本發(fā)明涉及一種用于電能質(zhì)量治理的自耦變壓器，尤其涉及一種應(yīng)用于供電系統(tǒng)中治理電能質(zhì)量的自耦變壓器，變壓器電壓等級(jí)為10kv及以下。

背景技術(shù)：

影響電能質(zhì)量的主要因素有三相電壓不平衡、輸電電壓不穩(wěn)定、諧雜波等，目前治理電能質(zhì)量的主要技術(shù)有電抗技術(shù)、無(wú)功補(bǔ)償、變頻技術(shù)、相控技術(shù)及運(yùn)營(yíng)管理。這些技術(shù)確實(shí)帶來(lái)了較高的節(jié)電率，但是由于他們的局限性和局部節(jié)能的情況，現(xiàn)在逐步被系統(tǒng)型電能治理技術(shù)取代。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)背景技術(shù)中提及的采用現(xiàn)有治理電能質(zhì)量的技術(shù)存在的局限性和局部節(jié)能的缺陷問題。

本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)出一種用于電能質(zhì)量治理的自耦變壓器，該自耦變壓器是針對(duì)電網(wǎng)及實(shí)際用電情況研發(fā)的，具有應(yīng)用范圍廣，節(jié)電效果好等優(yōu)點(diǎn)，集保護(hù)用電設(shè)備、凈化電網(wǎng)、平衡三相電壓電流、抑制高次諧波于一體的多功能系統(tǒng)電能質(zhì)量治理產(chǎn)品，真正從用電源頭治理電能污染，最終達(dá)到綜合節(jié)電的目的。

為解決上述問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種用于電能質(zhì)量治理的自耦變壓器，包括三相三柱式鐵芯，三相三柱式鐵芯的上、下兩端分別設(shè)置上槽鋼和下槽鋼，在三相三柱式鐵芯周圍設(shè)置拉板，三相三柱式鐵芯通過上槽鋼、下槽鋼及拉板組成鐵芯骨架；鐵芯骨架下端通過下槽鋼固定連接底腳；

三相三柱式鐵芯的三個(gè)相柱分別為a相柱、b相柱和c相柱，在a相柱、b相柱和c相柱上均套設(shè)絕緣筒；

在a相柱的絕緣筒上部纏繞匝數(shù)為n的主繞組和匝數(shù)為n的上部平衡繞組，在a相柱的絕緣筒上的主繞組留出a相輸入端，在a相柱的絕緣筒上的上部平衡繞組的尾頭上留出a相曲折連接抽頭，位于a相柱的絕緣筒上的主繞組的尾頭連接位于a相柱的絕緣筒上的上部平衡繞組的起頭；

在b相柱的絕緣筒上部纏繞匝數(shù)為n的主繞組和匝數(shù)為n的上部平衡繞組，在b相柱的絕緣筒上的主繞組留出b相輸入端，在b相柱的絕緣筒上的上部平衡繞組的尾頭上留出b相曲折連接抽頭，位于b相柱的絕緣筒上的主繞組的尾頭連接位于b相柱的絕緣筒上的上部平衡繞組的起頭；

在c相柱的絕緣筒上部纏繞匝數(shù)為n的主繞組和匝數(shù)為n的上部平衡繞組，在c相柱的絕緣筒上的主繞組留出c相輸入端，在c相柱的絕緣筒上的上部平衡繞組的尾頭上留出c相曲折連接抽頭，位于c相柱的絕緣筒上的主繞組的尾頭連接位于c相柱的絕緣筒上的上部平衡繞組的起頭；

