一种单相三绕组等阻抗变压器的制作方法

1.本实用新型涉及变压器技术领域，尤其是指一种单相三绕组等阻抗变压器。


背景技术：

2.变压器在电力和配电系统中承担着举足轻重的作用，它是输送交流电时使用的一种变电压和变电流的设备。变压器利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号，是电能传递或作为信号传输的重要元件，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心。在电器设备和无线电路中，常用作升降电压、匹配阻抗，安全隔离等。
3.近几年来，随着我国经济的快速发展，对于频率30hz～200hz的交流单相三绕组等阻抗变压器的需求日俱增，其主要应用于对电压、额定容量成比例分配偏差要求较高，且两台并联运行的精密设备，如实验室测试或精密机床等，当对电压、电流和功率精确控制以及减少电压偏差时需要用到调压器，当小容量调压器不足以达到使用目的，但是大容量调压器不仅成本很高，还有可能会使变压器长时间处于一个空载的状态，增大了空载损耗，影响设备寿命且造成了电网电能资源的浪费。


技术实现要素：

4.为此，本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中并联运行的精密设备电压偏差大，小容量调压器不足以达到使用目的，但大容量变压器成本高，还有可能会使变压器长时间处于空载的状态，增大了空载损耗，影响设备寿命且浪费了电网电能资源的问题。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种单相三绕组等阻抗变压器，包括：
6.铁心柱：包括第一铁心柱和第二铁心柱；
7.初级绕组：用于连接电源，分两柱绕制，每柱分三段绕组，包括绕制在每个铁心柱外的第一段绕组、第二段绕组、第三段绕组；
8.第一次级绕组：用于连接负载，分两柱绕制，每柱分三段绕组，包括绕制在每个铁心柱外的第四段绕组、第五段绕组、第六段绕组；
9.第二次级绕组：用于连接负载，分两柱绕制，每柱分三段绕组，包括绕制在每个铁心柱外的第七段绕组、第八段绕组、第九段绕组；
10.其中，所述初级绕组、所述第一次级绕组、所述第二次级绕组之间相互绝缘且匝数相等；
11.所述初级绕组、所述第一次级绕组、所述第二次级绕组在每个铁心柱外的三段绕组间距相同，且每段绕组的匝数相等、所用电磁线横截面积相等；
12.同一个铁心柱外绕制的所述第一段绕组的尾端经铜排与所述第五段绕组的首端连接，所述第五段绕组的尾端经铜排与所述第九段绕组的首端连接；
13.同一个铁心柱外绕制的所述第二段绕组的尾端经铜排与所述第六段绕组的首端连接，所述第六段绕组的尾端经铜排与所述第七段绕组的首端连接；
14.同一个铁心柱外绕制的所述第三段绕组的尾端经铜排与所述第四段绕组的首端连接，所述第四段绕组的尾端经铜排与所述第八段绕组的首端连接。
15.在本实用新型的一个实施例中，所述初级绕组、所述第一次级绕组、所述第二次级绕组采用同心式结构绕制在两个铁心柱外。
16.在本实用新型的一个实施例中，所述初级绕组在每一铁心柱外的同心式结构由里向外依次是所述第一段绕组、所述第二段绕组、所述第三段绕组；
17.所述第一次级绕组在每一铁心柱外的同心式结构由里向外依次是所述第四段绕组、所述第五段绕组、所述第六段绕组；
18.所述第二次级绕组在每一铁心柱外的同心式结构由里向外依次是所述第七段绕组、所述第八段绕组、所述第九段绕组。
19.在本实用新型的一个实施例中，所述初级绕组、第一次级绕组、第二次级绕组之间使用绝缘块进行隔离。
20.在本实用新型的一个实施例中，所述初级绕组、第一次级绕组、第二次级绕组的抽头均连接无载调压分接开关。
21.在本实用新型的一个实施例中，所述单相三绕组等阻抗变压器为干式变压器。
