CN103151147A - 一种滤波电路用隔离变压器及滤波电路系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种滤波电路用隔离变压器及滤波电路系统。所述滤波电路系统包括：滤波电路用隔离变压器、滤波电容器组、电力电子电路；其中，所述滤波电路用隔离变压器包括：主铁心、低压线圈、漏抗铁心、高压线圈、夹件、穿心螺杆、旁螺杆、漏抗铁心固定板、电抗器线圈；所述漏抗铁心通过夹件、穿心螺杆、旁螺杆、漏抗铁心固定板进行紧固，所述主铁心通过夹件、穿心螺杆、旁螺杆进行紧固；所述电抗器线圈套装在所述漏抗铁心上，且与所述滤波电容器组连接。实施本发明，可简化系统设备，降低系统成本，同时其可以减少损耗和金属发热现象，提高系统效率。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统领域，尤其涉及一种滤波电路用隔离变压器及滤波电路系统。
背景技术
在传统的大容量电力电子电路滤波系统中，常采用LCL滤波电路，其能对高次谐波电流起到很好的抑制作用。LCL滤波电路通常包括两台电抗器设备，其通过一台隔离变压器与电网相连接，系统电路图如图1所示，在这个系统中LCL滤波电路、隔离变压器通常为独立的设备，成本高、占地面积大、效率低。
专利申请号为： CN201020679395.X，发明名称为：“一种基于LCL滤波的可调度三相光伏并网逆变装置”的中国专利申请公开了一种基于LCL滤波的可调度三相光伏并网逆变装置，它由逆变器、隔离变压器、三个滤波电抗器和三个滤波电容组成，所述三个滤波电抗器和三个滤波电容接成三相LC滤波器，所述逆变器的直流输入端接光伏电池的输出端，交流输出端依次经由三个滤波电抗器与三个滤波电容接成的三相LC滤波器和隔离变压器与电网连接。
上述专利申请公开的技术方案可在较低开关频率下获得高质量的并网电流，通过改变逆变器输出电压与电网电压的相角差即可改变送入电网的有功功率，实现电网对光伏系统的调度功能，但是其仍未解决滤波电路系统中存在的设备成本高，占地面积大，系统效率低的技术问题。
发明内容
本发明为解决上述技术问题，提供一种滤波电路用隔离变压器和滤波电路系统，可简化系统设备，降低系统成本，同时其可以减少损耗和金属发热现象，提高系统效率。
本发明公开的一种滤波电路用隔离变压器，包括：
主铁心、低压线圈、漏抗铁心、高压线圈、夹件、穿心螺杆、旁螺杆、漏抗铁心固定板、电抗器线圈；
所述漏抗铁心通过夹件、穿心螺杆、旁螺杆、漏抗铁心固定板进行紧固，所述主铁心通过夹件、穿心螺杆、旁螺杆进行紧固；所述电抗器线圈套装在所述漏抗铁心上。
其中，其将所述滤波电路用隔离变压器的高压线圈，低压线圈与电抗器线圈通过连接在一起的主铁心和漏抗铁心集成装配于一个整体。
其中，所述穿心螺杆与漏抗铁心及主铁心之间通过绝缘管隔开；所述漏抗铁心的金属夹紧构件与主铁心的金属夹紧构件之间仅保持一个连接点存在金属连接，其他连接点通过绝缘件进行隔离。
其中，所述漏抗铁心为带气隙结构的漏抗铁心，其包括：上铁轭、下铁轭和多个心柱，所述心柱由多个铁饼组成；所述多个心柱，以及所述心柱与上铁轭、下铁轭之间设置有气隙。
相应的，本发明还提供了一种滤波电路系统，包括：滤波电路用隔离变压器、滤波电容器组、电力电子电路；其中，所述滤波电路用隔离变压器包括：主铁心、低压线圈、漏抗铁心、高压线圈、夹件、穿心螺杆、旁螺杆、漏抗铁心固定板、电抗器线圈；
所述漏抗铁心通过夹件、穿心螺杆、旁螺杆、漏抗铁心固定板进行紧固，所述主铁心通过夹件、穿心螺杆、旁螺杆进行紧固；
所述电抗器线圈套装在所述漏抗铁心上，且与所述滤波电容器组连接。
其中，所述滤波电路用隔离变压器的穿心螺杆与漏抗铁心及主铁心之间通过绝缘管隔开；所述漏抗铁心的金属夹紧构件与主铁心的金属夹紧构件之间仅保持一个连接点存在金属连接，其他连接点通过绝缘件进行隔离。
其中，所述滤波电路用隔离变压器的漏抗铁心为带气隙结构的漏抗铁心，其包括：上铁轭、下铁轭和多个心柱，所述心柱由多个铁饼组成；所述多个心柱之间，以及所述心柱与上铁轭、下铁轭之间设置有气隙。
实施本发明，具有如下有益效果：
