏蔽线与幅向并联工作导线交错布置，其串联电容是普通螺旋式绕组的5〜10倍。[0008]整个绕组结构由首端双连续内屏蔽式绕组段、中部普通双连续绕组段、末端双连续内屏蔽式绕组段三部分组成。[0009]所述绕组结构，由多根并联工作导线绕制而成，并联工作导线根数根据变压器参数可以是4根或4+2kk=l、2、3……）根;工作导线在轴向上两根并联，轴向并联导线间采用油道垫块隔开，轴向并联导线间不换位;工作导线在幅向上两根及以上导线并联，幅向并联工作导线间交叉换位;屏蔽线设置在幅向并联工作导线间和绕组的匝间，屏蔽线与工作导线根数相同，与幅向并联工作导线交错布置，每根工作导线的内径侧都紧挨一根屏蔽线，屏蔽线与工作导线绕向相反;屏蔽线的连接方式为四段屏。[0010]首末端双连续内屏蔽式绕组段的线饼由工作导线和屏蔽线共同组成，工作导线和屏蔽线均为两匝，每两段线饼组成一个绕组单元；中部普通双连续绕组段线饼仅有工作导线，没有屏蔽线，绕组匝间采用层间垫条填充，使其幅向尺寸与绕组首末端屏蔽段相同；每段线饼也是两匝，两段线饼组成一个绕组单元。[0011]所述绕组结构可以通过调节幅向并联工作导线和屏蔽线的根数，增加和减少绕组的串联电容，方便灵活。[0012]所述绕组结构的串联电容比螺旋式绕组的串联电容大幅度增加，通过绕组波过程计算可知，其串联电容是螺旋式绕组的5〜10倍，解决了网侧绕组首末端同时入波时网侧绕组段间梯度、网侧绕组自身振荡电压、网侧绕组对阀侧绕组的传递过电压以及网侧绕组和阀侧绕组间电位差都非常高的技术难题，提高了变压器的安全可靠性。[0013]本发明的积极效果:采用一种双连续内屏蔽式网侧绕组结构，解决了UPFC工程串联变压器雷电冲击试验中网侧绕组首末端同时入波时网侧绕组段间梯度、网侧绕组自身振荡电压、网侧绕组对阀侧绕组的传递过电压以及网侧绕组和阀侧绕组间电位差都非常高的技术难题，提高了变压器的安全可靠性。附图说明[00M]图1为本发明实施例绕组结构示意图；图中：1绕组的首端、2绕组工作导线、3绕组屏蔽线、4工作导线的线匝代号、5绕组线饼间屏蔽线连接、6绕组首端屏蔽段、7油道垫块、8绕组线饼间工作导线连接、9层间垫条、10绕组中部连续段、11绕组末端屏蔽段、12绕组的末端、13绕组线饼、14绕组单元代号。具体实施方式[0015]以下结合附图，通过实施例对本发明作进一步说明。[0016]—种UPFC工程串联变压器双连续内屏蔽式网侧绕组结构，采用双连续内屏蔽式绕组结构;该绕组结构为饼式绕组，首端在上部进线，末端在下部出线，由多根并联绕组工作导线2和绕组屏蔽线3绕制而成，工作导线在轴向上两根并联，轴向并联导线间采用油道垫块隔开，轴向并联导线间不换位;工作导线在幅向上两根及以上导线并联，幅向并联工作导线间交叉换位;屏蔽线设置在幅向并联工作导线间和绕组的匝间，屏蔽线与工作导线根数相同，与幅向并联工作导线交错布置，每根工作导线的内径侧都紧挨一根屏蔽线。[0017]图1以绕组匝数为n匝，六根导线并联为例说明该发明的具体实施方式。[0018]该绕组结构采用端部进出线结构，由六根绕组工作导线2并联绕制绕组工作导线编号分别为a、b、c、d、e、f，六根绕组工作导线的线匝代号8分别为al，a2,……，am，……an、bl，b2,......，bm，......，bn、cl，c2,......,cm,......cn、dl，d2,......，dm，......dn、el，e2,……，em，……en、fl，f2,……，fm，……fn。上部为绕组的首端1，下部为绕组的末端12。