22.在本实用新型的一个实施例中，所述第二次级绕组在第一铁心柱外绕制的三段绕组的尾端与在第二铁心柱外绕制的三段绕组的尾端对应连接时，第一铁心柱与第二铁心柱处于串联状态，所述初级绕组、第一次级绕组、第二次级绕组的输出电压为额定电压。
23.在本实用新型的一个实施例中，所述第二次级绕组在第一铁心柱外绕制的三段绕组的尾端与在第二铁心柱外绕制的三段绕组的尾端对应连接的连接方式为：
24.第一铁心柱外所述第七段绕组的尾端经铜排与第二铁心柱外所述第七段绕组的尾端相连接；
25.第一铁心柱外所述第八段绕组的尾端经铜排与第二铁心柱外所述第八段绕组的尾端相连接；
26.第一铁心柱外所述第九段绕组的尾端经铜排与第二铁心柱外所述第九段绕组的尾端相连接。
27.在本实用新型的一个实施例中，所述第二次级绕组在第一铁心柱外绕制的三段绕组的尾端未与在第二铁心柱外绕制的三段绕组的尾端对应连接时，将第一铁心柱处于连接状态，同时将第二铁心柱短接，此时所述初级绕组、第一次级绕组、第二次级绕组的输出电压为两铁心柱串联状态时输出电压的一半。
28.在本实用新型的一个实施例中，所述将第二铁心柱短接的连接方式为：
29.第二铁心柱外所述第一段绕组的首端经铜排与所述第九段绕组的尾端连接，所述第二段绕组的首端经铜排与所述第七段绕组的尾端相连接，所述第三段绕组的首端经铜排与所述第八段绕组的尾端相连接。
30.本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
31.本实用新型所述的单相三绕组等阻抗变压器，包括第一铁心柱、第二铁心柱以及初级绕组、第一次级绕组、第二次级绕组，所述初级绕组、第一次级绕组、第二次级绕组均分两柱绕制，每柱分三段绕组，所述三段绕组的间距相等，且每段绕组的匝数相同、所用电磁线横截面积相等，使得所述初级绕组、所述第一次级绕组、所述第二次级绕组的电阻、感抗、
容抗相等。本实用新型的变压器的初级绕组、第一次级绕组、第二次级绕组的电阻、感抗、容抗相等，即变压器阻抗相等。本实用新型主要应用于对电压、额定容量成比例分配偏差要求较高，且两台并联运行的精密设备，等阻抗变压器的阻抗相等，阻抗分到的阻抗电压也相等，使与等阻抗变压器相连的所述两台并联运行的精密设备电压波动相等，减少电压偏差，使两台并联运行的精密设备电压相等，提高并联运行的效率，降低成本，节约电网电能资源。
附图说明
32.为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
33.图1是本实用新型的结构原理图；
34.图2是本实用新型的绕组排布示意图；
35.图3是本实用新型实施例一提供的绕组连接示意图；
36.图4是本实用新型实施例二提供的绕组连接示意图；
37.图5是本实用新型所提供的单相三绕组等阻抗变压器有铜排外形结构主视图；
38.图6是本实用新型所提供的单相三绕组等阻抗变压器无铜排外形结构主视图；
39.图7是本实用新型所提供的单相三绕组等阻抗变压器的外形结构右视图；
40.图8是本实用新型所提供的单相三绕组等阻抗变压器的外形结构俯视图。
具体实施方式
41.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
42.实施例1：
43.参照图1所示为本实用新型的结构原理图，接电源的a1-(x1’)x为初级绕组，a1-(x1’)x1、a2-(x2’)x2分别为用于接负载的第一次级绕组、第二次级绕组。
44.本实施例单相三绕组等阻抗变压器为额定容量30kva的干式变压器，工作频率为30hz～200hz，采用ii0/ii0的接线组合，其冷却方式为自然空气冷却(an)。
45.包括铁心柱：第一铁心柱、第二铁心柱；初级绕组，第一次级绕组，第二次级绕组。
46.本实施例单相三绕组等阻抗变压器的初级绕组，第一次级绕组，第二次级绕组的额定电压均为100v，均在50v处引出抽头、额定电流均为300a，基本阻抗电压为1.5％～2％，各绕组间阻抗电压偏差≤1％，空载电流为3％，空载损耗为300w，负载损耗为300w，变压器绝缘水平按5kv/min设计，绝缘等级为f级，工作方式为长期使用。
47.如图2所示为本实施例绕组排布及连接方式：
48.初级绕组：用于连接电源，分两柱绕制，每柱分三段绕组，包括绕制在每个铁心柱外的第一段绕组、第二段绕组、第三段绕组；
49.第一次级绕组：用于连接负载，分两柱绕制，每柱分三段绕组，包括绕制在每个铁心柱外的第四段绕组、第五段绕组、第六段绕组；
50.第二次级绕组：用于连接负载，分两柱绕制，每柱分三段绕组，包括绕制在每个铁心柱外的第七段绕组、第八段绕组、第九段绕组；
51.其中，所述初级绕组、所述第一次级绕组、所述第二次级绕组之间相互绝缘，且匝数均为18匝；
52.所述初级绕组、所述第一次级绕组、所述第二次级绕组在每个铁心柱外的三段绕组间距均为相等的20mm，且每段绕组的匝数均为3匝、所用电磁线横截面积相等；
53.第一铁心柱外所述第一段绕组和第二铁心柱外所述第一段绕组的首端均连接电源，第一铁心柱外所述第二段绕组和所述第三段绕组、第二铁心柱外所述第二段绕组和所述第三段绕组的首端均连接负载，同一铁心柱外所述第一段绕组的尾端经铜排与所述第五段绕组的首端连接，所述第五段绕组的尾端经铜排与所述第九段绕组的首端连接，两个铁心柱外第九段绕组的尾端经铜排相连接；同一铁心柱外所述第二段绕组的尾端经铜排与所述第六段绕组的首端连接，所述第六段绕组的尾端经铜排与所述第七段绕组的首端连接，两个铁心柱外所述第七段绕组的尾端经铜排相连接；同一铁心柱外所述第三段绕组的尾端经铜排与所述第四段绕组的首端连接，所述第四段绕组的尾端经铜排与所述第八段绕组的首端连接，两个铁心柱外所述第八段绕组的尾端经铜排相连接。
54.所述初级绕组在每一铁心柱外的同心式结构由里向外依次是所述第一段绕组、所述第二段绕组、所述第三段绕组；所述第一次级绕组在每一铁心柱外的同心式结构由里向外依次是所述第四段绕组、所述第五段绕组、所述第六段绕组；所述第二次级绕组在每一铁心柱外的同心式结构由里向外依次是所述第七段绕组、所述第八段绕组、所述第九段绕组。
55.所述初级绕组、第一次级绕组、第二次级绕组的抽头均连接无载调压分接开关。
56.本实施例中单相三绕组等阻抗变压器的初级绕组、第一次级绕组、第二次级绕组的输入电压均等于额定电压100v,并且所述第一铁心柱和所述第二铁心柱处于串联状态，所述初级绕组、第一次级绕组、第二次级绕组的输出电压等于额定电压100v，如图3所示。
57.参照图5、图6、图7、图8所示，分别为本实施例单相三绕组等阻抗变压器的有铜排外形结构主视图、无铜排外形结构主视图、外形结构右视图、外形结构俯视图。
58.对本实用新型所提供的单相三绕组等阻抗变压器进行了阻抗试验、空载试验、负载试验、温升试验、绝缘耐受试验及其它例行试验，其各项试验数据如表1～表5所示。
59.表1.电压比
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
误差不大于
±
1％
60.k值1112电压比100/100100/100100/100100/50测定误差0.160.160.100.12
61.表2.绝缘试验：
[0062][0063][0064]
表3.性能试验:参考温度100℃
[0065][0066]
表4.直流电阻：(23℃)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
单位：mω
[0067]
分接位置
ꢀꢀꢀꢀ
a1x11.257
ꢀꢀ
a2x21.232
ꢀꢀ
a3x31.223 [0068]
表5：声级试验：
[0069]
检测数据53db
[0070]
由表1～表5可知，本实用新型所提供的单相三绕组等阻抗变压器各项参数均满足要求。
[0071]
