專利名稱:超容性電力變壓器的制作方法
本發明屬于電力變電裝置。
從十九世紀八十年代在電力系統中出現了變壓器，至今已有百年的歷史。
目前最常見的是感性變壓器，而其中比較先進的是最近由瑞士生產的一種電力變壓器，它是用一層厚度為0.2～0.8mm的金屬箔做成繞組，繞組之間用紙作絕緣層。上述變壓器只適用于220V的低壓，且鐵芯線圈與線圈之間的電磁耦合是感性的，故導致電力網絡中的負載也是感性的。所以不論是電力網絡或電力變壓器本身的功率因數COSφ均較小，并且是滯后的。為了提高功率因數，提高發電廠機組的出力，降低網絡輸電能耗，人們做了很多的努力。目前比較通用的方法是并聯電容器組補償法。也就是說，感性負載用容性負載來補賞，以減小其滯后相位，從而提高功率因數。但這種方法有嚴重的缺陷，這是電容器本身的特性決定的。由于電容器端電壓恒定，所以在欠補償和過補償時，就會發生對一定數量的電容器組進行投切，方可達到較理想的補償點。但伴隨而來是沖擊、振蕩和過電壓。這些對于電力網絡都是不允許的。同時，大量的高低壓電容器設備的設置，使投資增加，占地面積增大，也不符合經濟原則。
本發明的目的是設計一種超容性的變壓器，以便依靠其繞組本身的分布電容，通過強化措施，使電力變壓器在50Hz工頻交流時，由感性轉為超容性，在用于電力網絡時，可大大提高其功率因數。
為實現上述目的，需對繞組進行容性處理。因此必須采用兩層或兩層以上的金屬薄膜(1)，每層厚度均為0.007～0.01mm，然后將兩層或兩層以上的金屬薄膜(1)做成繞組，繞組之間是絕緣薄膜層(2)。本發明繞組總匝數等于各層繞組的匝數之和，而各層繞組之間連接是采用串聯方式。
上述金屬薄膜(1)采用銅或鋁，而絕緣薄膜層(2)則是聚脂、聚丙烯或聚四氟乙烯材料。
基于電氣繞組層、匝間電位差的存在，由分布電容所引起的超前無功功率是存在的。但由于相對面積間距與電壓均不適應，因此，這種超前無功功率在50Hz工頻交流時甚為微小。如果我們加大相對面積，減小間距，采用較大的介電常數的介質等措施，分布電容將大大加強。因此必需采取多層金屬薄膜式繞組，如圖1所示，由圖1看出金屬薄膜層(1)之間是絕緣薄膜層(2)。
除此之外，本發明各金屬層繞組間采用串聯方式。下面以兩層金屬薄膜為例，并結合圖2對其接線方式的原理加以說明。
由圖2看出1-3和1′-3′是雙層金屬薄膜繞組，A、X端為激勵端，N1、N2分別是兩層金屬薄膜的繞組匝數。而且N1＝N2，因而繞組總匝數N＝N1+N2，所以U1-U2＝U2即A-X端的電壓U＝U1＝2U2(Ux＝0)。
如設點2位置于1、3中間，考慮三點1、2、3處的分布電容電壓為Uc1、Uc2、Uc3。在1-1′處，分布電容C1兩端的電壓Uc1＝U1-U2＝U2在2-2′處，分布電容C2兩端的電壓
Uc2=(U2+ (U1-U2)/2 )- (U2)/2 = (U2)/2 = U1在3-3′處分布電容C3兩端的電壓Uc3＝U2-O＝U2所以Uc＝Uc1＝Uc2＝Uc3實際分分布電容的兩端電壓是處處相等的。當電容C和兩端電壓Uc足夠大時，鐵芯線圈將產生足夠大的超前無功功率Qc，即Qc＝WCU2(ω＝2πf，而f＝50Hz)。
這就是本發明的理論基礎。本發明具有如下優點1.適用于電力網絡中220V～35KV范圍的電壓。可大幅度提高電力網絡的功率因數，而不需用并聯電力電容器作為容性負載來補償功率因數。
2.由于帶負荷可調(不影響輸入、輸出)，故不會產生沖擊、振蕩與過電壓現象。
3.由于Qc可調，使輸出電壓可調，可代替目前運用的高壓分接頭滯負荷可調的方法。
4.通過傳感元件，可使變壓器在空載時獲最低損耗，空載功率因數保持在70.95的良好狀態。
5.制造簡單，成本低。
圖1為本發明采用兩層金屬薄膜時的繞組結構示意圖。
圖2為本發明的電路原理圖。
采用兩層金屬薄膜作為本發明的實施例。
30KVA 10/0.4KV.3P油浸最大無功功率Qcmax＝18KVr Vc＝740V
中間無功功率Qcmi＝9KVr Vc＝520V較小無功功率Qcmin＝3KVr Vc＝260V最小無功功率Qc＝0 Vc＝0絕緣薄膜用兩層聚脂∈＝2.2 每層厚度＝0.015mm寬220mm鋁薄膜共兩層，每層厚度＝0.007mm寬度＝220mm匝數200 三相電容量C為3×36μF。
權利要求
1.一種用于電力網絡中的變壓器，是用一層厚度為0.2～0.8mm的金屬箔做成繞組，繞組之間采用紙作為絕緣層，本發明的特征在于這是一種超容性電力變壓器，采用兩層或多層金屬薄膜(11)做成繞組，每層金屬薄膜厚度均為0.007～0.01mm，繞組總匝數等于各層繞組的匝數之和，各層繞組采用串聯方式連接，繞組之間是絕緣薄膜層(2)。
2.根據權利要求
1所述的超容性電力變壓器，其特征在于所述的金屬薄膜(1)采用銅或鋁。
3.根據權利要求
1所述的超容性電力變壓器，其特征在于所述的絕緣薄膜層(2)是聚脂、聚丙烯或聚四氟乙烯。
專利摘要
屬于電力變電裝置。由兩層或多層銅或鋁薄膜做成繞組。繞組之間是用聚酯、聚丙烯或聚四氟乙烯制成絕緣薄膜層，繞組之間采用串聯方式。本發明是利用繞組本身的分布電容使電力變壓器具有超容性因此不但供應了變壓器本身的滯后的無功功率，并能供應整個負載所需的無功功率。從而大大提高電力網絡的功率因數。
文檔編號H01F27/28GK87105430SQ87105430
公開日1988年2月24日 申請日期1987年8月10日
發明者許先進, 曹緒華 申請人:天津師范專科學校導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan