補償變壓器鐵芯中的單向磁通的裝置和方法制造方法及圖紙

用于減小變壓器的鐵芯中的直流場分量的裝置，包括：-與變壓器的鐵芯（4）磁耦合的補償繞組（3），-與補償繞組（3）和與電抗二端網絡（5）串聯布置的直流發生器（1），其中電抗二端網絡（5）由電感的并聯電路和電容器形成，以便將補償電流（IGL）饋送到補償繞組（3）中，該補償電流（IGL）的作用是與鐵芯（4）中的直流場分量反向的，其中-由與第二繞組（7）磁耦合的第一繞組（6）形成電感，其中根據關系式N2/N1＜1來形成由第二繞組（7）的匝數N2和第一繞組（6）的匝數N1所形成的比例，-第一繞組（6）以其一個末端與直流發生器（1）連接并且以其另一個末端與補償繞組（3）連接，和-第二繞組（7）與電容器（C）并聯。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】補償變壓器鐵芯中的單向磁通的裝置和方法
本專利技術涉及用于補償變壓器鐵芯中的單向磁通的一種裝置和一種方法，具有用于將補償電流饋送到與變壓器鐵芯磁耦合的補償繞組中的直流發生器。
技術介紹
如典型地如今在配電網中使用的電變壓器越來越多地被施加以在配電網方面可看作為直流分量的電流分量。以下也稱作為“DC分量”的該直流分量可能例如起因于在電網中越來越多地采用功率電子器件，如所述器件通常用于操控電驅動裝置或用于無功功率補償那樣。但是“DC分量”也可以由所謂的“地磁感應電流”（GIC）所引起。“DC分量”的后果是在鐵芯中的單向磁通分量。這導致在磁調節時的偏移，即每半個周期，一次稍許較強烈地、然后又稍許不那么強烈地進行所述調節。由于當今原則上力求盡可能用高的利用率來運行磁鐵芯材料，所以當今結構類型的變壓器在“DC分量”方面是特別敏感的。盡管實際上直流經?？傆嬛挥凶儔浩黝~定電流的千分之幾，所述直流卻導致一系列的干擾性的效應。由于磁化電流不再是正弦形的，而是失真的，所以磁化電流在變壓器鐵芯中和在電繞組中導致了局部發熱。局部發熱、即所謂的“熱點”可能損害電繞組的絕緣特性。此外，由于較強的磁致伸縮提高了在變壓器運行時的噪聲發射。但是當變壓器應安裝在居民區附近時，提高了的噪聲產生尤其是不利的。所以存在著將變壓器鐵芯中的單向磁通分量保持得盡可能小的愿望。降低干擾性的直流分量的一種可能性在于，在變壓器鐵芯上布置補償繞組，借助可控制的直流電源將與單向磁通分量相反方向的補償電流饋送到該補償繞組中。在此出現了以下問題，即在補償繞組中，感應出對于進行饋送的直流電源意味著很高電壓負荷的數量級的電壓。因此在PCT/EP20007/055728中建議，經過阻塞回路、所謂的電抗二端網絡（Reaktanzzweipol）來建立在直流電源和補償繞組之間的耦合。在其最簡單的實現中，該電抗二端網絡由電容器和電感的并聯電路組成。由于幾乎整個感應的電壓降落在電抗二端網絡上，必須為該高電壓設計電容器。在具有高功率、即高運行電壓的變壓器的情況下，從中對于電容器得出很高的技術要求。滿足這些要求的電容器不僅很昂貴，而且也是很占體積。高運行電壓也損害了電容器的可靠性，并因此損害了電抗二端網絡的可靠性。
技術實現思路
本專利技術的任務是如此說明一種裝置和一種方法，使得可以用盡可能少的技術花銷和以高的可靠性將補償電流饋送到變壓器的補償繞組中。通過一種根據本專利技術的裝置和一種根據本專利技術的方法來解決該任務。根據本專利技術的用于減小變壓器的鐵芯中的直流場分量的裝置，包括與變壓器的鐵芯磁耦合的補償繞組以及與補償繞組和與電抗二端網絡串聯布置的直流發生器，其中電抗二端網絡由電感和電容器的并聯電路形成，以便將補償電流饋送到補償繞組中，該補償電流的方向是與鐵芯中的直流場分量反向的。由第一繞組和與第一繞組磁耦合的第二繞組形成電感，其中根據關系式N2/N1＜1來形成由第二繞組的匝數N2和第一繞組的匝數N1所形成的比例。第一繞組以其一個末端與直流發生器連接并且以其另一個末端與補償繞組連接。第二繞組與電容器并聯，并且借助具有氣隙的軟磁鐵芯來建立第一繞組和第二繞組的磁耦合。根據本專利技術的用于減小變壓器的鐵芯中的直流場分量的方法，其中直流發生器將補償電流饋送到與變壓器的鐵芯耦合的補償繞組中，該補償電流的方向是與直流場分量反向的，其中補償電流被引導到具有電抗二端網絡的電路中，其中電抗二端網絡具有電感和電容。在此，將由具有第一匝數N1的第一線圈和具有第二匝數N2的第二線圈組成的裝置用作為電感，其中根據關系式N2/N1＜1來形成由匝數N2和匝數N1所形成的比例，并且第一線圈與第二線圈借助于具有氣隙的磁鐵芯被耦合。