CN103824688B - 三相变单相滤波变压器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三相变单相滤波变压器。其目的是提供一种三相变单相滤波变压器，一方面可以减小三相负载的不平衡度，另一方面还可实现滤波功能。一种三相变单相滤波变压器，包括：一个变压器上铁轭、一个变压器下铁轭、三个变压器铁心柱；一个电抗器上铁轭、一个电抗器下铁轭、三个电抗器铁心柱；所述三个电抗器铁心柱中，设置在两边的两电抗器铁心柱上设有气隙，设置在中间的电抗器铁心柱不设气隙。

Description

三相变单相滤波变压器

技术领域

本发明涉及一种电力设备，具体来说，是涉及一种三相变单相滤波变压器。

背景技术

随着电力电子技术的发展，电力电子设备容量增大，单相变压器容量也随之增大。当供电电源为三相电源时，单相变压器的使用会使三相电源上的负载变得不平衡。如果单相变压器所供的是整流性负载，或谐波含量较大的负载，还会将谐波传输到电网上。

三相供电时，各相所能承载的负载容量一般相同。如果使用常见的三变单变压器（例如斯考特、伍德桥等），虽然三相电流的不平衡度小，但其结构复杂、造价高；且不具备滤波功能。而如果使用常规的单相变压器，变压器输入侧只能接在三相电源中的两相上，会使该两相的负载容量增大，三相电流的不平衡度较大，供电系统末端的电压不平衡度也会较大，使供电质量降低；当其中两相的负载达到额定容量时，虽然第三相还没有达到额定容量，但其他的需接入三相电源的设备却不能再接入电源了，因为这样会使得其中的两相超载。

发明内容

本发明的目的是提供一种三相变单相滤波变压器，一方面可以减小三相负载的不平衡度，另一方面还可实现滤波功能。

本发明的目的是这样实现的：

一种三相变单相滤波变压器，包括：一个变压器上铁轭、一个变压器下铁轭、三个变压器铁心柱；一个电抗器上铁轭、一个电抗器下铁轭、三个电抗器铁心柱；所述三个电抗器铁心柱中，设置在两边的两电抗器铁心柱上设有气隙，设置在中间的电抗器铁心柱不设气隙。

其中，所述变压器铁心柱上可以设有气隙，也可以不设气隙；如设置气隙，所述气隙位置可以设在中间也可以设置在铁心柱与铁轭的交接处；铁心柱的材料可以是取向硅钢、无取向硅钢、非晶铁心，也可以是铁氧体等粉末磁心。

进一步地，本发明三相变单相滤波变压器还包括两个负载线圈和一个励磁线圈；所述每个负载线圈包括一内层线圈和一外层线圈，所述内层线圈绕在所述变压器铁心柱上，所述外层线圈绕在所述内层线圈和设有气隙的电抗器铁心柱上；所述励磁线圈绕在位于中间的变压器铁心柱上。由于电抗器共用变压器的外层线圈，无需单独设置电抗器线圈，可节省电抗器线圈材料，同时减小了整机体积。

其中，所述负载线圈的发热电流按输出电流设计；所述励磁线圈的发热电流按空载电流设计；励磁线圈单独绕在变压器的一个铁心柱上，该相线圈只流过初级励磁电流（中、小型变压器励磁电流约为负载电流的5%左右），可按励磁电流进行设计，节约该相线圈用材。

所述两个负载线圈和一个励磁线圈并列设置在所述变压器上铁轭、变压器下铁轭和电抗器上铁轭、电抗器下铁轭之间。

所述负载线圈的外层线圈和所述励磁线圈作三角形联结，单相输出侧的所述内层线圈作V形联结，即两个内层线圈的一对同名端联结在一起，从另一对同名端引出输出端子。所述负载线圈的外层线圈左联结时，A相的出线排截面积为其它两相的2倍；所述外层线圈右联结时，C相的出线排截面积为其它两相的2倍。

进一步地，所述内层线圈和外层线圈之间可以设有屏蔽层，也可以不设屏蔽层。设有屏蔽层，可以进一步减小经输入、输出侧线圈间电容耦合到输出侧的谐波。若设置屏蔽层，所述屏蔽层为一层铜或铝的金属箔。

本发明由于采用了上述技术方案，与现有技术相比具有以下有益效果：普通的单相变压器接在三相电源上时，三相电流不平衡度约为50%，而使用本发明三相变单相滤波变压器的三相电流不平衡度降低到25%，从而扩大电源（输电线）所承载的负载的容量，提高供电系统末端的电压质量，接入同等容量的变压器后，还可接入一定量的三相负载，三相负载的不平衡度降低，同时还会使供电系统末端的电压不平衡度降低，从而可提高供电质量；另一方面通过在变压器输入侧内置电抗器实现滤波功能，有效降低了电源侧的谐波含量；本发明结构简单，节约用材，体积小，重量轻，无需再单独配置滤波电抗器，从而缩小安装空间。

