三相与两相互变式平衡变压器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及三相与两相互变式平衡变压器，包括铁芯、一次侧绕组和二次侧绕组，所述一次侧绕组由绕组AN、BN和CN采用星形连接组成，绕组AN、BN和CN构成三相系统，N为其中性点；所述二次侧绕组（3）由A相绕组ad和oe、B相绕组ba、C相绕组eb和do组成，其连接点依次为端子a、d、o、e和b，绕组ad、oe、ba、eb和do依次相连构成一个闭合的形状，所述一次侧绕组的三相绕组AN、BN和CN的匝数均为W1；所述二次侧绕组中，绕组ba匝数为W2，绕组ad和eb匝数均为W3，绕组oe和do匝数为均为W4；二次侧绕组中各绕组的匝数满足一定关系式。本发明综合性能优良，结构简单，制造方便。
【专利说明】三相与两相互变式平衡变压器
【技术领域】
[0001]本发明属于电力变压器领域，具体涉及一种应用于电气化铁道或工频电炉等需要两相或单相供电电源的三相与两相互变式平衡变压器。
【背景技术】
[0002]传统的输配电系统为三相系统。但许多用户需要单相或两相供电电源。这势必造成三相系统的不对称运行，产生较大的负序电流和零序电流分量，使电网供电质量下降，影响其他用户的正常供电。在电气化铁道牵引网中，不对称运行尤为严重。对于IlOkV及以上三相电网，变压器高压侧一般均采用中性点接地运行方式，以降低变压器电压绝缘水平。这就要求变压器负载所产生的高压侧中性点接地电流(零序电流)必须在允许值以内。
[0003]减轻或消除负序电流和零序电流的重要方法是采用三相-两相平衡变压器接线方式。国外变压器厂生产的平衡变压器采用Scott接线、LeBlanc接线或Woodbridge接线等多种形式。Scott接线平衡变压器铜材利用率为92.8%，铁芯材料利用率为87.9%，铜铁材综合利用率为81.6%。Scott接线变压器高压侧中性点不能接地，高压绕组要按全绝缘(线电压)设计，使成本升高；由于变压器高低压侧没有三角形回路，因此磁通及电压中含有三次谐波分量，影响电压波形，并给沿线通信带来干扰。另外，绕组和铁芯结构复杂，材料利用率不高，使其应用受到很大限制。LeBlanc接线平衡变压器材料利用率为84.5%。高压侧为三角形接法，消除了三次谐波磁通的影响，但高压侧需按全绝缘设计，增加了成本。Woodbridge及其变形接线高压侧中性点可以直接接地,高压绕组可按分级绝缘(相电压)设计，在低压侧有三角形回路。但低压侧两相出线无公共点，故需增设两台所内自耦变压器(AT)，使整体固定投资增加。国内目前用于电气化铁路的国产平衡牵引变压器主要有两种，即阻抗匹配平衡变压器和YN/A平衡变压器。阻抗匹配平衡变压器铜材利用率为91.95%。该变压器高压侧中性点可直接接地，低压侧有三角形回路，两相出线有公共点，可引出接铁轨，但该变压器阻抗匹配较困难，需人为将a相低压绕组进行拆分，以满足等值阻抗的匹配关系。b相两延边低压绕组需作交叉布置，并要求耦合紧密，以降低两延边绕组间的相互影响，故绕组结构复杂。若用于AT供电设计，则B相铁芯柱上将布置有7个绕组，即I个高压绕组，6个低压绕组。低压绕组中的4个均需作交叉布置，使设计上难以实现。故该种变压器只能用于直供和BT供电方式。YN/A平衡变压器铜材利用率在90.46%?91.57%之间变化，其基本特性与阻抗匹配平衡变压器相同，也只能用于直供和BT供电方式。另外，尚有多种接线方式的三相与两相互变式平衡变压器，因为绕组复杂，材料利用率低等原因未见产品实施和应用。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了克服上述缺陷，提供一种针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种综合性能优良，结构简单，制造方便，适用于需要两相或单相电源的三相与两相互变式平衡变压器。[0005]为实现上述目的，本发明设计的三相与两相互变式平衡变压器，包括铁芯、一次侧绕组和二次侧绕组，所述一次侧绕组由绕组AN、BN和CN采用星形连接组成，绕组AN、BN和CN构成三相系统，N为其中性点；所述二次侧绕组由A相绕组ad和oe、B相绕组ba，、C相绕组eb和do组成,其连接点依次为端子a、d、O、e和b,绕组ad、oe、ba、eb和do依次相连
构成一个闭合的形状，所述一次侧绕组的三相绕组AN、BN和CN的匝数均为W1 ;所述二次侧绕组中，绕组ba匝数为W2，绕组ad和eb匝数均为W3,绕组oe和do匝数为均为W4 ;二次侧绕组中各绕组的匝数关系为:
[0006]
【权利要求】
1.一种三相与两相互变式平衡变压器，包括铁芯(I)、一次侧绕组(2)和二次侧绕组(3)，其特征在于: 所述一次侧绕组(2)由绕组AN、BN和CN采用星形连接组成，绕组AN、BN和CN构成三相系统，N为其中性点；所述二次侧绕组(3)由A相绕组ad和oe、B相绕组ba，、C相绕组eb和do组成,其连接点依次为端子a、d、O、e和b,绕组ad、oe、ba、eb和do依次相连构成一个闭合的▽形状，所述一次侧绕组(2)的三相绕组AN、BN和CN的匝数均为W1 ;所述二次侧绕组(3)中，绕组ba匝数为W2，绕组ad和eb匝数均为W3，绕组oe和do匝数为均为W4 ；二次侧绕组中各绕组的匝数关系为:
2.根据权利要求1所述的三相与两相互变式平衡变压器，其特征在于: 调整绕组之间轴向或径向距离，使各队绕组之间的短路阻抗满足下述关系式:
3.根据权利要求1或2所述的三相与两相互变式平衡变压器，其特征在于:所述二次侧绕组(3)中，从a、o和b、o引出两相系统，两相系统的空载电压大小相等，相位互差90°，其空载电压大小为:
4.根据权利要求1或2所述的三相与两相互变式平衡变压器，其特征在于:所述一次侧绕组(2)的三相电流和二次侧两相负载电流关系为:
5.根据权利要求1或2所述的三相与两相互变式平衡变压器，其特征在于:所述铁芯(O为三相柱式或三相壳式结构。
【文档编号】H01F27/40GK103700472SQ201310686601
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】赵镜红, 孙盼, 张俊洪, 高嵬 申请人:中国人民解放军海军工程大学