根據本專利技術在將補償電流饋送到變壓器的補償繞組中時使用電抗二端網絡，在該電抗二端網絡中，電壓在電容器的并聯分支中降低。通過以下方式來達到電壓的這種降低，其方式是電感按照耦合變壓器的方式來構成并且具有兩個繞組：第一繞組為了饋送的目的以其一個末端與直流發生器相連，并且以其另一個末端與補償繞組相連接。第二繞組與電容器形成并聯電路。通過相應地選擇第一和第二繞組的匝數，可以降低電容器的電壓負荷。可以以簡單的方式通過以下方式來達到電抗二端網絡-電容器的電壓降低，其方式是根據關系式N2/N1＜1來實施由第二繞組的匝數N2和第一繞組的匝數N1所形成的比例。由此可以自由選擇地減小在電容器上的電壓。在設計阻塞回路（并聯回路的共振條件）時，通過相應地選擇電容可以容易地補償減小了的電壓：與只由一個繞組組成的電抗二端網絡相比較，電容器必須具有高出（N1/N2）2的電容。電抗二端網絡因此具有更好的技術可靠性，并且在制造中是成本更有利的。不需要附加的耦合變壓器。由于如所述的那樣補償電流流經第一繞組，電感的值必須基本上保持恒定，即應如此實施所述電感，使得盡可能不出現飽和現象。因此在一種優選的實施形式中規定，為將第一繞組與第二繞組耦合的磁鐵芯配備氣隙。為了使在補償繞組中所感應的電壓幾乎完全降落到電抗二端網絡上，對于相當于電網頻率的奇數的整數多倍的所有的頻率，電抗二端網絡應具有盡可能高的阻抗。但是現在是，在第一和第二繞組之間的感應耦合越強，電抗二端網絡對于基本振蕩就具有最大的阻抗。但是對于諧波恰好相反，當在第一和第二繞組之間的耦合是盡可能小的時，則對于諧波得出了有利的阻抗。當通過關系式對于所有的形成了在第一繞組和第二繞組之間的耦合度ε時，則得出了這兩種對立要求的對于實際有利的折衷方案。附圖說明為了進一步闡述本專利技術，在說明書的以下部分中參照附圖，從該附圖中得出本專利技術的另外的有利的擴展方案、作用和優點。圖1示出構成為并聯振蕩回路的根據本專利技術的電抗二端網絡，其中由第一和第二繞組形成電感。具體實施方式圖1示出與沒有詳細示出的變壓器的鐵芯4磁耦合的補償繞組3。為了減少或消除在變壓器鐵芯4中流動的單向磁通分量的目的，應將相應的補償電流饋送到補償繞組3中。補償繞組通常只由具有少數匝數的繞組構成。補償電流是直流并且由直流發生器1產生。該直流發生器1可由受控的半導體開關裝置組成。直流發生器1經過電路2與補償繞組3連接。沒有詳細示出的測量和控制設備規定了所饋送的補償電流IGL的度量。為了將直流發生器1的電壓負荷保持得盡可能地小，電抗二端網絡5位于電路2中，該電抗二端網絡5根據本專利技術如下來構成：電抗二端網絡5由電容C與根據本專利技術由兩個繞組6和7（電感L1和L2）所形成的電感的并聯電路組成。第一繞組6（電感L1）位于電路2中與直流發生器1和補償繞組3串聯。第二繞組7（電感L2）位于電流路徑2之外，并且與電容器C并聯。通過匝數N1和N2的合適比例降低了位于電容器C上的電壓。因此可以選擇成本有利的電容器。在其中只有補償繞組布置在變壓器油箱中而其它結構元件布置在外部的裝置是適宜的。結果利用簡單的和可靠地起作用的電路裝置降低了直流發生器1的電壓負荷，從而可以成本有利地實施該電路裝置。所采用的附圖標記的匯總1直流發生器2電流路徑3補償繞組4變壓器的鐵芯5電抗二端網絡6第一繞組7第二繞組8電抗二端網絡的電感的軟磁鐵芯IGL補償電流。本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.用于減小變壓器的鐵芯中的直流場分量的裝置，包括：-與變壓器的鐵芯（4）磁耦合的補償繞組（3），-與補償繞組（3）和與電抗二端網絡（5）串聯布置的直流發生器（1），其中電抗二端網絡（5）由電感和電容器的并聯電路形成，以便將補償電流（IGL）饋送到補償繞組（3）中，該補償電流（IGL）的方向是與鐵芯（4）中的直流場分量反向的，其特征在于，-由第一繞組（6）和與第一繞組（6）磁耦合的第二繞組（7）形成電感，其中根據關系式N2/N1＜1來形成由第二繞組（7）的匝數N2和第一繞組（6）的匝數N1所形成的比例，-第一繞組（6）以其一個末端與直流發生器（1）連接并且以其另一個末端與補償繞組（3）連接，和-第二繞組（7）與電容器（C）并聯，并且-借助具有氣隙的軟磁鐵芯（8）來建立第一繞組（6）和第二繞組（7）的磁耦合。2.按照權利要求1的裝置，其特征在于，由關系式對于所有的n｛3,5,7,9,…｝形成在第一繞組（6）和第二繞組（7）之間的耦合度ε。3.用于減小變壓器的鐵芯中的直流場分量的方...

【專利技術屬性】
技術研發人員：P哈姆貝格爾，A萊克莫澤，
申請(專利權)人：奧地利西門子公司，
類型：
國別省市：