專利名稱：新型帶補償端子的電爐變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輸變電系統(tǒng)，屬于可電容補償?shù)碾姞t用變壓裝置，特別是新型帶補償端子的電爐變壓器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有大型電爐由于其自然功率因數(shù)較低，一般均采用高壓、中壓或低壓補償方式，但就效果看，則普遍采用中壓補償或低壓補償方式。中壓補償方式主要是在中壓調(diào)壓線圈端頭，或者單獨設(shè)立補償用的固定電壓端頭，一般采用IOkV直接進行電容補償，相對于低壓側(cè)補償，其投資偏小，但其缺點為一、由于只補償了高壓及中壓線圈及線路，其節(jié)電效果較??；ニ、如果中壓補償回路出現(xiàn)短路故障，電纜頭絕緣擊穿或補償裝置出現(xiàn)短路故障，則·直接影響到電爐變壓器的安全。低壓補償方式主要是將低壓電容器接在低壓側(cè)輸出頭上進行補償，其節(jié)電效果好，但其存在的缺點為一、在實際冶煉過程中，二次電壓變化范圍較大，因此在低電壓情況下，由于電容器的補償容量隨電壓的平方成正比關(guān)系，其功率因數(shù)提高不明顯；ニ、由于電容器的電壓選擇不能低于最高電壓，要想達(dá)到理想的補償效果，其補償容量非常大，因此投資金額也相應(yīng)較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種新型帶補償端子的電爐變壓器，既能保障電爐變壓器的安全，又能提高自然功率因數(shù)，節(jié)能效果好，投資較小。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的ー種新型帶補償端子的電爐變壓器，包括主變壓器和串聯(lián)變壓器，主變壓器由粗調(diào)開關(guān)、細(xì)調(diào)開關(guān)、粗調(diào)繞組、細(xì)調(diào)繞組、中壓補償繞組、高壓基本繞組、低壓基本繞組和抽頭、接線端子構(gòu)成，串聯(lián)變壓器由串變高壓繞組和串變低壓繞組組成，粗調(diào)繞組由第一段粗調(diào)繞組、第二段粗調(diào)繞組、第三段粗調(diào)繞組和粗調(diào)抽頭構(gòu)成，第一段粗調(diào)繞組、第二段粗調(diào)繞組和第三段粗調(diào)繞組依次串聯(lián)連接，第一粗調(diào)抽頭依次經(jīng)依次串接的第一段粗調(diào)繞組、第二段粗調(diào)繞組和第三段粗調(diào)繞組連接第四抽頭，第一段粗調(diào)繞組和第二段粗調(diào)繞組之間接有第二抽頭，第二段粗調(diào)繞組和第三段粗調(diào)繞組之間接有第三抽頭，高壓基本繞組兩端分別連接高壓始端接線端子和高壓末端接線端子，中壓補償繞組兩端分別連接中壓始端接線端子和中壓末端接線端子，調(diào)壓末端接線端子連接從第二段粗調(diào)繞組與第三段粗調(diào)繞組之間引出的第三抽頭，粗調(diào)繞組的粗調(diào)抽頭通過粗調(diào)開關(guān)連接細(xì)調(diào)繞組的一端，從細(xì)調(diào)繞組上所分別引接出的細(xì)調(diào)抽頭連接串變高壓繞組的一端，串變高壓繞組的另一端連接調(diào)壓始端接線端子，低壓基本繞組的一端接有低壓始端接線端子，低壓基本繞組的另一端連接有串變低壓繞組的一端，串變低壓繞組的另一端連接低壓末端接線端子，低壓基本繞組的兩端分別連接低壓補償始端接線端子和低壓補償末端接線端子，低壓補償始端接線端子和低壓補償末端接線端子分別連接補償電容的兩扱。由于電爐變壓器多采用主、串變調(diào)壓方式，即采用低壓基本繞組的固定輸出電壓U1與串變低壓繞組的可變電壓Λ U2進行合形疊加，其輸出電壓為u = Ul± Λ U2，即本發(fā)明的補償原理為將電容直接接在U1的兩端，本發(fā)明補償結(jié)構(gòu)通過大量實驗證明，其優(yōu)點為①補償效果好，與二次輸出電壓無關(guān)，在冶煉全過程，本發(fā)明的功率因數(shù)均可保證在O. 95以上；②產(chǎn)品安全等級更高，當(dāng)產(chǎn)品補償端子發(fā)生短路，或電容器出現(xiàn)故障時，由于變壓器高低壓之間阻抗較大其電爐變壓器不會損壞；③投資小，由于采用固定電壓補償，其投資只有現(xiàn)有傳統(tǒng)低壓補償?shù)?/3 ;④擴展性好，如果考慮電容器的電壓等級及使用壽命，可直接在低壓繞組的輸出端頭上配接ー個固定的升壓變壓器，并采用IOkV電壓等級的電容進行補償 ’⑤節(jié)能效果好，其節(jié)能效果等同于低壓補償方式。