附图说明

通过以下本发明的实施例并结合附图的描述，示出本发明的其它优点和特征，该实施例以实例的形式给出，但并不限于此，其中：

图1为本发明三相变单相滤波变压器的较佳实施例的结构示意图；

图2为图1所示实施例的左侧视图方向结构示意图；

图3为图1所示实施例中电抗器铁轭、铁心柱的结构示意图；

图4为图1所示实施例中变压器铁轭、铁心柱的结构示意图；

图5为本发明三相变单相滤波变压器的负载线圈的缠绕示意图；

图6为本发明三相变单相滤波变压器的励磁线圈的缠绕示意图；

图7为本发明三相变单相滤波变压器的负载线圈的外层线圈左联结时的示意图；

图8本发明三相变单相滤波变压器的负载线圈的外层线圈右联结时的示意图；

图9为本发明三相变单相滤波变压器的另一较佳实施例的结构示意图；

图10为图9所示实施例的左侧视图方向结构示意图；

图11为图9所示实施例中电抗器铁轭、铁心柱的结构示意图；

图12为图9所示实施例中变压器铁轭、铁心柱的结构示意图。

具体实施方式

如图所示的本发明三相变单相滤波变压器的一个较佳实施例，包括一个变压器上铁轭11、一个变压器下铁轭13、三个变压器铁心柱12；一个电抗器上铁轭21、一个电抗器下铁轭23、三个电抗器铁心柱22；结合图3所示，设置在两边的两个电抗器铁心柱22上设有气隙220，而设置在中间的电抗器铁心柱22上不设气隙。本实施例中三相变单相滤波变压器还包括两个负载线圈14和一个励磁线圈15。结合图5、图6所示，负载线圈14包括内层线圈141和外层线圈142，两个内层线圈141分别绕在两个变压器铁心柱12上，两个外层线圈142分别绕在两个内层线圈141和两个设置了气隙220的电抗器铁心柱22上；励磁线圈15绕在位于中间的第三个变压器铁心柱12上。两个负载线圈14和励磁线圈15并列设置在变压器上铁轭11、变压器下铁轭13和电抗器上铁轭21、电抗器下铁轭23之间。

其中，负载线圈14的发热电流按输出电流设计；励磁线圈15的发热电流按空载电流设计。

负载线圈14的外层线圈141和励磁线圈24作三角形联结，单相输出侧的内层线圈142作V形联结，即两个内层线圈142的一对同名端联结在一起，从另一对同名端引出输出端子。负载线圈14的外层线圈141左联结时（如图7所示），A相的出线排截面积为其它两相的2倍；外层线圈141右联结时（如图8所示），C相的出线排截面积为其它两相的2倍。

上述铁心柱的材料可以是取向硅钢、无取向硅钢、非晶铁心，也可以是铁氧体等粉末磁心。

作为本发明的较优实施例，在内层线圈142和外层线圈141之间可以设有屏蔽层（图中未示出），屏蔽层为一层铜或铝的金属箔，可以进一步减小经输入、输出侧线圈间电容耦合到输出侧的谐波。

如图9-12所示的本发明三相变单相滤波变压器的另一较优实施例，本实施例与上一实施例的不同之处在于：本实施例中，变压器铁心柱12上设有气隙120，而前一实施例中变压器铁心柱12上不设气隙。气隙位置可以设在变压器铁心柱的中间，也可以设置在铁心柱与铁轭的交接处。本实施例中，气隙120分别设置在铁心柱12与变压器上铁轭11和变压器下铁轭13的交接处。

Claims (8)

1.一种三相变单相滤波变压器，其特征在于，包括：

一个变压器上铁轭、一个变压器下铁轭、三个变压器铁心柱；

一个电抗器上铁轭、一个电抗器下铁轭、三个电抗器铁心柱；

所述三个电抗器铁芯柱中，设置在两边的两电抗器铁心柱上设有气隙，设置在中间的电抗器铁心柱上不设气隙；

还包括两个负载线圈和一个励磁线圈；所述每个负载线圈包括一内层线圈和一外层线圈，所述内层线圈绕在所述变压器铁心柱上，所述外层线圈绕在所述内层线圈和设有气隙的电抗器铁心柱上；所述励磁线圈绕在位于中间的第三个变压器铁心柱上；

所述负载线圈的外层线圈和所述励磁线圈作三角形联结，单相输出侧的所述内层线圈的一对同名端联结在一起，从另一对同名端引出输出端子。

2.如权利要求1所述的三相变单相滤波变压器，其特征在于：所述变压器铁心柱上有气隙。

3.如权利要求2所述的三相变单相滤波变压器，其特征在于：所述变压器铁心柱上所设的气隙位于铁心柱的中间或铁心柱与铁轭的交接处。

4.如权利要求1所述的三相变单相滤波变压器，其特征在于：所述负载线圈的发热电流按输出电流设计；所述励磁线圈的发热电流按空载电流设计。

5.如权利要求1所述的三相变单相滤波变压器，其特征在于：所述两个负载线圈和一个励磁线圈并列设置在所述变压器上铁轭、变压器下铁轭和电抗器上铁轭、电抗器下铁轭之间。

6.如权利要求1所述的三相变单相滤波变压器，其特征在于：所述负载线圈的外层线圈左联结时，A相的出线排截面积为其它两相的2倍；所述外层线圈右联结时，C相的出线排截面积为其它两相的2倍。

7.如权利要求1所述的三相变单相滤波变压器，其特征在于：所述内层线圈和外层线圈之间设有屏蔽层。

8.如权利要求7所述的三相变单相滤波变压器，其特征在于：所述屏蔽层为一层铜或铝的金属箔。