在a相柱的絕緣筒下部纏繞匝數(shù)為n的下部平衡繞組，在a相柱的絕緣筒上的下部平衡繞組的a相起頭連接b相曲折連接抽頭；

在b相柱的絕緣筒下部纏繞匝數(shù)為n的下部平衡繞組，在b相柱的絕緣筒上的下部平衡繞組的b相起頭連接c相曲折連接抽頭；

在c相柱的絕緣筒下部纏繞匝數(shù)為n的下部平衡繞組，在c相柱的絕緣筒上的下部平衡繞組的c相起頭連接a相曲折連接抽頭；

a相柱的絕緣筒上的下部平衡繞組的尾頭、b相柱的絕緣筒上的下部平衡繞組的尾頭以及c相柱的絕緣筒上的下部平衡繞組的尾頭連接在一起作為零線抽頭；

在a相柱的絕緣筒上的主繞組、上部平衡繞組和下部平衡繞組構(gòu)成a相繞組；在a相繞組上引出變壓器a相輸出電壓抽頭；

在b相柱的絕緣筒上的主繞組、上部平衡繞組和下部平衡繞組構(gòu)成b相繞組；在b相繞組上引出變壓器b相輸出電壓抽頭；

在c相柱的絕緣筒上的主繞組、上部平衡繞組和下部平衡繞組構(gòu)成c相繞組；在c相繞組上引出變壓器c相輸出電壓抽頭；

a相繞組、b相繞組和c相繞組的上、下兩端分別通過上可調(diào)式墊塊、下可調(diào)式墊塊和螺桿壓緊在上槽鋼和下槽鋼上。

本發(fā)明技術(shù)方案中的、平衡繞組與主繞組采用銅排曲折連接方式。主繞組與平衡繞組通過電磁相互作用及內(nèi)部相位自動(dòng)調(diào)整線圈，調(diào)整輸出電壓、電流相位，穩(wěn)定工作點(diǎn)，減少零序、負(fù)序影響，改善功率因數(shù)，降低損耗，電能質(zhì)量得到很好的治理，大大提高電能利用率，達(dá)到節(jié)電的效果。

對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，絕緣筒與a相柱、b相柱和c相柱之間均通過硅橡膠棒撐緊。

對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，主繞組、上部平衡繞組和下部平衡繞組均采用線繞結(jié)構(gòu)或箔繞結(jié)構(gòu)。本發(fā)明技術(shù)方案中現(xiàn)有技術(shù)中的線繞結(jié)構(gòu)或箔繞結(jié)構(gòu)設(shè)置繞組，線繞結(jié)構(gòu)或箔繞結(jié)構(gòu)內(nèi)的層間采用杜邦nomex紙做絕緣，層式結(jié)構(gòu)繞制；并采用真空壓力浸漬工藝對(duì)線圈進(jìn)行工藝處理，更進(jìn)一步消除線圈內(nèi)部電暈現(xiàn)象，機(jī)械強(qiáng)度高，散熱非常容易。這里提及的杜邦nomex紙為常規(guī)技術(shù)產(chǎn)品，真空壓力浸漬工藝為現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)工藝技術(shù)。

對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，a相繞組通過固定設(shè)置在上槽鋼和下槽鋼上的a相輸出絕緣板從a相繞組上引出a相輸入接口、變壓器a相輸出電壓接口、a相曲折連接抽頭接口、a相起頭接口和a相零線抽頭接口；a相輸入接口通過導(dǎo)線連接a相輸入端，變壓器a相輸出電壓接口通過導(dǎo)線連接a相輸出電壓抽頭，a相起頭接口通過導(dǎo)線連接a相起頭，a相零線抽頭接口通過導(dǎo)線連接a相柱的絕緣筒上的下部平衡繞組的尾頭；

b相繞組通過固定設(shè)置在上槽鋼和下槽鋼上的b相輸出絕緣板從b相繞組上引出b相輸入接口、變壓器b相輸出電壓接口、b相曲折連接抽頭接口、b相起頭接口和b相零線抽頭接口；b相輸入接口通過導(dǎo)線連接b相輸入端，變壓器b相輸出電壓接口通過導(dǎo)線連接b相輸出電壓抽頭，b相起頭接口通過導(dǎo)線連接b相起頭，b相零線抽頭接口通過導(dǎo)線連接b相柱的絕緣筒上的下部平衡繞組的尾頭；

