專利名稱：低零序阻抗緩諧波節(jié)能變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種基于電磁濾波原理的電力變壓器，尤其涉及的是一種低零序阻抗緩諧波節(jié)能變壓器。
背景技術(shù)：
由于電力電子技術(shù)的發(fā)展以及它們?cè)诩矣秒娖鞯葐蜗嘭?fù)載和其它三相整流器中的廣泛應(yīng)用，使非線性負(fù)荷大量增加。目前的配電變壓器一般通過(guò)采用Dyn(—次側(cè)三角形連接，二次側(cè)星形連接)的連接方式來(lái)抑制零序電流流入電網(wǎng)，但是該類型變壓器無(wú)法消除5、7等其他諧波對(duì)電網(wǎng)的影響，同時(shí)還存在有許多安全，可靠性和電能質(zhì)量問(wèn)題。例如 零序電流在一次側(cè)三角形繞組中流通會(huì)導(dǎo)致輸出電壓的畸變并增加線圈損耗；諧波負(fù)載通過(guò)電磁耦合會(huì)在一次側(cè)繞組中感應(yīng)出高頻諧波電流并流入電網(wǎng)，影響電網(wǎng)安全；由高頻諧波電流產(chǎn)生的渦流損耗會(huì)增加變壓器的運(yùn)行損耗。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種低零序阻抗緩諧波節(jié)能變壓器，可以抑制諧波，降低變壓器運(yùn)行損耗，保證輸出電壓質(zhì)量。技術(shù)方案本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明的變壓器的一次側(cè)繞組采用三角形連接，所述變壓器的二次側(cè)繞組采用雙輸出的曲折形連接；所述二次側(cè)繞組包括第一組繞組和第二組繞組，第一組繞組包括第一相輸出繞組、第二相輸出繞組和第三相輸出繞組，第二組繞組包括第四相輸出繞組、第五相輸出繞組和第六相輸出繞組；其中第一相輸出繞組的上半部分的末端和第二相輸出繞組的下半部分的首端反向串聯(lián)構(gòu)成第一輸出相，第一輸出相的輸出始端是第一相輸出繞組的上半部分的首端，第一輸出相的輸出末端是第二相輸出繞組的下半部分的末端，依次類推，得到第二輸出相和第三輸出相，第一輸出相、第二輸出相和第三輸出相的輸出末端連接在一起構(gòu)成第一中性線。第四相輸出繞組的上部分的末端和第五相輸出繞組的中部的首端反向串聯(lián)，第五相輸出繞組的中部的末端和第六相輸出繞組的下部分的首端反向串聯(lián)構(gòu)成第四輸出相，第四輸出相的輸出始端是第四相輸出繞組的上部分的首端，第四輸出相的輸出末端是第六相輸出繞組的下部分的末端，依次類推，得到第五輸出相和第六輸出相，第四輸出相、第五輸出相和第六輸出相的輸出末端連接在一起構(gòu)成第二中性線。所述第一相輸出繞組的輸出電壓與第四相輸出繞組的輸出電壓的相位差為30 度，第二相輸出繞組的輸出電壓與第五相輸出繞組的輸出電壓的相位差為30度，第三相輸出繞組的輸出電壓與第六相輸出繞組的輸出電壓的相位差為30度。所述第一相輸出繞組、第二相輸出繞組和第三相輸出繞組分別與同相一次側(cè)繞組的相電壓相位差為0度，第四相輸出繞組、第五相輸出繞組和第六相輸出繞組分別與同相一次側(cè)繞組的相電壓相位差為30度。
所述第一組繞組中各相輸出繞組分別由繞制在不同鐵心柱上的兩部分繞組組成， 兩部分繞組的匝數(shù)滿足Wu =W12 =·Ν2，W11為第一組繞組中各相輸出繞組的上半部分匝數(shù)，W12為第一組
繞組中各相輸出繞組的下半部分匝數(shù)，N2為二次側(cè)繞組的額定等效匝數(shù)。所述第二組繞組中的各相輸出繞組分別由繞制在不同鐵心柱上的三部分繞組組