本实施例采用的绕组排布及连接方式满足了变压器的等阻抗要求。所述初级绕组、第一次级绕组、第二次级绕组匝数相等，分两柱绕制，且每柱均分为间距相等、匝数相等的三段绕组，且所述三段绕组所用电磁线横截面积相同，使所述初级绕组、所述第一次级绕组、所述第二次级绕组的电阻、感抗、容抗相同，使变压器的阻抗相等，此外所述三段绕组之间的绝缘距离比较小，变压器绕组的尺寸就可以减小，使得整个变压器的外形尺寸减小，降低了变压器造价成本。
[0072]
本实施例的单相三绕组等阻抗变压器为干式变压器，没有渗漏和消防问题，防火性能好，损耗低，噪声低，无污染，维护简单，绝缘性能好，局部放电量小，耐雷电冲击能力强，且干式变压器体积小、重量轻，安装方便。本实施例中所述初级绕组、第一次级绕组、第二次级绕组的抽头均连接无载调压分接开关，可以在小范围内手动调节档位改变变压器的变比，以满足电网电压在波动时，尽可能使变压器输出侧的电压稳定。
[0073]
实施例2：
[0074]
基于上述实施例，本实施例通过改变铁心柱外的绕组连接方式以改变初级绕组、第一次级绕组、第二次级绕组的输出电压。
[0075]
所述第二次级绕组在第一铁心柱外绕制的三段绕组的尾端未与在第二铁心柱外绕制的三段绕组的尾端对应连接时，将第一铁心柱处于连接状态，同时将第二铁心柱短接：
[0076]
将第一铁心柱处于连接状态：第一铁心柱外所述第一段绕组首端、所述第九段绕组的尾端连接电源，所述第二段绕组首端、所述第三段绕组首端、所述第七段绕组尾端、所述第八段绕组尾端均连接负载，第一铁心柱外其他绕组的连接方式参考上述实施例；
[0077]
将第二铁心柱短接：第二铁心柱外所述第一段绕组的首端经铜排与所述第九段绕组的尾端连接，所述第二段绕组的首端经铜排与所述第七段绕组的尾端相连接，所述第三段绕组的首端经铜排与所述第八段绕组的尾端相连接，第二铁心柱外其他绕组的连接方式参考上述实施例。
[0078]
本实施例中所述初级绕组、所述第一次级绕组、所述第二次级绕组的输出电压为两铁心柱串联状态时输出电压的一半，即50v，如图4所示。
[0079]
本实施例通过改变铁心柱外绕制的绕组连接方式以改变初级绕组、第一次级绕组、第二次级绕组的电压，方法简单便捷，使单相三绕组等阻抗变压器可以根据不同需求调整连接方式，扩大适用范围。
[0080]
实施例3：
[0081]
本实用新型的单相三绕组等阻抗变压器还可作为三相串联电抗器使用，基于上述实施例1所述的绕组排布及连接方式，本实施例提供了一种三相串联电抗器，包括：第一单相串联电抗器、第二单相串联电抗器、第三单相串联电抗器。
[0082]
第一铁心柱外所述第一段绕组首端连接电源，第二铁心柱外所述第一段绕组首端连接负载，同一铁心柱外所述第一段绕组尾端经铜排与所述第五段绕组的首端连接，所述第五段绕组尾端经铜排与所述第九段绕组首端连接，两个铁心柱外所述第九段绕组尾端经铜排连接，得到第一单相串联电抗器；
[0083]
第一铁心柱外所述第二段绕组首端连接电源，第二铁心柱外所述第二段绕组首端连接负载，同一铁心柱外所述第二段绕组尾端经铜排与所述第六段绕组的首端连接，所述第六段绕组尾端经铜排与所述第七段绕组首端连接，两个铁心柱外所述第七段绕组尾端经铜排连接，得到第二单相串联电抗器；
[0084]
第一铁心柱外所述第三段绕组首端连接电源，第二铁心柱外所述第三段绕组首端连接负载，同一铁心柱外所述第三段绕组尾端经铜排与所述第四段绕组的首端连接，所述第四段绕组尾端经铜排与所述第八段绕组首端连接，两个铁心柱外所述第八段绕组尾端经铜排连接，得到第三单相串联电抗器。
[0085]
所述第一单相串联电抗器、第二单相串联电抗器、第三单相串联电抗器三相的电压平衡。
[0086]
本实施例所述的三相串联电抗器，可以限制短路电流的数值，也可以在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波，此外，三相电压平衡，减少了电网线路的损耗。
[0087]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。