本发明提供的滤波电路系统，将隔离变压器的阻抗考虑到滤波系统中，将滤波电路用隔离变压器阻抗设计成滤波系统中所需的电感值，并且在漏抗铁心上设置电抗器线圈，通过提高滤波电路用隔离变压器的阻抗，而使其同时具备了隔离变压器和滤波电抗器的作用，从而去掉线路中的电抗器设备减少了系统设备数量，降低了系统成本，提高了系统效率。
附图说明
图1是常规的滤波电路系统图。
图2是本发明提供的滤波电路用隔离变压器的结构示意图。
图3是本发明提供的滤波电路用隔离变压器的漏抗铁心的结构示意图。
图4是采用本发明的滤波电路用隔离变压器后的滤波电路系统的示意图。
图5是本发明提供的滤波电路用隔离变压器的结构示意图（A-A剖面图）。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
滤波电路用隔离变压器实施例一：
图2为本发明提供的滤波电路用隔离变压器的结构示意图。该滤波电路用隔离变压器由主铁心7、低压线圈6、漏抗铁心8、高压线圈5、夹件2、穿心螺杆4、旁螺杆3、漏抗铁心固定板1、电抗器线圈9组成。
所述漏抗铁心8通过夹件2、穿心螺杆4、旁螺杆3、漏抗铁心固定板1进行紧固，所述主铁心7通过夹件2、穿心螺杆4、旁螺杆3进行紧固；所述电抗器线圈9套装在所述漏抗铁心8上。
其中，所述滤波电路用隔离变压器的高压线圈5，低压线圈6与电抗器线圈通过连接在一起的主铁心7和漏抗铁心8集成装配于一个整体。
其中，低压线圈6和高压线圈5与主铁心7共同形成了的变压器功能，其输入输出电压变比满足并网电压要求。该干式变压器漏抗铁心8，布置在高压线圈5、低压线圈6之间，从而使得变压器的漏磁场在漏抗铁心8中流通，增加了变压器的漏抗，使之等效电感值满足系统滤波要求。
另外，电抗器线圈9套装在漏抗铁心8上，充分利用漏抗铁心8，使该电抗器线圈9的绕组电抗值满足阀侧滤波电抗值的要求。
由于上述设计，本发明提供的滤波电路用隔离变压器同时具备了隔离变压器和网侧滤波电抗器的作用，再加上电抗器线圈与漏抗铁心共同形成阀侧电抗器，可以将电抗器功能集成到一台隔离变压器上，这样即简化了系统电路，又减少了系统设备数量，降低了系统成本，又降低了系统损耗，提高了系统效率。
更进一步的，本发明提供的滤波电路用隔离变压器的穿心螺杆4与漏抗铁心8及主铁心7之间通过绝缘管隔开；所述漏抗铁心8的金属夹紧构件与主铁心7的金属夹紧构件之间仅保持一个连接点存在金属连接，其他连接点通过绝缘件进行隔离，这样的设计方式，可以避免主铁心7的金属夹紧构件和漏抗铁心8金属件之间由于漏磁场产生感应电压不同导致环流在金属件之间流通，从而避免损耗增加、金属件发热。
滤波电路用隔离变压器实施例二：
本实施例二在实施例一的基础上，对滤波电路用隔离变压器的漏抗铁心做了进一步改进。
参见图3，图3是本发明提供的滤波电路用隔离变压器的漏抗铁心的结构示意图。
如图3所示，本发明提供的光伏发电用干式变压器的漏抗铁心8为带气隙结构的漏抗铁心，其包括：上铁轭、下铁轭和多个心柱，所述心柱由多个铁饼组成；所述多个心柱之间，以及所述心柱与上铁轭、下铁轭之间设置有气隙。
具体实现中，心柱内气隙均匀布置后浇注成一个统一整体后再与上下铁轭相连，心柱与上下铁轭之间同样设置有气隙。可以通过调节漏抗铁心上部或下部的气隙大小来调节本发明的干式变压器的最终电抗值至所需的电感值，该干式变压器的高压线圈5和低压线圈6采用矩形或长圆形，以便于漏抗铁心8的布置。同时，采用这种结构对抑制逆变器直流偏磁对变压器正常运行的影响也起到一定的作用。
滤波电路系统实施例一:
本发明正是基于LCL滤波电路，将两台滤波电抗器和一台隔离变压器集成到一台设备中，该设备主体为带漏抗铁心的高漏抗隔离变压器，其变比满足隔离变压器并网要求，同时由于隔离变压器自身阻抗漏抗的存在，能起到电抗器的作用，因此，可以将隔离变压器的阻抗设计成网侧电抗器所需的电感值，从而替代原线路中的隔离变压器和网侧电抗器。同时，在隔离变压器的漏抗铁心上还带有一组独立的电抗器线圈，可以利用漏抗铁心，形成电抗器，其电感值满足阀侧滤波电感的要求。具体电路请参见图4。
如图4所示：本发明提供一种滤波电路系统包括：滤波电路用隔离变压器（也即图中所示的带独立电抗器线圈的隔离变压器）、滤波电容器组、电力电子电路；其中，该滤波电路用隔离变压器由主铁心7、低压线圈6、漏抗铁心8、高压线圈5、夹件2、穿心螺杆4、旁螺杆3、漏抗铁心固定板1、电抗器线圈9组成。
