本發(fā)明涉及變壓器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種線圈分壓變壓器。

背景技術(shù)：

變壓器是電力系統(tǒng)中重要的輸變電設(shè)備之一，在電力系統(tǒng)中處于樞紐地位，其運行的安全可靠性直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全。斷路器是變電站高壓配電裝置中不可缺少的元件，當設(shè)備發(fā)生故障時用它來快速切除故障點，保證電網(wǎng)的正常運行。一般地，變壓器的高壓側(cè)和低壓側(cè)，都要與斷路器連接，在變壓器上游、下游發(fā)生故障時，能有效地隔離變壓器，防止變壓器受到故障的危害。

目前，高電壓等級(10kV及以上)的大容量變壓器，在制造過程中，其繞組多采用多個線餅組合的方式。以高電壓線圈為例，它并不是由一根導線繞制而成的，而是將數(shù)個繞餅串接在一起。(參考《變壓器線圈制造》)。

一般地，斷路器的額定電壓在10kV及以上時，其散熱和滅弧都比較困難，制造成本較高。目前，對于35kV及以上的電壓等級，大部分使用SF6斷路器，SF6斷路器體積龐大，成本費用較高。真空斷路器主要應用于10kV及以下電壓等級中短路電流不太大的場合，其開斷容量仍不能滿足某些35kV及以上系統(tǒng)短路電流開斷的需要。但真空斷路器可靠性高、體積小、環(huán)境效益好，而且，中低壓真空斷路器的成本費用遠遠低于中高壓SF6斷路器的成本費用。

國內(nèi)最新研制成功的一種模塊化真空斷路器，實現(xiàn)操作電源和控制接口可以串聯(lián)在一起，將斷路器的額定電壓降低為原來的幾分之一。但是，這種模塊化真空斷路器不能安裝在變壓器內(nèi)部，容易受到 現(xiàn)場安裝條件的限制，也沒充分考慮變壓器的保護。

目前看來，當變壓器的電壓等級較高時，一般使用SF6斷路器，因此，變壓器及其斷路器的綜合成本費用相對很高。即使在變壓器出口使用多個模塊化真空斷路器串聯(lián)，也容易受到現(xiàn)場安裝條件的限制，且沒充分考慮變壓器的保護。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于上述問題，本發(fā)明提出一種線圈分壓變壓器，通過將高壓繞組中的每一組繞組設(shè)置成多個線圈組串聯(lián)的形式，并且在每個線圈組中的線圈上串聯(lián)一個斷路器，實現(xiàn)了將斷路器集成在變壓器的內(nèi)部，有效地降低了變壓器和斷路器的綜合成本。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種線圈分壓變壓器，其特征在于，所述變壓器包括：

至少一相高壓繞組和至少一相低壓繞組，每相所述高壓繞組包括多個串聯(lián)的線圈組，每個所述線圈組包括串聯(lián)連接的子線圈和子斷路器；

所述變壓器還包括用于控制每個所述子斷路器的控制器，所述控制器與每個所述子斷路器連接，并且控制所有子斷路器同時開閉。

其中，每相所述高壓繞組的多個線圈組串聯(lián)后形成一條輸出線，各相所述高壓繞組之間的輸出線連接成Y型或三角型輸出。

其中，每個所述線圈組的子線圈的結(jié)構(gòu)相同。

其中，所述子線圈的材料相同。

其中，每個所述線圈組的子斷路器相同。

本發(fā)明的線圈分壓變壓器，將小型化斷路器集成于變壓器內(nèi)部，通過使用多個低電壓等級的斷路器取代高電壓等級的斷路器，有效地降低了斷路器的制造成本，從而降低了變壓器和斷路器的綜合成本費用。另外，本發(fā)明的變壓器可以基于變壓器線圈現(xiàn)有的制造工藝進行制造，易于實現(xiàn)，且降低了變壓器線圈的制造難度。

附圖說明

通過參考附圖會更加清楚的理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點，附圖是示意性的而不應理解為對本發(fā)明進行任何限制，在附圖中：

圖1示出了本發(fā)明第一實施例的線圈分壓變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出了本發(fā)明的第二實施例線圈分壓變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細描述。

本發(fā)明的線圈分壓變壓器具體包括：至少一相高壓繞組和至少一相低壓繞組，每相高壓繞組包括多個串聯(lián)的線圈組，每個線圈組包括串聯(lián)連接的子線圈和子斷路器。

另外，變壓器還包括用于控制每個子斷路器的控制器，控制器與每個子斷路器連接，并且控制所有子斷路器同時開閉。

在上述變壓器中，假設(shè)變壓器高壓繞組的額定相電壓為U_1N，每相串聯(lián)的線圈組個數(shù)為N，每個線圈組中的子線圈的相關(guān)參數(shù)(如線圈匝數(shù)等)，按照額定電壓為進行設(shè)計和選擇。

