本實(shí)用新型涉及變壓器消諧技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種消除Yyn0接線方式電力變壓器輸出電壓高次諧波的裝置。

背景技術(shù)：

交流電源的波形同電壓、頻率一樣，都是衡量電能質(zhì)量的重要指標(biāo)。理想的電源波形是50Hz的正弦波，也稱(chēng)基波。其它頻率為基波2、3、4、…n整倍數(shù)的正弦波，可依次稱(chēng)為2、3、4、…n次諧波，它們統(tǒng)稱(chēng)為高次諧波?；ǒB加高次諧波后使電源波形發(fā)生畸變，影響電能質(zhì)量，尤其以奇次諧波中的3次諧波最為突出。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14549-《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》中規(guī)定，220/380V電網(wǎng)中，各次諧波電壓含有率均不得超過(guò)4.0%，電壓總諧波畸變率應(yīng)低于5.0%。

為了有效消除3次諧波，充分利用變壓器的設(shè)備能力，大多數(shù)國(guó)家推薦將配電變電源側(cè)繞組按三角形（D）連接，負(fù)荷側(cè)按星形（Y）連接，也就是最常見(jiàn)的Dyn11連接組別。中國(guó)最新的有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范已推薦采用這種接線，實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，國(guó)產(chǎn)1MVA以上配電變也大多為這種接線。另一種接線標(biāo)準(zhǔn)為兩側(cè)都采用Y連接，也就是最常見(jiàn)的Yyn0接線方式，在歐洲國(guó)家（如法國(guó)）非常流行，也曾經(jīng)是我國(guó)配電變中的主導(dǎo)定型產(chǎn)品，市場(chǎng)保有量也不少。近年來(lái)，無(wú)油化的環(huán)氧樹(shù)脂絕緣干式變壓器已成戶內(nèi)配電變的主流配置。

應(yīng)該說(shuō)兩種連接組別各有優(yōu)缺點(diǎn)。Yyn0接線的特點(diǎn)就是零序阻抗大，接地故障電流小,另外制造成本上能節(jié)約一些金屬和絕緣材料。但配電變?cè)匶連接而無(wú)中線，三次諧波電流不能流通，勵(lì)磁電流波形為正弦波時(shí)，鐵芯中磁通為平頂波，副邊感應(yīng)電勢(shì)波形所含3次諧波分量就大。為此，有些大型油變壓器在設(shè)計(jì)制造中已完成了加裝第三平衡繞組的措施，形成Yyn0d接線。本實(shí)用新型針對(duì)設(shè)計(jì)制造中未采取措施產(chǎn)品，由現(xiàn)場(chǎng)附加改進(jìn)的Yyn0+d接線方法和實(shí)際案例。

幾內(nèi)亞凱樂(lè)塔水電站兩臺(tái)廠用變?yōu)?×DCB10-534/10.5-0.4型三相分體干式變，單相/三相額定容量534/1600kVA，副邊電壓0.23/0.4kV。連接組別應(yīng)法國(guó)技術(shù)咨詢(xún)強(qiáng)調(diào)，按Yyn0接線設(shè)計(jì)制造。2015年5月投運(yùn)前各項(xiàng)電氣試驗(yàn)數(shù)據(jù)均合格，但送電后空載副邊相/線電壓不對(duì)稱(chēng)，為0.25/0.4kV。初步查找未發(fā)現(xiàn)其它異常，試驗(yàn)性接帶廠用負(fù)荷后出現(xiàn)了噪音、發(fā)熱，三相電壓不平衡等異?，F(xiàn)象，并燒損了一批PLC電源模塊和廠用斷路器控制模塊。后用示波器對(duì)副邊電壓進(jìn)行諧波測(cè)量分析，發(fā)現(xiàn)線電壓正常，但相電壓波形畸變特別嚴(yán)重，3次諧波電壓高達(dá)89V，達(dá)到了基波電壓220V的40%，為國(guó)標(biāo)許可值的10倍！若不采取措施消除諧波，設(shè)備根本不能投入運(yùn)行。