所述漏抗铁心8通过夹件2、穿心螺杆4、旁螺杆3、漏抗铁心固定板1进行紧固，所述主铁心7通过夹件2、穿心螺杆4、旁螺杆3进行紧固；所述电抗器线圈9套装在所述漏抗铁心8上，且与所述滤波电容器组连接。
其中，低压线圈6和高压线圈5与主铁心7共同形成了的变压器功能，其输入输出电压变比满足并网电压要求。该干式变压器漏抗铁心8，布置在高压线圈5、低压线圈6之间，从而使得变压器的漏磁场在漏抗铁心8中流通，增加了变压器的漏抗，使之等效电感值满足系统滤波要求。
另外，电抗器线圈9套装在漏抗铁心8上，充分利用漏抗铁心8，使该电抗器线圈9的绕组电抗值满足阀侧滤波电抗值的要求。
由于上述设计，本发明提供的滤波电路用隔离变压器同时具备了隔离变压器和网侧滤波电抗器的作用，再加上电抗器线圈与漏抗铁心共同形成阀侧电抗器，可以将电抗器功能集成到一台隔离变压器上，这样即简化了系统电路，又减少了系统设备数量，降低了系统成本，又降低了系统损耗，提高了系统效率。
更进一步的，本发明提供的滤波电路用隔离变压器的穿心螺杆4与漏抗铁心8及主铁心7之间通过绝缘管隔开；所述漏抗铁心8的金属夹紧构件与主铁心7的金属夹紧构件之间仅保持一个连接点存在金属连接，其他连接点通过绝缘件进行隔离，这样的设计方式，可以避免主铁心7的金属夹紧构件和漏抗铁心8金属件之间由于漏磁场产生感应电压不同导致环流在金属件之间流通，从而避免损耗增加、金属件发热。
滤波电路系统实施例二:
本实施例二提供的滤波电路系统在实施例一的基础上，对滤波电路用隔离变压器的漏抗铁心做了进一步改进，其具体结构如图3所示，在此不再赘述。
本发明提供的滤波电路系统，将隔离变压器的阻抗考虑到滤波系统中，将滤波电路用隔离变压器阻抗设计成滤波系统中所需的电感值，并且在漏抗铁心上设置电抗器线圈，通过提高滤波电路用隔离变压器的阻抗，而使其同时具备了隔离变压器和滤波电抗器的作用，从而去掉线路中的电抗器设备减少了系统设备数量，降低了系统成本，提高了系统效率。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种滤波电路用隔离变压器，其特征在于，包括：
主铁心、低压线圈、漏抗铁心、高压线圈、夹件、穿心螺杆、旁螺杆、漏抗铁心固定板、电抗器线圈；
所述漏抗铁心通过夹件、穿心螺杆、旁螺杆、漏抗铁心固定板进行紧固，所述主铁心通过夹件、穿心螺杆、旁螺杆进行紧固；所述电抗器线圈套装在所述漏抗铁心上。
2.如权利要求1所述的滤波电路用隔离变压器，其特征在于，所述滤波电路用隔离变压器的高压线圈，低压线圈与电抗器线圈通过连接在一起的主铁心和漏抗铁心集成装配于一个整体。
3.如权利要求2所述的滤波电路用隔离变压器，其特征在于，所述穿心螺杆与漏抗铁心及主铁心之间通过绝缘管隔开；所述漏抗铁心的金属夹紧构件与主铁心的金属夹紧构件之间仅保持一个连接点存在金属连接，其他连接点通过绝缘件进行隔离。
4.如权利要求3所述的滤波电路用隔离变压器，其特征在于，所述漏抗铁心为带气隙结构的漏抗铁心，其包括：上铁轭、下铁轭和多个心柱，所述心柱由多个铁饼组成；所述多个心柱，以及所述心柱与上铁轭、下铁轭之间设置有气隙。
5.一种滤波电路系统，其特征在于，包括：滤波电路用隔离变压器、滤波电容器组、电力电子电路；其中，所述滤波电路用隔离变压器包括：主铁心、低压线圈、漏抗铁心、高压线圈、夹件、穿心螺杆、旁螺杆、漏抗铁心固定板、电抗器线圈；
所述漏抗铁心通过夹件、穿心螺杆、旁螺杆、漏抗铁心固定板进行紧固，所述主铁心通过夹件、穿心螺杆、旁螺杆进行紧固；
所述电抗器线圈套装在所述漏抗铁心上，且与所述滤波电容器组连接。
6.如权利要求5所述的滤波电路系统，其特征在于，所述滤波电路用隔离变压器的穿心螺杆与漏抗铁心及主铁心之间通过绝缘管隔开；所述漏抗铁心的金属夹紧构件与主铁心的金属夹紧构件之间仅保持一个连接点存在金属连接，其他连接点通过绝缘件进行隔离。
7.如权利要求6所述的滤波电路系统，其特征在于，所述滤波电路用隔离变压器的漏抗铁心为带气隙结构的漏抗铁心，其包括：上铁轭、下铁轭和多个心柱，所述心柱由多个铁饼组成；所述多个心柱之间，以及所述心柱与上铁轭、下铁轭之间设置有气隙。
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