专利名称：：干式整流变压器的制作方法
技术领域：
：本实用新型属于整流变压器
技术领域：
，具体为一种干式整流变压器。
背景技术：
：电力电子技术的应用已深入到工业生产和社会生活的各个领域，而其负面效应也日益明显，电力电子装置的开关动作向电网中注入了大量的谐波和次谐波分量，导致了交流电网中电压和电流波形的严重失真，从而替代了传统的变压器等铁磁材料的非线性引起的谐波，成为最主要的谐波源。传统的整流装置中，由于整流变压器结构上的原因，并不能够起到谐波抑制作用，谐波仍然通过变压器进入电网，从而影响电网。
发明内容本实用新型要解决的问题是电网中存在大量谐波干扰，现有整流变压器不能够起到谐波抑制作用，谐波仍然通过变压器进入电网，从而影响电网本实用新型的技术方案是干式整流变压器，包括原边绕组和副边绕组，原边绕组为一高压绕组，星形连接；副边包括一个中压绕组和一个低压绕组，中压绕组为星形连接，与滤波器支路相连，低压绕组为三角形连接，接整流器。本实用新型采用单柱绕组结构，所设三个绕组按低压一中压一高压排列。根据变压器磁势平衡定律，设高压绕组匝数wl，电流为i,，中压绕组匝数w2，电流为i2,低压绕组匝数w3，电流为i3。由于整流器的单向导电作用，低压绕组电流i3为非正弦波形，里面包含了谐波成分，在理想状态时谐波电流有5，7，11，13次…谐波成分，如式所示I3=2VTId[sinwt+Z(-1)—si画t]，k=l，2，3…这样可以把i3的各次谐波当作激励源，磁路中就有谐波电流的主磁通，以5次谐波做分析，i35表示低压绕组5次谐波电流，F35表示低压绕组5次谐波磁势，0^表示5次谐波励磁磁通，如图3。忽略5次谐波励磁磁势，磁势平势平衡方程可以写出为F35=F15+F25.则FfF35-F25，当F^&时，Fl5=0，即网侧5次谐波电流i35=0，本实用新型的结构可以实现消除谐波电流的干扰。如图4，本实用新型单相等效阻抗电路图，谐波电流等效为谐波电流源,三个短路阻抗为ZK,2、Zk,3、ZK2:,，分别为高压与中压之间短路阻抗、高压与低压之间短路阻抗、中压与低压之间短路阻抗。Z,、Z2、Z3分别为高压绕组、中压绕组和低压绕组的等效漏阻抗，它们之间满足下列关系Z产(ZK12+Zki3-Zk2》/2(1)Z2=(ZK12+Zk2:「Zk':i)/2(2)(Zk13+Zki厂Zk|2)/2(3)通过变压器设计使Z2接近为0，且Z远大于Z2，谐波电流绝大部分经Z2支路通过，Z,几乎不流谐波电流，即谐波电流不反馈到原边，这样就起到了谐波屏蔽作用。本实用新型能够达到谐波屏蔽及无功补偿的作用，根据磁动势平衡理论，阀侧绕组谐波电流产生的磁动势基本上被中压绕组感应的相对应次数的谐波磁动势相抵消；中压绕组的等效阻抗与其他绕组等效阻抗相比很小,有利于滤波器的调谐；集变压器功能与滤波器功能于一身，对改善变压器性能，降低变压器损耗都有明显的效果。本实用新型提高了变压器的性能，这是以往传统整流变压器所不具备的。图1为本实用新型单柱绕组结构图。图2为本实用新型外接电路示意图。图3为本实用新型单相三个绕组磁动势示意图。图4为本实用新型单相三个绕组等效阻抗电路示意图。图5为三相桥式整流电路。图6为中压绕组连接的单调谐滤波器组示意图。图7为本实用新型系统仿真电路。图8为本实用新型系统仿真负载时直流电流Id波形。图9为本实用新型系统仿真下未投滤波器时网侧电流波形。图10为本实用新型投入单调谐滤波器时网侧电流波形。具体实施方式如图l，干式整流变压器，包括原边绕组和副边绕组，单柱绕组结构，所设绕组按低压一中压一高压排列，原边绕组为一高压绕组，星形连接；副边为一个中压绕组和一个低压绕组，中压绕组为星形连接，与滤波器支路相连，低压绕组为三角形连接，接整流器，如图2。