c相繞組通過固定設(shè)置在上槽鋼和下槽鋼上的c相輸出絕緣板從c相繞組上引出c相輸入接口、變壓器c相輸出電壓接口、c相曲折連接抽頭接口、c相起頭接口和c相零線抽頭接口；c相輸入接口通過導(dǎo)線連接c相輸入端，變壓器c相輸出電壓接口通過導(dǎo)線連接c相輸出電壓抽頭，c相起頭接口通過導(dǎo)線連接c相起頭，c相零線抽頭接口通過導(dǎo)線連接c相柱的絕緣筒上的下部平衡繞組的尾頭；

a相曲折連接抽頭接口與c相起頭接口之間、b相曲折連接抽頭接口與a相起頭接口之間以及c相曲折連接抽頭接口與b相起頭接口之間均通過銅排相連。

對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，a相輸出絕緣板與上槽鋼和下槽鋼之間均通過絕緣子相連，b相輸出絕緣板與上槽鋼和下槽鋼之間均通過絕緣子相連，c相輸出絕緣板與上槽鋼和下槽鋼之間均通過絕緣子相連。

對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，三相三柱式鐵芯采用取向硅鋼或非晶合金材料制成。采用取向硅鋼或非晶合金材料制成三相三柱式鐵芯，大幅降低變壓器空載損耗，空載損耗≤.％額定功耗，空載電流≤％額定電流，極低的自身?yè)p耗。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本用于電能質(zhì)量治理的自耦變壓器，針對(duì)供電系統(tǒng)中存在的三相電壓不平衡、供電電壓不穩(wěn)定、含有諧雜波等影響電能質(zhì)量問題，本發(fā)明產(chǎn)品從用電源頭一次性解決以上主要問題，實(shí)現(xiàn)凈化電網(wǎng)、平衡三相電壓電流、抑制高次諧波，最終達(dá)到綜合節(jié)電的目的。本用于電能質(zhì)量治理的自耦變壓器，改善三相電壓不平衡、抑制高次諧波、穩(wěn)定負(fù)荷側(cè)電壓。

2、本用于電能質(zhì)量治理的自耦變壓器，平衡繞組與主繞組采用曲折型連接，它們通過電磁相互作用及內(nèi)部相位自動(dòng)調(diào)整線圈，調(diào)整輸出電壓、電流相位，穩(wěn)定工作點(diǎn)，減少零序、負(fù)序影響，改善功率因數(shù)，降低損耗，電能質(zhì)量得到很好的治理，大大提高電能利用率，達(dá)到節(jié)電的效果。

附圖說明

圖1是本用于電能質(zhì)量治理的自耦變壓器內(nèi)的繞組與鐵芯纏繞原理示意圖。

圖2是本用于電能質(zhì)量治理的自耦變壓器內(nèi)的主視圖。

圖3是本用于電能質(zhì)量治理的自耦變壓器內(nèi)的側(cè)視圖。

圖4是本用于電能質(zhì)量治理的自耦變壓器內(nèi)的俯視圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。

為使本發(fā)明的內(nèi)容更加明顯易懂，以下結(jié)合附圖1-4和具體實(shí)施方式做進(jìn)一步的描述。

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖2-4所示，用于電能質(zhì)量治理的自耦變壓器，包括三相三柱式鐵芯1，三相三柱式鐵芯1采用取向硅鋼或非晶合金材料制成。采用取向硅鋼或非晶合金材料制成三相三柱式鐵芯，大幅降低變壓器空載損耗，空載損耗≤0.7％額定功耗，空載電流≤1％額定電流，極低的自身?yè)p耗。三相三柱式鐵芯的上、下兩端分別設(shè)置上槽鋼2-1和下槽鋼2，在三相三柱式鐵芯周圍設(shè)置拉板3，三相三柱式鐵芯通過上槽鋼、下槽鋼及拉板組成鐵芯骨架；鐵芯骨架下端通過下槽鋼2固定連接底腳4；三相三柱式鐵芯的三個(gè)相柱分別為a相柱、b相柱和c相柱，在a相柱、b相柱和c相柱上均套設(shè)絕緣筒5；絕緣筒5與a相柱、b相柱和c相柱之間均通過硅橡膠棒8撐緊。