廠用變壓器是為站內(nèi)輔助公用設(shè)備動(dòng)力、控制、照明等各種用電負(fù)荷提供電源的重要設(shè)備，新機(jī)組投產(chǎn)前首先應(yīng)完成調(diào)試投入運(yùn)行。若重新制造，更換成兩臺(tái)Dyn11接線變壓器，生產(chǎn)、海運(yùn)周期在5個(gè)月以上，工期不能滿足工程投產(chǎn)發(fā)電和竣工驗(yàn)收要求，成本高。若將原邊（10.5kV側(cè)）繞組改造為D連接，兩臺(tái)變壓器需從國(guó)內(nèi)重新定制12個(gè)（每相2個(gè)）高壓線圈空運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，線圈及輔材重量約3噸，工期也需2個(gè)月以上，成本也高。并且更換高壓線圈要將變壓器，包括其鐵芯全部分解，破壞了設(shè)備完整性，現(xiàn)場(chǎng)裝復(fù)工藝不能達(dá)到原廠標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)量和安全均無(wú)法保證。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種變壓器消諧裝置，不改變?cè)@組接線，不改變其基本結(jié)構(gòu)，尤其適用于環(huán)氧樹(shù)脂絕緣干式配電變壓器3次諧波的消除。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：一種變壓器消諧裝置，包括三相分體干式變壓器，其特征在于：所述三相分體干式變壓器每相的繞組上均纏繞有電磁線圈，所述電磁線圈纏繞于每相繞組上的鐵軛的中部。

優(yōu)選的，所述每相繞組上纏繞的電磁線圈的匝數(shù)相等。

優(yōu)選的，所述電磁線圈與鐵軛之間設(shè)有兩層0.16mm的D279環(huán)氧預(yù)浸料，所述電磁線圈的外側(cè)包覆有兩層0.16mm的D279環(huán)氧預(yù)浸料。

優(yōu)選的，所述電磁線圈采用無(wú)堿玻璃纖維帶進(jìn)行綁扎。

優(yōu)選的，所述電磁線圈為同方向繞制22匝的電磁線圈。

優(yōu)選的，所述電磁線圈采用2.65×7.1mm的線徑。

優(yōu)選的，所述鐵軛的下部設(shè)有聚脂薄膜。

本實(shí)用新型的有益效果是：輸出相/線電壓空載、負(fù)荷情況下已完全對(duì)稱(chēng)，3檔空載電壓為標(biāo)準(zhǔn)值0.23/0.4kV，波形已恢復(fù)標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，3次及其它各次諧波電壓均小于2V，含有率全部小于1%，優(yōu)于國(guó)標(biāo)的4%。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明：

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的電磁線圈纏繞的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：電磁線圈1，鐵軛2，環(huán)氧預(yù)浸料3、聚脂薄膜4。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種變壓器消諧裝置，包括三相分體干式變壓器，其特征在于：所述三相分體干式變壓器每相的繞組上均纏繞有電磁線圈1，所述電磁線圈1纏繞于每相繞組上的鐵軛2的中部。

優(yōu)選的，所述每相繞組上纏繞的電磁線圈的匝數(shù)相等。圖中x1-a1、y1-b1、z1-c1所示分別為A、B、C三相新增加的平衡繞組。

優(yōu)選的，如圖2所示，所述電磁線圈與鐵軛之間設(shè)有兩層0.16mm的D279環(huán)氧預(yù)浸料3，所述電磁線圈的外側(cè)包覆有兩層0.16mm的D279環(huán)氧預(yù)浸料3。

