單相五柱式低噪聲換流變壓器及其實(shí)現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于單相五柱式低噪聲換流變壓器及其實(shí)現(xiàn)方法，利用單相五柱式換流變壓器與換流器相連，進(jìn)行交直流的轉(zhuǎn)換。所述發(fā)明由六個(gè)單相五柱式換流變壓器分成兩組進(jìn)行連接，用于特高壓直流輸電。每個(gè)變壓器的兩個(gè)鐵芯中柱上分別繞有3個(gè)繞組，鐵芯外側(cè)繞組為網(wǎng)側(cè)繞組，內(nèi)側(cè)繞組為閥側(cè)繞組，中間繞組為特殊設(shè)計(jì)的濾波繞組，濾波繞組采用三角形連接直接相連。本發(fā)明的單相五柱式低噪聲換流變壓器可有效減少變壓器的噪聲，降低諧波。
【專利說(shuō)明】單相五柱式低噪聲換流變壓器及其實(shí)現(xiàn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及換流變壓器領(lǐng)域，特別涉及一種用于特高壓直流輸電領(lǐng)域的單相五柱式低噪聲換流變壓器及其實(shí)現(xiàn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]近20年來(lái)，高壓直流輸電技術(shù)及其工程應(yīng)用在我國(guó)得到了飛速發(fā)展，隨著我國(guó)超高壓、特高壓直流輸電工程繼續(xù)投入運(yùn)行，在項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程和實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，也遇到了諸多迫切需要解決的技術(shù)難題。
[0003]在特高壓直流輸電工程中，換流變壓器一般會(huì)受到運(yùn)輸或安裝高度的限制，就必須設(shè)法降低鐵芯的高度，為了解決大型三鐵芯柱式變壓器高度過(guò)高，制成運(yùn)輸困難的問(wèn)題，為了使三鐵芯柱式中的磁通在高度降低后保持平衡，在原來(lái)基礎(chǔ)上增加兩個(gè)鐵芯，從而構(gòu)成了五柱式變壓器。
[0004]并且超高壓和特高壓直流輸電系統(tǒng)及其換流站存在的諧波污染嚴(yán)重，目前仍采用在換流變壓器網(wǎng)側(cè)繞組側(cè)安裝無(wú)源濾波裝置進(jìn)行治理，方案技術(shù)雖成熟，但效果不甚理想。并且換流器產(chǎn)生的交流諧波全部流過(guò)換流變壓器，這些諧波頻率低、容量大，導(dǎo)致?lián)Q流變壓器磁滯伸縮而產(chǎn)生噪聲。這些噪聲一般處于聽(tīng)覺(jué)較靈敏的頻帶，因此換流變壓器產(chǎn)生的可聽(tīng)噪聲較諧波污染不嚴(yán)重的普通電力變壓器復(fù)雜。
[0005]國(guó)內(nèi)外針對(duì)換流變壓器振動(dòng)與噪聲方面的研究工作開(kāi)展還不夠深入，采用傳統(tǒng)的治理措施，每個(gè)換流站需要額外增加數(shù)千萬(wàn)元的資金投入，投資巨大，且效果有限。因此，從換流變壓器振動(dòng)與噪聲產(chǎn)生的機(jī)理和本質(zhì)出發(fā)，系統(tǒng)地開(kāi)展降低換流變壓器振動(dòng)與噪聲的研究工作對(duì)降低直流換流站的投資成本，提高直流換流變壓器的運(yùn)行環(huán)境，全面提升直流換流站的環(huán)境友好性，有利于未來(lái)特高壓直流換流站的選址，對(duì)建立環(huán)境友好型和節(jié)能高效型直流換流站具有重要的理論研究和工程應(yīng)用價(jià)值，意義重大。
[0006]因此，隨著我國(guó)特高壓直流輸電工程及背靠背直流聯(lián)網(wǎng)工程的全面建設(shè)和投入運(yùn)行，迫切需要提出一套能有效解決目前直流輸電工程中存在的換流變壓器振動(dòng)與噪聲大、諧波污染嚴(yán)重等問(wèn)題的全面有效解決方案。。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種單相五柱式低噪聲換流變壓器及其實(shí)現(xiàn)方法。
[0008]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案，其結(jié)構(gòu)包括五柱式變壓器鐵芯旁軛(3)和(4), 3個(gè)鐵芯中柱(丨)、(2)35), (1)和(2)分別繞有三個(gè)繞組，所述鐵芯中柱(1)外側(cè)繞組(11)為網(wǎng)側(cè)繞組，內(nèi)側(cè)繞組(13)為閥側(cè)繞組，中間繞組(12)為濾波繞組；所述鐵芯中柱(2)外側(cè)繞組