下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進ー步說明。附圖為本發(fā)明的電路連接結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式ー種新型帶補償端子的電爐變壓器，如附圖所示，包括主變壓器和串聯(lián)變壓器，主變壓器由粗調(diào)開關(guān)K0、細(xì)調(diào)開關(guān)K1、粗調(diào)繞組WT1、細(xì)調(diào)繞組WT2、中壓補償繞組W1、高壓基本繞組W2、低壓基本繞組W3和抽頭、接線端子構(gòu)成，串聯(lián)變壓器由串變高壓繞組W4和串變低壓繞組W5組成，粗調(diào)繞組WTl由第一段粗調(diào)繞組Rl、第二段粗調(diào)繞組R2、第三段粗調(diào)繞組R3和粗調(diào)抽頭構(gòu)成，第一段粗調(diào)繞組R1、第二段粗調(diào)繞組R2和第三段粗調(diào)繞組R3依次串聯(lián)連接，第一粗調(diào)抽頭TCl依次經(jīng)依次串接的第一段粗調(diào)繞組R1、第二段粗調(diào)繞組R2和第三段粗調(diào)繞組R3連接第四抽頭TC4，第一段粗調(diào)繞組Rl和第二段粗調(diào)繞組R2之間接有第二抽頭TC2，第二段粗調(diào)繞組R2和第三段粗調(diào)繞組R3之間接有第三抽頭TC3，高壓基本繞組W2兩端分別連接高壓始端接線端子A和高壓末端接線端子X，中壓補償繞組Wl兩端分別連接中壓始端接線端子Am3和中壓末端接線端子Am4，調(diào)壓末端接線端子Am2連接從第ニ段粗調(diào)繞組R2與第三段粗調(diào)繞組R3之間引出的第三抽頭TC3，粗調(diào)繞組WTl的粗調(diào)抽頭通過粗調(diào)開關(guān)KO連接細(xì)調(diào)繞組WT2的一端，從細(xì)調(diào)繞組WT2上所分別引接出的細(xì)調(diào)抽頭Tx連接串變高壓繞組W4的一端，串變高壓繞組W4的另一端連接調(diào)壓始端接線端子Aml，以使主變壓器進行多級粗細(xì)調(diào)節(jié)電壓，低壓基本繞組W3的一端接有低壓始端接線端子a，低壓基本繞組W3的另一端連接有串變低壓繞組W5的一端，串變低壓繞組W5的另一端連接低壓末端接線端子X，低壓基本繞組W3的兩端分別連接低壓補償始端接線端子al和低壓補償末端接線端子X 1，低壓補償始端接線端子al和低壓補償末端接線端子X I分別連接補償電容C的兩極，使低壓基本繞組W3與補償電容C相并聯(lián)。如附圖所示，主變壓器由粗調(diào)開關(guān)K0、細(xì)調(diào)開關(guān)K1、粗調(diào)繞組WTl (分三段)、細(xì)調(diào)繞組WT2 (分11級)、高壓基本繞組W2、低壓基本繞組W3以及中壓補償繞組Wl組成，串聯(lián)變壓器由串變高壓繞組W4和串變低壓繞組W5組成；低壓基本繞組W3的一端直接引出始端子a和補償電容始端子al，低壓基本繞組W3的另一端連接串變低壓繞組W5的一端，并引出低壓補償末端接線端子XI，串變低壓繞組W5的另一端引出低壓末端接線端子X，即直接從低壓基本繞組W3兩端引出低壓補償始端接線端子al和低壓補償末端接線端子X 1，使得補償電壓恒定，低壓補償始端接線端子al和低壓補償末端接線端子X I分別與電容C的兩極連接，與低壓基本繞組W3并聯(lián)的電容C可大大減小低壓補償容量。
串變高壓繞組W4的一端連接調(diào)壓始端接線端子Aml，調(diào)壓末端接線端子Am2連接到粗調(diào)繞組中間段(即第二段粗調(diào)繞組R2與第三段粗調(diào)繞組R3之間)，串變高壓繞組W4的另一端連接到細(xì)調(diào)開關(guān)K1的任ー抽頭上，將變壓器的調(diào)壓結(jié)構(gòu)由粗細(xì)調(diào)開關(guān)(型號12471G)結(jié)構(gòu)改變成傳統(tǒng)的“8”字結(jié)構(gòu)的正反調(diào)(±21級)主串變結(jié)構(gòu)，大大降低了變壓器的制造成本。串變低壓繞組W5所纏繞的銅線截面面積大于低壓基本繞組W3所纏繞的銅線截面面積。本發(fā)明將(補償)電容(器)通過特殊連接方式連接，并通過低壓補償接線端子引出，同時將電容的直接接到輸出補償端子上。以30000kVA的電石爐為例，30000kVA的電石爐是由三臺單相的IOOOOkVA電爐變壓器組成，其二次冶煉電壓為140V 240V，共27檔，在未補償前，其自然功 率因數(shù)Coscj5=O. 72，如需將電石爐的自然功率補償?shù)?.92以上，其補償容量需為QC=30000X0. 