成，三部分繞組的匝數(shù)滿足^21 =2r22 =2fF23 =|#2，w21為第二組繞組中各相輸出繞組的上
部分的匝數(shù)，W22為第二組繞組中各相輸出繞組的中部的匝數(shù)，W23為第二組繞組中各相輸出繞組的下部分的匝數(shù)。有益效果本發(fā)明的低零序阻抗緩諧波節(jié)能配電變壓器基于電磁濾波原理，具有較低的零序阻抗，僅僅在變壓器二次測(cè)繞組的聯(lián)結(jié)方式上采用了雙輸出的曲折聯(lián)結(jié)，能夠抑制輸出電壓的畸變，降低變壓器零序阻抗和運(yùn)行損耗，且使得諧波得以抑制，可以消除3 倍次及5、7、17、19次諧波，極大的改善二次側(cè)諧波對(duì)其一次側(cè)電網(wǎng)造成的影響，同時(shí)還能削弱諧波電流引起的一、二次側(cè)繞組耦合磁通及一次側(cè)繞組環(huán)流，減小變壓器的運(yùn)行損耗。


圖1是本發(fā)明二二次側(cè)繞組結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明--次側(cè)的繞組的結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明--次側(cè)的繞組的電壓矢量圖4是本發(fā)明二二次側(cè)的第--組繞組的結(jié)構(gòu)示意圖
圖5是本發(fā)明二二次側(cè)的第--組繞組的電壓矢量圖
圖6是本發(fā)明二二次側(cè)的第二二組繞組的結(jié)構(gòu)示意圖
圖7是本發(fā)明二二次側(cè)的第二二組繞組的電壓矢量圖
圖8是本發(fā)明二二次側(cè)的第--組繞組各相輸出的匝I文向量圖
圖9是本發(fā)明二二次側(cè)的第二二組繞組各相輸出的匝I文向量圖。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。如圖1所示，本實(shí)施例的變壓器的一次側(cè)繞組采用三角形連接，變壓器的二次側(cè)繞組采用雙輸出的曲折形連接；二次側(cè)繞組包括第一組繞組Al和第二組繞組A2，第一組繞組Al包括第一相輸出繞組al、第二相輸出繞組bl和第三相輸出繞組cl，第二組繞組A2包括第四相輸出繞組a2、第五相輸出繞組1^2和第六相輸出繞組c2 ；其中第一相輸出繞組al的上半部分all的末端alIe和第二相輸出繞組bl的下半部分al2的首端alk反向串聯(lián)構(gòu)成第一輸出相，第一輸出相的輸出始端是第一相輸出繞組al的上半部分all的首端alls，第一輸出相的輸出末端是第二相輸出繞組bl的下半部分al2的末端al2e，依次類推，得到第二輸出相和第三輸出相，第一輸出相、第二輸出相和第三輸出相的輸出末端連接在一起構(gòu)成第一中性線nl ；第四相輸出繞組a2的上部分a21的末端a21e和第五相輸出繞組M的中部a22 的首端反向串聯(lián)，第五相輸出繞組的中部a22的末端和第六相輸出繞組c2 的下部分a23的首端a23s反向串聯(lián)構(gòu)成第四輸出相，第四輸出相的輸出始端是第四相輸出繞組a2的上部分a21的首端a21s，第四輸出相的輸出末端是第六相輸出繞組c2的下部分 a23的末端a2;3e，依次類推，得到第五輸出相和第六輸出相，第四輸出相、第五輸出相和第六輸出相的輸出末端連接在一起構(gòu)成第二中性線n2。圖2 圖7為各相輸出的電壓矢量圖，第一相輸出繞組al的輸出電壓與第四相輸出繞組a2的輸出電壓的相位差為30度，第二相輸出繞組bl的輸出電壓與第五相輸出繞組 b2的輸出電壓的相位差為30度，第三相輸出繞組cl的輸出電壓與第六相輸出繞組c2的輸出電壓的相位差為30度。