如圖1所示，在a相柱的絕緣筒5上部纏繞匝數(shù)為n1的主繞組14和匝數(shù)為n2的上部平衡繞組15，在a相柱的絕緣筒5上的主繞組留出a相輸入端，在a相柱的絕緣筒5上的上部平衡繞組的尾頭上留出a相曲折連接抽頭，位于a相柱的絕緣筒5上的主繞組的尾頭連接位于a相柱的絕緣筒5上的上部平衡繞組的起頭。

如圖1所示，在b相柱的絕緣筒5上部纏繞匝數(shù)為n1的主繞組14和匝數(shù)為n2的上部平衡繞組15，在b相柱的絕緣筒5上的主繞組留出b相輸入端，在b相柱的絕緣筒5上的上部平衡繞組的尾頭上留出b相曲折連接抽頭，位于b相柱的絕緣筒5上的主繞組的尾頭連接位于b相柱的絕緣筒5上的上部平衡繞組的起頭。

如圖1所示，在c相柱的絕緣筒5上部纏繞匝數(shù)為n1的主繞組14和匝數(shù)為n2的上部平衡繞組15，在c相柱的絕緣筒5上的主繞組留出c相輸入端，在c相柱的絕緣筒5上的上部平衡繞組的尾頭上留出c相曲折連接抽頭，位于c相柱的絕緣筒5上的主繞組的尾頭連接位于c相柱的絕緣筒5上的上部平衡繞組的起頭。

在a相柱的絕緣筒5下部纏繞匝數(shù)為n2的下部平衡繞組16，在a相柱的絕緣筒5上的下部平衡繞組的a相起頭連接b相曲折連接抽頭；在b相柱的絕緣筒5下部纏繞匝數(shù)為n2的下部平衡繞組16，在b相柱的絕緣筒5上的下部平衡繞組的b相起頭連接c相曲折連接抽頭；在c相柱的絕緣筒5下部纏繞匝數(shù)為n2的下部平衡繞組16，在c相柱的絕緣筒5上的下部平衡繞組的c相起頭連接a相曲折連接抽頭。

a相柱的絕緣筒5上的下部平衡繞組的尾頭、b相柱的絕緣筒5上的下部平衡繞組的尾頭以及c相柱的絕緣筒5上的下部平衡繞組的尾頭連接在一起作為零線抽頭。

在a相柱的絕緣筒5上的主繞組、上部平衡繞組和下部平衡繞組構(gòu)成a相繞組；在a相繞組上引出變壓器a相輸出電壓抽頭；在b相柱的絕緣筒5上的主繞組、上部平衡繞組和下部平衡繞組構(gòu)成b相繞組；在b相繞組上引出變壓器b相輸出電壓抽頭；在c相柱的絕緣筒5上的主繞組、上部平衡繞組和下部平衡繞組構(gòu)成c相繞組；在c相繞組上引出變壓器c相輸出電壓抽頭。

a相繞組、b相繞組和c相繞組的上、下兩端分別通過上可調(diào)式墊塊9、下可調(diào)式墊塊10和螺桿壓緊在上槽鋼2-1和下槽鋼2上；可調(diào)式墊塊適用范圍廣泛，方便、靈活。

本實(shí)施例的自耦變壓器根據(jù)輸入(a、b、c)電壓及輸出電壓(x1、y1、z1；x2、y2、z2；x3、y3、z3)的要求(輸出根據(jù)需要可多抽頭)，通過調(diào)整n1與n2數(shù)值及輸入與輸出之間匝數(shù)，實(shí)現(xiàn)多變比轉(zhuǎn)換。這里所述的n1與n2數(shù)值的設(shè)置依據(jù)自耦變壓器的設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