如图1，串联变压器网侧绕组由多个绕组线饼13组成，每两个绕组线饼为一个绕组单元。整个绕组共有nl+n2+n3个绕组单元，nl、n2、n3为偶数，nl、n2、n3的具体数值根据变压器参数和波过程计算结果确定。从绕组首端至末端绕组单元代号14分别为A:1、A:2……A:nl、B:l、B：2......B:n2、C:l、C:2……C:n3„[0019]该绕组由绕组首端屏蔽段6、绕组中部连续段10、绕组末端屏蔽段11三部分组成。绕组首端屏蔽段6的绕组线饼13含有绕组工作导线2和绕组屏蔽导线3。每个线饼均为2匝，六根f联导线在轴向上两根并联，轴向并联导线间采用油道垫块7隔开。幅向三根导线并联，幅向并联导线与屏蔽线交错布置，每根工作导线的内径侧都紧挨一根屏蔽线，工作导线和屏蔽导线根数相同，屏蔽线同样是轴向上两根并联，幅向三根并联，屏蔽线与工作线绕向相反。可以通过调节幅向并联导线和屏蔽线的根数，增加和减少绕组的等值串联电容。各饼之间工作导线按图1中绕组线饼间工作导线连接8所示进行联接，屏蔽线的连接方式采用四段屏的连接方式，各饼屏蔽线之间按按图i中绕组线饼间屏蔽线连接5所示进行联接。绕组中部连续段10为普通的双连续式线饼，仅含绕组工作导线2,没有绕组屏蔽线3,并联工作导线间同样需要交叉换位。绕组匝间采用层间垫条9填充，使其幅向尺寸与绕组首末端屏蔽段相同。绕组末端屏蔽段11是绕组首端屏蔽段6以绕组轴向高度中心镜像而来，其绕组段数、匝数、屏蔽方式与绕组首端屏蔽段一致。

权利要求：1.一种UPFC工程串联变压器双连续内屏蔽式网侧绕组结构，其特征在于采用双连续内屏蔽式绕组结构;该绕组结构为饼式绕组，首端在上部进线，末端在下部出线，由多根并联绕组工作导线（2和绕组屏蔽线3绕制而成，工作导线在轴向上两根并联，轴向并联导线间采用油道垫块隔开，轴向并联导线间不换位;工作导线在幅向上两根及以上导线并联，幅向并联工作导线间交叉换位;屏蔽线设置在幅向并联工作导线间和绕组的匝间，屏蔽线与工作导线根数相同，与幅向并联工作导线交错布置，每根工作导线的内径侧都紧挨一根屏蔽线。2.根据权利要求1所述的一种UPFC工程串联变压器双连续内屏蔽式网侧绕组结构，其特征在于:所述绕组结构屏蔽线与幅向并联工作导线交错布置，其串联电容是普通螺旋式绕组的5〜10倍。3.根据权利要求1或2所述的一种UPFC工程串联变压器双连续内屏蔽式网侧绕组结构，其特征在于：所述绕组结构，由多根并联工作导线绕制而成，并联工作导线根数根据变压器参数是4根或4+2kk=l、2、3……）根;工作导线在轴向上两根并联，轴向并联导线间采用油道垫块隔开，轴向并联导线间不换位;工作导线在幅向上两根及以上导线并联，幅向并联工作导线间交叉换位;屏蔽线设置在幅向并联工作导线间和绕组的匝间，屏蔽线与工作导线根数相同，与幅向并联工作导线交错布置，每根工作导线的内径侧都紧挨一根屏蔽线，屏蔽线与工作导线绕向相反;屏蔽线的连接方式为四段屏。4.根据权利要求1或2所述的一种UPFC工程串联变压器双连续内屏蔽式网侧绕组结构，其特征在于：整个绕组结构由首端双连续内屏蔽式绕组段、中部普通双连续绕组段、末端双连续内屏蔽式绕组段三部分组成;首末端双连续内屏蔽式绕组段的线饼由工作导线和屏蔽线共同组成，工作导线和屏蔽线均为两匝，每两段线饼组成一个绕组单元；中部普通双连续绕组段线饼仅有工作导线，没有屏蔽线，绕组匝间采用层间垫条填充，使其幅向尺寸与绕组首末端屏蔽段相同;每段线饼也是两匝，两段线饼组成一个绕组单元。

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