此外，變壓器各子線圈的材料、導線半徑、匝數(shù)等參數(shù)也相同，從而確保各子線圈承受的電壓大小相等。

每一相各線圈組的子線圈的繞向應相同，以確保各線圈支路的感應磁場方向相同。

對于子斷路器的選擇，由于每相串聯(lián)的線圈組個數(shù)為N，則每相串聯(lián)的斷路器個數(shù)也為N。選擇子斷路器時，子斷路器的額定電壓按照額定電壓為進行設(shè)計和選擇，子斷路器的額定電流、額定通斷電流按照高壓繞組的額定相電流及通斷電流進行設(shè)計和選擇。

本發(fā)明的實施例中，子斷路器可以是集成在變壓器內(nèi)部的小型化 斷路器。所有子斷路器的型號相同，從而確保各子斷路器的動作時間等特性相同。由于子斷路器的額定電壓降低到了原來的1/N，因此，在設(shè)計線圈組N以及選取子斷路器時，優(yōu)先使用電壓等級較低但性能可靠、體積小、無污染的真空斷路器，從而有利于將斷路器集成到變壓器內(nèi)。

每相繞組的多條進線與出線并聯(lián)成一條進線與出線，再按變壓器的具體連接方式(Y型或三角型)連接后輸出。

另外，本發(fā)明的變壓器中，還設(shè)置有與所有子斷路器相連的控制器，該控制器向每個子斷路器同時發(fā)出動作信號，以確保具有相同動作時間的斷路器能同時開閉。

本發(fā)明提供的線圈分壓變壓器，可以在高壓繞組側(cè)實現(xiàn)高電壓的輸出，并且基于變壓器線圈現(xiàn)有的制造工藝，易于實現(xiàn)，降低了變壓器線圈的制造難度。另外，通過上述設(shè)置，可將小型化斷路器集成于變壓器內(nèi)部，通過使用多個低電壓等級的斷路器取代了高電壓等級的斷路器，有效地降低了斷路器的制造成本，降低了變壓器和斷路器的綜合成本費用。

以下通過具體實施例對本發(fā)明的分流變壓器進行詳細描述。

圖1示出了本發(fā)明的第一實施例的線圈分壓變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖。

參照圖1，本實施例的分流變壓器為單相變壓器，包括：一相高壓繞組10和一相低壓繞組20，高壓繞組10包括多個串聯(lián)的線圈組30，每個線圈組30包括串聯(lián)連接的子線圈和子斷路器。

上述變壓器還包括用于控制每個子斷路器的控制器70，控制器70與每個子斷路器連接，并且控制所有子斷路器同時開閉。

如圖1所示，N₁、N₂、N₃……分別是各子線圈匝數(shù)。各子線圈的材料、導線半徑等參數(shù)相同，繞向相同，且匝數(shù)相等(N₁＝N₂＝N₃……)，以保證各線圈流過的電流大小相等，方向相同。

S₁、S₂、S₃……分別是各個線圈組的子斷路器。各斷路器的型號相同，確保各子斷路器的動作時間等特性相同。在選取斷路器時，優(yōu)先使用電壓等級較低但性能可靠、體積小、無污染、成本費用低的真空斷路器，從而有利于將斷路器集成到變壓器內(nèi)。

本實施例中，控制器70連接到每個子斷路器S₁、S₂、S₃……，由于本實施例的子斷路器必須同時工作才能達到傳統(tǒng)變壓器的高壓繞組的斷路器的性能，因此，本實施的控制器70控制所有的子斷路器的開閉。

本實施例中，對于單相變壓器繞組及鐵芯、外殼等其它未說明的部分不做具體限定，現(xiàn)有的單相壓器的繞組及鐵芯、外殼等技術(shù)特征均適用于本發(fā)明。

圖2示出了本發(fā)明的第二實施例線圈分壓變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖。

在本實施例中，線圈分壓變壓器包括多相高壓繞組40和多相低壓繞組50，每相高壓繞組40包括多個線圈組60，并且每個線圈組包括一個子線圈和一個子斷路器。

如圖2所示，本實施例中的變壓器為三相變壓器，對于高壓繞組40的每一相，其結(jié)構(gòu)都與第一實施例的高壓繞組相同，并且每相高壓繞組的多個線圈組串聯(lián)后形成一條輸出線，各相高壓繞組之間的輸出線連接成Y型或三角型輸出。

本實施例中，控制器70連接到每個子斷路器S₁、S₂、S₃……，由于本實施例的子斷路器必須同時工作才能達到傳統(tǒng)變壓器的高壓繞組的斷路器的性能，因此，本實施的控制器70控制所有的子斷路器的開閉。

本實施例中，對于多相變壓器繞組及鐵芯、外殼等其它未說明的部分不做具體限定，現(xiàn)有的多相變壓器的繞組及鐵芯、外殼等技術(shù)特征均適用于本發(fā)明。

以上具體實施方式僅用以說明本發(fā)明的具體實施技術(shù)方案而非 限制，盡管參照實例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。