三相與兩相互變式平衡變壓器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及三相與兩相互變式平衡變壓器，包括鐵芯、一次側(cè)繞組和二次側(cè)繞組，所述一次側(cè)繞組由繞組AN、BN和CN采用星形連接組成，繞組AN、BN和CN構(gòu)成三相系統(tǒng)，N為其中性點(diǎn)；所述二次側(cè)繞組（3）由A相繞組ad和oe、B相繞組ba、C相繞組eb和do組成，其連接點(diǎn)依次為端子a、d、o、e和b，繞組ad、oe、ba、eb和do依次相連構(gòu)成一個(gè)閉合的形狀，所述一次側(cè)繞組的三相繞組AN、BN和CN的匝數(shù)均為W1；所述二次側(cè)繞組中，繞組ba匝數(shù)為W2，繞組ad和eb匝數(shù)均為W3，繞組oe和do匝數(shù)為均為W4；二次側(cè)繞組中各繞組的匝數(shù)滿足一定關(guān)系式。本發(fā)明綜合性能優(yōu)良，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。
【專利說明】三相與兩相互變式平衡變壓器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力變壓器領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于電氣化鐵道或工頻電爐等需要兩相或單相供電電源的三相與兩相互變式平衡變壓器。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的輸配電系統(tǒng)為三相系統(tǒng)。但許多用戶需要單相或兩相供電電源。這勢(shì)必造成三相系統(tǒng)的不對(duì)稱運(yùn)行，產(chǎn)生較大的負(fù)序電流和零序電流分量，使電網(wǎng)供電質(zhì)量下降，影響其他用戶的正常供電。在電氣化鐵道牽引網(wǎng)中，不對(duì)稱運(yùn)行尤為嚴(yán)重。對(duì)于IlOkV及以上三相電網(wǎng)，變壓器高壓側(cè)一般均采用中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式，以降低變壓器電壓絕緣水平。這就要求變壓器負(fù)載所產(chǎn)生的高壓側(cè)中性點(diǎn)接地電流(零序電流)必須在允許值以內(nèi)。
[0003]減輕或消除負(fù)序電流和零序電流的重要方法是采用三相-兩相平衡變壓器接線方式。國(guó)外變壓器廠生產(chǎn)的平衡變壓器采用Scott接線、LeBlanc接線或Woodbridge接線等多種形式。Scott接線平衡變壓器銅材利用率為92.8%，鐵芯材料利用率為87.9%，銅鐵材綜合利用率為81.6%。Scott接線變壓器高壓側(cè)中性點(diǎn)不能接地，高壓繞組要按全絕緣(線電壓)設(shè)計(jì)，使成本升高；由于變壓器高低壓側(cè)沒有三角形回路，因此磁通及電壓中含有三次諧波分量，影響電壓波形，并給沿線通信帶來干擾。另外，繞組和鐵芯結(jié)構(gòu)復(fù)雜，材料利用率不高，使其應(yīng)用受到很大限制。LeBlanc接線平衡變壓器材料利用率為84.5%。高壓側(cè)為三角形接法，消除了三次諧波磁通的影響，但高壓側(cè)需按全絕緣設(shè)計(jì)，增加了成本。Woodbridge及其變形接線高壓側(cè)中性點(diǎn)可以直接接地,高壓繞組可按分級(jí)絕緣(相電壓)設(shè)計(jì)，在低壓側(cè)有三角形回路。但低壓側(cè)兩相出線無公共點(diǎn)，故需增設(shè)兩臺(tái)所內(nèi)自耦變壓器(AT)，使整體固定投資增加。國(guó)內(nèi)目前用于電氣化鐵路的國(guó)產(chǎn)平衡牽引變壓器主要有兩種，即阻抗匹配平衡變壓器和YN/A平衡變壓器。阻抗匹配平衡變壓器銅材利用率為91.95%。該變壓器高壓側(cè)中性點(diǎn)可直接接地，低壓側(cè)有三角形回路，兩相出線有公共點(diǎn)，可引出接鐵軌，但該變壓器阻抗匹配較困難，需人為將a相低壓繞組進(jìn)行拆分，以滿足等值阻抗的匹配關(guān)系。b相兩延邊低壓繞組需作交叉布置，并要求耦合緊密，以降低兩延邊繞組間的相互影響，故繞組結(jié)構(gòu)復(fù)雜。若用于AT供電設(shè)計(jì)，則B相鐵芯柱上將布置有7個(gè)繞組，即I個(gè)高壓繞組，6個(gè)低壓繞組。