[发明专利]一种UPFC工程串联变压器双连续纠结式网侧绕组结构

说明书

本发明涉及一种UPFC工程串联变压器双连续纠结式网侧绕组结构，属于变压器技术领域。技术方案是：绕组结构为饼式绕组，首端在上部进线，末端在下部出线，整个绕组由首端双连续纠结式绕组段、中部普通连续绕组段、末端双连续纠结式绕组段三部分串联组成，首端双连续纠结式绕组段和末端双连续纠结式绕组段构成双连续纠结式，使得相邻导线间具有k匝电压差，从而达到增加绕组串联电容的目的。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。

技术领域

本发明涉及一种UPFC工程串联变压器双连续纠结式网侧绕组结构，属于变压器技术领域。

背景技术

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。UPFC工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。

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UPFC工程串联变压器网侧绕组结构。

由于网侧绕组首末端之间电压差较小，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。

发明内容

本发明的目的是提供一种UPFC工程串联变压器双连续纠结式网侧绕组结构，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。

本发明的技术方案是：

一种UPFC工程串联变压器双连续纠结式网侧绕组结构，绕组结构为饼式绕组，首端在上部进线，末端在下部出线，整个绕组由首端双连续纠结式绕组段、中部普通连续绕组段、末端双连续纠结式绕组段三部分串联组成，首端双连续纠结式绕组段和末端双连续纠结式绕组段构成双连续纠结式，使得相邻导线间具有k匝电压差，从而达到增加绕组串联电容的目的；所述首端双连续纠结式绕组段和末端双连续纠结式绕组段结构相同，由多根工作导线绕制而成，通过调节首端双连续纠结式绕组段和末端双连续纠结式绕组段幅向并联工作导线的根数，以及首端双连续纠结式绕组段和末端双连续纠结式绕组段与中部普通连续绕组段占整个绕组的匝数比例，增加或减少绕组的串联电容，方便灵活。其串联电容是螺旋式绕组的4～12倍。k=2、3、4 ……。

所述工作导线在绕组轴向上2根并联，在幅向上每饼2k根导线并绕，导线分成两组，每组k根导线，组内导线之间为并联关系，组内导线间互不相邻，和另一组导线交错布置。