(14)為網(wǎng)側(cè)繞組，內(nèi)側(cè)繞組(16)為閥側(cè)繞組，中間繞組(15)為濾波繞組。
[0009]進(jìn)一步地，所述的單相五柱式低噪聲換流變壓器，用于特高壓直流輸電工程。所述單相五柱式低噪聲換流變壓器其內(nèi)部繞組由6個(gè)單相五柱式換流變壓器分成兩組組成，其中3個(gè)換流變壓器為1組，另外3個(gè)換流變壓器為1組。每組變壓器網(wǎng)側(cè)繞組X接法，閥側(cè)繞組組成2個(gè)不同聯(lián)結(jié)組1接法和(1接法，兩組換流變壓器并聯(lián)相接。
[0010]其中，所述的單相五柱式低噪聲換流變壓器，網(wǎng)側(cè)和閥側(cè)的濾波繞組皆為特殊設(shè)計(jì)，均連接成三角形，且兩兩對(duì)應(yīng)相連，用于降低噪聲。
[0011]有益效果
本發(fā)明從換流變壓器噪聲產(chǎn)生機(jī)理入手，對(duì)該換流變壓器內(nèi)部通過(guò)特殊設(shè)計(jì)的濾波繞組進(jìn)行三角形連接來(lái)有效濾除諧波，降低設(shè)備的噪聲。由于此濾波繞組是由特殊設(shè)計(jì)的零阻抗構(gòu)成，由此所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)幾乎為零，所以相應(yīng)的磁通減少了，磁通密度也相應(yīng)減少了，噪聲便降低了。此種通過(guò)對(duì)變壓器本身來(lái)降低噪聲的辦法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效果好，經(jīng)濟(jì)性高。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為單個(gè)單相五柱式低噪聲換流變壓器截面示意圖
圖2為用于特高壓直流輸電中的單相五柱式低噪聲換流變壓器截面示意圖。
[0013]圖3為用于特高壓直流輸電中的單相五柱式低噪聲換流變壓器繞組接線示意圖。
[0014]標(biāo)號(hào)說(shuō)明:1、變壓器左鐵芯中柱，2、變壓器右鐵芯中柱，3、變壓器左鐵芯旁軛，4、變壓器右鐵芯旁軛，5、變壓器中鐵芯中柱，11、變壓器左鐵芯中柱網(wǎng)側(cè)繞組，12、變壓器左鐵芯中柱濾波繞組，13、變壓器左鐵芯中柱閥側(cè)繞組，14、變壓器右鐵芯中柱網(wǎng)側(cè)繞組，15、變壓器右鐵芯中柱濾波繞組，16、變壓器右鐵芯中柱閥側(cè)繞組，八、、乂、…為繞組引出端口。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0016]如圖1所示，一種基于單相五柱式低噪聲換流變壓器，包括五柱式變壓器鐵芯旁軛(3)和(4), 3個(gè)鐵芯中柱(1^(21 (5),左(1)和右(2)分別繞有三個(gè)繞組，所述鐵芯中柱(1)外側(cè)繞組(11)為網(wǎng)側(cè)繞組，內(nèi)側(cè)繞組(13)為閥側(cè)繞組，中間繞組(12)為濾波繞組；所述鐵芯中柱(2)外側(cè)繞組(14)為網(wǎng)側(cè)繞組，內(nèi)側(cè)繞組(16)為閥側(cè)繞組，中間繞組(15)為濾波繞組。
[0017]如圖2所示，由6個(gè)單相五柱式換流變壓器構(gòu)成，分成兩組，其中3個(gè)換流變壓器為1組，另外3個(gè)換流變壓器為1組，用于特高壓直流輸電系統(tǒng)，兩組換流變壓器并聯(lián)相接。此變壓器內(nèi)部繞組接線如圖3所示，為網(wǎng)側(cè)繞組X接法，閥側(cè)繞組組成2個(gè)不同聯(lián)結(jié)組1接法和(1接法。
[0018]如圖3中匕)所示，在第1組中的3個(gè)換流變壓器中，鐵芯中柱(1)外側(cè)繞組(111)與另外2個(gè)單相五柱式低噪聲換流變壓器的鐵芯中柱外側(cè)繞組相連成X形，每個(gè)繞組引出一相，與電網(wǎng)相連。鐵芯中柱(2)外側(cè)繞組(114)與另外2個(gè)單相五柱式低噪聲換流變壓器的鐵芯中柱外側(cè)繞組相連成X形，每個(gè)繞組弓丨出一相，與鐵芯中柱(1)外側(cè)繞組(111)引出的每一相并聯(lián)，接入電網(wǎng)。在第2組中的3個(gè)換流變壓器中，所述鐵芯中柱(1)外側(cè)繞組(121)與另外2個(gè)單相五柱式低噪聲換流變壓器的鐵芯中柱外側(cè)繞組相連成V形，每個(gè)繞組引出一相，與電網(wǎng)相連。所述鐵芯中柱(2)外側(cè)繞組(124)與另外2個(gè)單相五柱式低噪聲換流變壓器的鐵芯中柱外側(cè)繞組相連成丫形，每個(gè)繞組引出一相，與鐵芯中柱(1)外側(cè)繞組(121)引出的每一相并聯(lián)，然后再與第1組換流變壓器網(wǎng)側(cè)繞組并聯(lián)，接入電網(wǎng)。