優(yōu)選的，所述電磁線圈采用無(wú)堿玻璃纖維帶進(jìn)行綁扎。

優(yōu)選的，所述電磁線圈為同方向繞制22匝的電磁線圈。

優(yōu)選的，所述電磁線圈采用2.65×7.1mm的線徑。

優(yōu)選的，所述鐵軛2的下部設(shè)有聚脂薄膜4，用于加強(qiáng)絕緣。

本實(shí)用新型主要立足于現(xiàn)場(chǎng)條件，不返廠改造，不破壞定型產(chǎn)品基本結(jié)構(gòu)，當(dāng)Yyn0接線3次諧波超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，利用磁勢(shì)平衡原理，在現(xiàn)場(chǎng)繞制輔助平衡繞組，使變壓器成為Yyn0+d接線方式，有效消除3次諧波電壓。半年多的運(yùn)行檢驗(yàn)表明，裝置不但消諧效果顯著，運(yùn)行安全可靠，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，成本低廉。

變壓器輸出電壓中存在的3次諧波，本質(zhì)上是變壓器鐵芯飽和區(qū)的非線性磁化特性引起的。正弦波的勵(lì)磁電流，在鐵芯中磁化出的是平頂波的磁通，其中含有較大的3次諧波分量。對(duì)稱(chēng)性交流電路中，三相基波的相位差為120°，3次諧波相位差為3×120°=360°。因此，三相繞組中3次諧波矢量和不等于0。Yyn0接線變壓器，原邊星形連接且無(wú)中性線，三次諧波電流不能流通，副邊感應(yīng)電勢(shì)波形所含高次諧波分量大；原邊接成三角形條件下，可在原邊形成環(huán)流，達(dá)到磁勢(shì)平衡，能有效抑制3次諧波電流。所以理論上，只要繞制一個(gè)d接的小平衡繞組，代替Dyn11接線的D接高壓繞組，疏導(dǎo)流通3次諧波電流就行。該d接繞組承載功率主要為無(wú)功性質(zhì)，電壓未超過(guò)副邊額定值（本例89V），而且不需要對(duì)外接帶負(fù)荷，所以，繞組的線徑和匝數(shù)，絕緣等級(jí)要求等均不高，現(xiàn)場(chǎng)加工制作條件是完全具備的。按國(guó)標(biāo)GB50052-《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》，Yyn0接線配電變低壓側(cè)中性線電流不得超過(guò)繞組額定電流的25%；勵(lì)磁總電流一般小于1%。假設(shè)零序電流和3次諧波勵(lì)磁電流全部由平衡繞組來(lái)平衡，30%容量考慮就足夠了。

在對(duì)原變壓器基本結(jié)構(gòu)不進(jìn)行任何改動(dòng)的基礎(chǔ)上,利用變壓器繞組上的鐵軛空間位置纏繞電磁線圈，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算電磁線的線徑及纏繞匝數(shù)，對(duì)增加的每相線圈進(jìn)行d接，其電壓不低于額定相電壓。每相線圈纏繞方向和匝數(shù)應(yīng)一致，纏繞時(shí)做好絕緣處理并保證固定綁扎工藝要求。d接繞組作為勵(lì)磁電流中高次諧波回路，不對(duì)外輸出電壓，對(duì)其容量亦可不作特別要求。

實(shí)際施工：在每相繞組外露的上鐵軛中部空間位置，同方向繞制22匝的電磁線，線徑2.65×7.1mm，電壓400V。繞線前先在上鐵軛包兩層0.16mm的D279環(huán)氧預(yù)浸料，繞組用無(wú)堿玻璃纖維帶綁扎，拉緊壓牢。繞線后再在繞組外包兩層D279。鐵軛下部用聚脂薄膜加強(qiáng)絕緣。相當(dāng)于每一相增加一個(gè)小附加繞組，對(duì)該三相繞組進(jìn)行d接，使變壓器的連接組別成為Yyn0+d接線方式，d接的三個(gè)端子對(duì)外部開(kāi)路，保證焊接和絕緣處理工藝要求。

上述的實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，而不應(yīng)視為對(duì)于本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求記載的技術(shù)方案，包括權(quán)利要求記載的技術(shù)方案中技術(shù)特征的等同替換方案為保護(hù)范圍。即在此范圍內(nèi)的等同替換改進(jìn)，也在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。