工业上广泛应用三相桥式整流电路，下面以连接桥式整流器来说明本实用新型。如图5，当桥式整流电路中的触发角0《3《兀/3时，直流输出平均电压Ud=l.35U2Lcos3;当触发角冗/3<3<2;7"/3时，直流输出平均电压Ud=2.34U2[l+cos(;r/3+3)]，其中Lk为阀侧线电压，1)2为阀侧相电压。对于电感性负载,由于电流是连续的，晶闸管的导通角总是2;r/3，Ud=l.35U2Lcos3，12=0.816Id，12为变压器二次侧电流有效值，Id为直流电流。当5=0'时，12在理想状态下根据傅立叶级数分解，12=^Id[sinwt+Z(-l)丄sinnwt],k=l,2,3…，可以看出12中含有5、7、11、13等幅值较大的主要次谐波电流。对于功率因素，不考虑换相角的影响，2=v^，式中v为基波因数，v=0.955;A为位移因数，cos3。中压绕组连接滤去5、7、11及13次主要特征谐波的LC滤波器，如图6。LC滤波器也称为无源滤波器，是由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成的滤波装置，与谐波源并联，除起滤波作用外还兼顾无功补偿的需要。LC滤波器又分为单调谐滤波器、高通滤波器用双调谐滤波器等几种。本实施例的中压绕组滤波器采用了单调谐方案，如表2。表1单调谐滤波器参数<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>对本实用新型进行系统仿真，如图7，包括输入电源，新型干式整流变压器模型，整流器模型和负载，验证变压器在投入滤波器后具有谐波屏蔽作用。仿真结果如表2和图8—10。表2是未投滤波器时和投入单调谐滤波器网侧谐波比较，可看出投入单调谐滤波器后谐波得到很大的抑制。表2网侧谐波比较<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>图8是一个直流侧的波形图，从图可看出桥式整流的电流是脉动的，是阀侧谐波电流的源头。从图IO可以看出滤波器有一短暂的过渡过程，在这一过程中，网侧电流波形较不稳定，稳定运行后，与图9未投滤波器时对比，单调谐滤波器的滤波效果很好。权利要求1、干式整流变压器，包括原边绕组和副边绕组，其特征是原边绕组为一高压绕组，星形连接；副边包括一个中压绕组和一个低压绕组，中压绕组为星形连接，与滤波器支路相连，低压绕组为三角形连接，接整流器。2、根据权利要求1所述的干式整流变压器，其特征是为单柱绕组结构，所设三个绕组按低压一中压一高压排列。3、根据权利要求1或2所述的干式整流变压器，其特征是中压绕组连接单调谐滤波器。专利摘要干式整流变压器，包括原边绕组和副边绕组，原边绕组为一高压绕组，星形连接；副边包括一个中压绕组和一个低压绕组，中压绕组为星形连接，与滤波器支路相连，低压绕组为三角形连接，接整流器。本实用新型能够达到谐波屏蔽及无功补偿的作用，根据磁动势平衡理论，阀侧绕组谐波电流产生的磁动势基本上被中压绕组感应的相对应次数的谐波磁动势相抵消；中压绕组的等效阻抗与其他绕组等效阻抗相比很小，有利于滤波器的调谐；集变压器功能与滤波器功能于一身，对改善变压器性能，降低变压器损耗都有明显的效果。本实用新型提高了变压器的性能，这是以往传统整流变压器所不具备的。文档编号H01F27/28GK201229838SQ20082004023公开日2009年4月29日申请日期2008年7月22日优先权日2008年7月22日发明者朱曙明,华肖申请人:常州特种变压器有限公司