72X[tgcos_1 (-0. 92) —tgcos—1 (-0. 72) ] =11618kVar (無功功率單位)，采用190V的低壓電壓電容量。如果采用傳輸?shù)蛪貉a償，其電容量電壓需采用240V，并要考慮在略低電壓下的補償效果，還需增加10%的余量，其補償容量最少在(250/190)2X1. 1X11618 = 20391 kVar,因此其投資金額僅為傳統(tǒng)補償方式的57%，投資規(guī)模較小。由于增加了補償電容量，其主變與串變的低壓輸出電流將不相等，串變低壓電流大于主變低壓電流。另外，本發(fā)明通過連線方式改變粗細(xì)調(diào)壓結(jié)構(gòu)，可直接用正反調(diào)方式設(shè)計變壓器，大大降低變壓器成本，同時為大于35檔以上的電爐變壓器提供ー種新型思路(本次設(shè)計為±21級，即43檔)。
權(quán)利要求
1.ー種新型帶補償端子的電爐變壓器，包括主變壓器和串聯(lián)變壓器，主變壓器由粗調(diào)開關(guān)(KO)、細(xì)調(diào)開關(guān)(Kl)、粗調(diào)繞組(WTl)、細(xì)調(diào)繞組(WT2)、中壓補償繞組(Wl)、高壓基本繞組(W2)、低壓基本繞組(W3)和抽頭、接線端子構(gòu)成，串聯(lián)變壓器由串變高壓繞組(W4)和串變低壓繞組(W5)組成，粗調(diào)繞組(WTl)由第一段粗調(diào)繞組(Rl)、第二段粗調(diào)繞組(R2)、第三段粗調(diào)繞組(R3)和粗調(diào)抽頭構(gòu)成，第一段粗調(diào)繞組(Rl)、第二段粗調(diào)繞組(R2)和第三段粗調(diào)繞組(R3)依次串聯(lián)連接，第一粗調(diào)抽頭(TCl)依次經(jīng)依次串接的第一段粗調(diào)繞組(Rl)、第二段粗調(diào)繞組(R2)和第三段粗調(diào)繞組(R3)連接第四抽頭(TC4)，第一段粗調(diào)繞組(Rl)和第二段粗調(diào)繞組(R2)之間接有第二抽頭(TC2)，第二段粗調(diào)繞組(R2)和第三段粗調(diào)繞組(R3)之間接有第三抽頭(TC3)，高壓基本繞組(W2)兩端分別連接高壓始端接線端子(A)和高壓末端接線端子(X)，中壓補償繞組(Wl)兩端分別連接中壓始端接線端子(Am3)和中壓末端接線端子(Am4)，調(diào)壓末端接線端子(Am2)連接從第二段粗調(diào)繞組(R2)與第三段粗調(diào)繞組(R3)之間引出的第三抽頭(TC3)，粗調(diào)繞組(WTl)的粗調(diào)抽頭通過粗調(diào)開關(guān)(KO)連接細(xì)調(diào)繞組(WT2)的一端，從細(xì)調(diào)繞組(WT2)上所分別引接出的細(xì)調(diào)抽頭(Tx)連接串變高壓繞組(W4)的一端，串變高壓繞組(W4)的另一端連接調(diào)壓始端接線端子(Aml)JS壓基本繞組(W3)的一端接有低壓始端接線端子(a)，低壓基本繞組(W3)的另一端連接有串變低壓繞組(W5)的一端，串變低壓繞組(W5)的另一端連接低壓末端接線端子(X )，其特征在于低壓基本繞組(W3)的兩端分別連接低壓補償始端接線端子(al)和低壓補償末端接線端子(XI)，低壓補償始端接線端子(al)和低壓補償末端接線端子(Xl)分別連接補償電容(C)的兩極。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型帶補償端子的電爐變壓器，包括主變壓器和串聯(lián)變壓器，主變壓器由粗調(diào)開關(guān)、細(xì)調(diào)開關(guān)、粗調(diào)繞組、細(xì)調(diào)繞組、中壓補償繞組、高壓基本繞組、低壓基本繞組和抽頭、接線端子構(gòu)成，串聯(lián)變壓器由串變高壓繞組和串變低壓繞組組成，低壓基本繞組的兩端分別連接低壓補償始端接線端子和低壓補償末端接線端子，低壓補償始端接線端子和低壓補償末端接線端子分別連接補償電容的兩極。本發(fā)明既能保障電爐變壓器的安全，又能提高自然功率因數(shù)，節(jié)能效果好，投資較小。
文檔編號H02J3/18GK102867623SQ201110188958
公開日2013年1月9日 申請日期2011年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月7日
發(fā)明者姚永建, 馬雯, 吳明環(huán) 申請人:新疆升晟股份有限公司