第一相輸出繞組al、第二相輸出繞組bl和第三相輸出繞組Cl分別與同相一次側(cè)繞組的相電壓相位差為0度，第四相輸出繞組a2、第五相輸出繞組1^2和第六相輸出繞組c2 分別與同相一次側(cè)繞組的相電壓相位差為30度。圖8為第一組繞組Al中各相輸出的兩部分繞組的匝數(shù)與二次側(cè)額定匝數(shù)之間的向量關(guān)系圖，第一組繞組Al中各相輸出繞組分別由繞制在不同鐵心柱上的兩部分繞組組成，設(shè)定變壓器的一次側(cè)和二次側(cè)的相電壓之比，一次側(cè)繞組的額定等效匝數(shù)為 N1，二次側(cè)繞組的額定等效匝數(shù)為N2 N2 =^N1，兩部分繞組的匝數(shù)相等，繞制方向相同且滿足R1 =F12=^V2, W11
為第一組繞組Al中各相輸出繞組的上半部分匝數(shù)，W12為第一組繞組Al中各相輸出繞組的下半部分匝數(shù)。圖9為第二組繞組Α2中，構(gòu)成各相輸出的三部分繞組的匝數(shù)與二次側(cè)額定匝數(shù)之間的向量關(guān)系圖，第二組繞組Α2中的各相輸出繞組分別由繞制在不同鐵心柱上的三部分繞組組成，三部分繞組的匝數(shù)繞制方向相同且滿足W21=2W22=2W23=、N2，W21為第二組繞組A2中各相輸出繞組的上部分的匝數(shù)，
W22為第二組繞組A2中各相輸出繞組的中部的匝數(shù)，W23為第二組繞組A2中各相輸出繞組的下部分的匝數(shù)。零序電流在二次側(cè)繞組上產(chǎn)生的合成磁勢(shì)為0，一次側(cè)繞組中不會(huì)感應(yīng)出零序電流，因此零序阻抗較小，較低的零序阻抗又可以抑制輸出電壓畸變，保證負(fù)荷的供電質(zhì)量。當(dāng)電流諧波次數(shù)為3倍次及5、7、17、19次時(shí)，二次繞組產(chǎn)生的合成磁勢(shì)為0，高次諧波不能產(chǎn)生同時(shí)交鏈一、二次側(cè)的主磁通，從而可以抑制二次側(cè)的諧波分量對(duì)一次側(cè)電網(wǎng)的影響，實(shí)現(xiàn)變壓器對(duì)3倍次及5、7、17、19次諧波的抑制或消除。當(dāng)二次側(cè)負(fù)載平衡時(shí)，3倍次及5、7、17、19次諧波電流在二次側(cè)繞組上產(chǎn)生的合成磁勢(shì)為0，因此不會(huì)在一次側(cè)繞組中感應(yīng)出相應(yīng)的諧波電流，從而可以抑制變壓器一次側(cè)輸入電流的畸變，同時(shí)使變壓器的銅損降低，實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.一種低零序阻抗緩諧波節(jié)能變壓器，其特征在于，所述變壓器的一次側(cè)繞組采用三角形連接，所述變壓器的二次側(cè)繞組采用雙輸出的曲折形連接；所述二次側(cè)繞組包括第一組繞組(Al)和第二組繞組(A》，第一組繞組(Al)包括第一相輸出繞組(al)、第二相輸出繞組(bl)和第三相輸出繞組(cl)，第二組繞組(Ai)包括第四相輸出繞組(a2)、第五相輸出繞組(b2)和第六相輸出繞組(c2)；其中第一相輸出繞組(al)的上半部分的末端(alle)和第二相輸出繞組(bl)的下半部分的首端(al2s)反向串聯(lián)構(gòu)成第一輸出相，第一輸出相的輸出始端是第一相輸出繞組 (al)的上半部分的首端(alls)，第一輸出相的輸出末端是第二相輸出繞組(bl)的下半部分的末端(alk)，依次類推，得到第二輸出相和第三輸出相，第一輸出相、第二輸出相和第三輸出相的輸出末端連接在一起構(gòu)成第一中性線(nl)；第四相輸出繞組(a2)的上部分的末端(a21e)和第五相輸出繞組(b2)的中部的首端 (a22s)反向串聯(lián)，第五相輸出繞組(b2)的中部的末端(a22e)和第六相輸出繞組(c2)的下部分的首端(a23s)反向串聯(lián)構(gòu)成第四輸出相，第四輸出相的輸出始端是第四相輸出繞組 (a2)的上部分的首端(a21s)，第四輸出相的輸出末端是第六相輸出繞組(U)的下部分的末端(a2;3e)，依次類推，得到第五輸出相和第六輸出相，第四輸出相、第五輸出相和第六輸出相的輸出末端連接在一起構(gòu)成第二中性線(n2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低零序阻抗緩諧波節(jié)能變壓器，其特征在于所述第一相輸出繞組(al)的輸出電壓與第四相輸出繞組(a2)的輸出電壓的相位差為30度，第二相輸出繞組(bl)的輸出電壓與第五相輸出繞組( )的輸出電壓的相位差為30度，第三相輸出繞組(cl)的輸出電壓與第六相輸出繞組(c2)的輸出電壓的相位差為30度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低零序阻抗緩諧波節(jié)能變壓器，其特征在于所述第一相輸出繞組(al)、第二相輸出繞組(bl)和第三相輸出繞組(cl)分別與同相一次側(cè)繞組的相電壓相位差為0度，第四相輸出繞組(a2)、第五相輸出繞組( )和第六相輸出繞組(U)分別與同相一次側(cè)繞組的相電壓相位差為30度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低零序阻抗緩諧波節(jié)能變壓器，其特征在于所述第一組繞組(Al)中各相輸出繞組分別由繞制在不同鐵心柱上的兩部分繞組組成，兩部分繞組的匝數(shù)滿足Wu =Wu= ^-N2 ,^u為第一組繞組(Al)中各相輸出繞組的上半部分匝數(shù)，W12為第一組繞組(Al)中各相輸出繞組的下半部分匝數(shù)，隊(duì)為二次側(cè)繞組的額定等效匝數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低零序阻抗緩諧波節(jié)能變壓器，其特征在于所述第二組繞組m中的各相輸出繞組分別由繞制在不同鐵心柱上的三部分繞組組成，三部分繞組的匝數(shù)滿足W21 =2W22=2W23 =^N2 ^21為第二組繞組(A2)中各相輸出繞組的上部分的匝數(shù)，W22為第二組繞組嫩中各相輸出繞組的中部的匝數(shù)，Wm為第二組繞組嫩中各相輸出繞組的下部分的匝數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低零序阻抗緩諧波節(jié)能變壓器，所述變壓器的一次側(cè)繞組采用三角形連接，所述變壓器的二次側(cè)繞組采用雙輸出的曲折形連接；所述二次側(cè)繞組包括第一組繞組和第二組繞組，第一組繞組包括第一相輸出繞組、第二相輸出繞組和第三相輸出繞組，第二組繞組包括第四相輸出繞組、第五相輸出繞組和第六相輸出繞組；本發(fā)明基于電磁濾波原理，能夠抑制輸出電壓的畸變，降低變壓器零序阻抗和運(yùn)行損耗，且使得諧波得以抑制，可以消除3倍次及5、7、17、19次諧波，極大的改善二次側(cè)諧波對(duì)其一次側(cè)電網(wǎng)造成的影響，同時(shí)還能削弱諧波電流引起的一、二次側(cè)繞組耦合磁通及一次側(cè)繞組環(huán)流，減小變壓器的運(yùn)行損耗。
文檔編號(hào)H01F27/28GK102169749SQ20111002800
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者李寧, 郭健, 金承祥 申請(qǐng)人:中電電氣(江蘇)股份有限公司