本實(shí)施例的自耦變壓器內(nèi)的所有主繞組、所有上部平衡繞組和所有下部平衡繞組均采用線繞結(jié)構(gòu)或箔繞結(jié)構(gòu)。線繞結(jié)構(gòu)或箔繞結(jié)構(gòu)內(nèi)的層間采用杜邦nomex紙做絕緣，層式結(jié)構(gòu)繞制；并采用真空壓力浸漬工藝對(duì)線圈進(jìn)行工藝處理，更進(jìn)一步消除線圈內(nèi)部電暈現(xiàn)象，機(jī)械強(qiáng)度高，散熱非常容易。這里提及的杜邦nomex紙為常規(guī)技術(shù)產(chǎn)品，真空壓力浸漬工藝為現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)工藝技術(shù)。

如圖2所示，a相繞組通過固定設(shè)置在上槽鋼2-1和下槽鋼2上的a相輸出絕緣板從a相繞組上引出a相輸入接口、變壓器a相輸出電壓接口、a相曲折連接抽頭接口4-1、a相起頭接口11和a相零線抽頭接口；a相輸入接口通過導(dǎo)線連接a相輸入端，變壓器a相輸出電壓接口通過導(dǎo)線連接a相輸出電壓抽頭，a相起頭接口11通過導(dǎo)線連接a相起頭，a相零線抽頭接口通過導(dǎo)線連接a相柱的絕緣筒5上的下部平衡繞組的尾頭。

b相繞組通過固定設(shè)置在上槽鋼2-1和下槽鋼2上的b相輸出絕緣板從b相繞組上引出b相輸入接口、變壓器b相輸出電壓接口、b相曲折連接抽頭接口5-1、b相起頭接口21和b相零線抽頭接口；b相輸入接口通過導(dǎo)線連接b相輸入端，變壓器b相輸出電壓接口通過導(dǎo)線連接b相輸出電壓抽頭，b相起頭接口11通過導(dǎo)線連接b相起頭，b相零線抽頭接口通過導(dǎo)線連接b相柱的絕緣筒5上的下部平衡繞組的尾頭。

c相繞組通過固定設(shè)置在上槽鋼2-1和下槽鋼2上的c相輸出絕緣板從c相繞組上引出c相輸入接口、變壓器c相輸出電壓接口、c相曲折連接抽頭接口6-1、c相起頭接口31和c相零線抽頭接口；c相輸入接口通過導(dǎo)線連接c相輸入端，變壓器c相輸出電壓接口通過導(dǎo)線連接c相輸出電壓抽頭，c相起頭接口11通過導(dǎo)線連接c相起頭，c相零線抽頭接口通過導(dǎo)線連接c相柱的絕緣筒5上的下部平衡繞組的尾頭。

a相曲折連接抽頭接口4-1與c相起頭接口31之間、b相曲折連接抽頭接口5-1與a相起頭接口11之間以及c相曲折連接抽頭接口6-1與b相起頭接口21之間均通過銅排13相連。平衡繞組與主繞組采用曲折型連接，它們通過電磁相互作用及內(nèi)部相位自動(dòng)調(diào)整線圈，調(diào)整輸出電壓、電流相位，穩(wěn)定工作點(diǎn)，減少零序、負(fù)序影響，改善功率因數(shù)，降低損耗，電能質(zhì)量得到很好的治理，大大提高電能利用率，達(dá)到節(jié)電的效果。

a相輸出絕緣板與上槽鋼2-1和下槽鋼2之間均通過絕緣子相連，b相輸出絕緣板與上槽鋼2-1和下槽鋼2之間均通過絕緣子相連，c相輸出絕緣板與上槽鋼2-1和下槽鋼2之間均通過絕緣子相連。

本用于電能質(zhì)量治理的自耦變壓器，平衡繞組與主繞組采用曲折型連接，它們通過電磁相互作用及內(nèi)部相位自動(dòng)調(diào)整線圈，調(diào)整輸出電壓、電流相位，穩(wěn)定工作點(diǎn)，減少零序、負(fù)序影響，改善功率因數(shù)，降低損耗，電能質(zhì)量得到很好的治理，大大提高電能利用率，達(dá)到節(jié)電的效果。

凡本發(fā)明說明書中未作特別說明的均為現(xiàn)有技術(shù)或者通過現(xiàn)有的技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)，應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。