低壓繞組中的4個(gè)均需作交叉布置，使設(shè)計(jì)上難以實(shí)現(xiàn)。故該種變壓器只能用于直供和BT供電方式。YN/A平衡變壓器銅材利用率在90.46%?91.57%之間變化，其基本特性與阻抗匹配平衡變壓器相同，也只能用于直供和BT供電方式。另外，尚有多種接線方式的三相與兩相互變式平衡變壓器，因?yàn)槔@組復(fù)雜，材料利用率低等原因未見產(chǎn)品實(shí)施和應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了克服上述缺陷，提供一種針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種綜合性能優(yōu)良，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，適用于需要兩相或單相電源的三相與兩相互變式平衡變壓器。[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明設(shè)計(jì)的三相與兩相互變式平衡變壓器，包括鐵芯、一次側(cè)繞組和二次側(cè)繞組，所述一次側(cè)繞組由繞組AN、BN和CN采用星形連接組成，繞組AN、BN和CN構(gòu)成三相系統(tǒng)，N為其中性點(diǎn)；所述二次側(cè)繞組由A相繞組ad和oe、B相繞組ba，、C相繞組eb和do組成,其連接點(diǎn)依次為端子a、d、O、e和b,繞組ad、oe、ba、eb和do依次相連
構(gòu)成一個(gè)閉合的形狀，所述一次側(cè)繞組的三相繞組AN、BN和CN的匝數(shù)均為W1 ;所述二次側(cè)繞組中，繞組ba匝數(shù)為W2，繞組ad和eb匝數(shù)均為W3,繞組oe和do匝數(shù)為均為W4 ;二次側(cè)繞組中各繞組的匝數(shù)關(guān)系為:
[0006]
【權(quán)利要求】
1.一種三相與兩相互變式平衡變壓器，包括鐵芯(I)、一次側(cè)繞組(2)和二次側(cè)繞組(3)，其特征在于: 所述一次側(cè)繞組(2)由繞組AN、BN和CN采用星形連接組成，繞組AN、BN和CN構(gòu)成三相系統(tǒng)，N為其中性點(diǎn)；所述二次側(cè)繞組(3)由A相繞組ad和oe、B相繞組ba，、C相繞組eb和do組成,其連接點(diǎn)依次為端子a、d、O、e和b,繞組ad、oe、ba、eb和do依次相連構(gòu)成一個(gè)閉合的▽形狀，所述一次側(cè)繞組(2)的三相繞組AN、BN和CN的匝數(shù)均為W1 ;所述二次側(cè)繞組(3)中，繞組ba匝數(shù)為W2，繞組ad和eb匝數(shù)均為W3，繞組oe和do匝數(shù)為均為W4 ；二次側(cè)繞組中各繞組的匝數(shù)關(guān)系為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相與兩相互變式平衡變壓器，其特征在于: 調(diào)整繞組之間軸向或徑向距離，使各隊(duì)繞組之間的短路阻抗?jié)M足下述關(guān)系式:
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的三相與兩相互變式平衡變壓器，其特征在于:所述二次側(cè)繞組(3)中，從a、o和b、o引出兩相系統(tǒng)，兩相系統(tǒng)的空載電壓大小相等，相位互差90°，其空載電壓大小為:

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的三相與兩相互變式平衡變壓器，其特征在于:所述一次側(cè)繞組(2)的三相電流和二次側(cè)兩相負(fù)載電流關(guān)系為:
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的三相與兩相互變式平衡變壓器，其特征在于:所述鐵芯(O為三相柱式或三相殼式結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】H01F27/40GK103700472SQ201310686601
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】趙鏡紅, 孫盼, 張俊洪, 高嵬 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍海軍工程大學(xué)