[0019]如圖3中(6)所示，在第1組中的3個(gè)換流變壓器中，鐵芯中柱(1)中間濾波繞組([12)與另外2個(gè)單相五柱式低噪聲換流變壓器的鐵芯中柱中間濾波繞組相連成(1形，每個(gè)繞組弓丨出一相，所述鐵芯中柱(2)中間濾波繞組(115)^^^2個(gè)單相五柱式低噪聲換流變壓器的鐵芯中柱中間濾波繞組相連成(1形，每個(gè)繞組引出一相，鐵芯中柱(1)中間濾波繞組
(112)和鐵芯中柱(2)中間濾波繞組115)的引出相對(duì)應(yīng)相連。在第2組中的3個(gè)換流變壓器中，鐵芯中柱(1)中間濾波繞組(122)與另外2個(gè)單相五柱式低噪聲換流變壓器的鐵芯中柱中間濾波繞組相連成(1形，每個(gè)繞組引出一相，鐵芯中柱(2)中間濾波繞組125)與另外2個(gè)單相五柱式低噪聲換流變壓器的鐵芯中柱中間濾波繞組相連成(1形，每個(gè)繞組引出一相，鐵芯中柱(1)中間濾波繞組(122 )和鐵芯中柱(2 )中間濾波繞組(125 )的引出相對(duì)應(yīng)相連，然后再與第1組換流變壓器濾波繞組并聯(lián)聯(lián)接。
[0020]如圖3中((:)所示，在第1組中的3個(gè)換流變壓器中，鐵芯中柱(1)內(nèi)側(cè)繞組(113)與另外2個(gè)單相五柱式低噪聲換流變壓器的鐵芯中柱內(nèi)側(cè)繞組相連成7形，每個(gè)繞組引出一相，與整流器相連。所述鐵芯中柱(2)內(nèi)側(cè)繞組(116)與另外2個(gè)單相五柱式低噪聲換流變壓器的鐵芯中柱內(nèi)側(cè)繞組相連成7形，每個(gè)繞組引出一相，與鐵芯中柱(1)內(nèi)側(cè)繞組
(113)引出的每一相并聯(lián)，再與整流器相連。在第2組中的3個(gè)換流變壓器中，鐵芯中柱(1)內(nèi)側(cè)繞組(123)與另外2個(gè)單相五柱式低噪聲換流變壓器的鐵芯中柱內(nèi)側(cè)繞組相連成(1形，每個(gè)繞組引出一相，與整流器相連。所述鐵芯中柱(2)內(nèi)側(cè)繞組(126)與另外2個(gè)單相五柱式低噪聲換流變壓器的鐵芯中柱內(nèi)側(cè)繞組相連成(1形，每個(gè)繞組引出一相，與鐵芯中柱(1)內(nèi)側(cè)繞組(123)引出的每一相并聯(lián)，然后再與第1組換流變壓器閥側(cè)繞組并聯(lián)，再與整流器相連。
[0021]本發(fā)明專利提供了一種單相五柱式低噪聲換流變壓器及其實(shí)現(xiàn)方法，用于特高壓直流輸電工程。對(duì)換流變壓器鐵芯中柱的中間繞組采用特殊設(shè)計(jì)，通過(guò)從變壓器內(nèi)部主動(dòng)地減少變壓器本體噪聲，性價(jià)比高，降低設(shè)備的噪聲方法簡(jiǎn)便，經(jīng)濟(jì)性高。
【權(quán)利要求】
1.一種單相五柱式低噪聲換流變壓器，其特征在于:包括五柱式變壓器鐵芯旁軛(3)和(4), 3個(gè)鐵芯中柱(1).(2).(5), (1)和(2)中分別繞有三個(gè)繞組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相五柱式低噪聲換流變壓器，其特征在于，所述鐵芯中柱(1)外側(cè)繞組(11)為網(wǎng)側(cè)繞組，內(nèi)側(cè)繞組(13)為閥側(cè)繞組，中間繞組(12)為濾波繞組；所述鐵芯中柱(2)外側(cè)繞組(14)為網(wǎng)側(cè)繞組，內(nèi)側(cè)繞組(16)為閥側(cè)繞組，中間繞組(15)為濾波繞組，且濾波繞組皆為零阻抗設(shè)計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單相五柱式低噪聲換流變壓器，其特征在于，所述單相五柱式低噪聲換流變壓器內(nèi)部繞組接線方式由6個(gè)單相五柱式換流變壓器聯(lián)結(jié)而成。
4.其中3個(gè)換流變壓器為1組，另外3個(gè)換流變壓器為1組，兩組換流變壓器并聯(lián)相接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單相五柱式低噪聲換流變壓器，其特征在于，所述單相五柱式低噪聲換流變壓器其內(nèi)部繞組由6個(gè)單相五柱式換流變壓器分成兩組組成，為網(wǎng)側(cè)繞組I接法，閥側(cè)繞組組成2個(gè)不同聯(lián)結(jié)組1接法和(1接法。
【文檔編號(hào)】H02J1/00GK104376982SQ201410769683
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月15日
【發(fā)明者】嚴(yán)文交, 羅隆福, 許加柱, 馬芳 申請(qǐng)人:湖南華大紫光科技股份有限公司