CN107294115B - 一种四相五线制低压配电变压器 - Google Patents

一种四相五线制低压配电变压器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种四相五线制低压配电变压器，其包括一台Vv变压器和一台三相变压器，Vv变压器的两个原边绕组分别连接三相电网的B相和C相，两个原边绕组的公共点连接三相电网的A相；三相变压器的原边绕组依次接入三相电网的A相、B相和C相，三相变压器两个次边负荷绕组的公共点和Vv变压器次边绕组的公共点相互连接并作为N线；Vv变压器中设置有馈线F1和馈线F2；三相变压器中设置有馈线F3和馈线F4；馈线F1和馈线F4之间设置有第一柔性补偿装置；馈线F2和馈线F3之间设置有第二柔性补偿装置。本发明相比传统三相四线制配电方式，可节约一根导线，且当两相负荷相等时，中线电流仅为两相电流和的26％，使得本变压器更加经济高效。

Description

一种四相五线制低压配电变压器
技术领域
本发明涉及配电领域，具体涉及一种四相五线制低压配电变压器。
背景技术
一直以来电网采用三相输电，三相输电系统具有很多优点，为各国广泛采用。在发电方面，相同尺寸的三相发电机比单相发电机的功率大，在三相负载相同的情况下，发电机转矩恒定，有利于发电机的工作；在传输方面，三相系统比单相系统节省传输线，三相变压器比单相变压器经济；在用电方面，三相电容易产生旋转磁场使三相电动机平稳转动。因此，在低压配电系统里，受电网三相输电结构的影响，大多采用三相变压器，进行三相四线制配电。但是在低压配电系统中大多数用电负荷为单相负荷，比如城市路灯照明系统，城区高层住宅小区和商城，农村电网配电系统等。对于这些单相负荷密集的区域，采用三相四相制配电，导线利用率低，造成了大量的线材浪费。而对于某些轻载线路依然要架设三根输电线，经济效益差。中国西部广阔山区的负荷多是沿道路呈线形分布的，上述问题更加突出。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种四相五线制低压配电变压器解决了现有配电器经济效益差的问题。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
提供一种四相五线制低压配电变压器，其包括Vv变压器和三相变压器，Vv变压器的两个原边绕组分别连接三相电网的B相和C相，两个原边绕组的公共点连接三相电网的A相；三相变压器的原边绕组依次接入三相电网的A相、B相和C相，三相变压器两个次边负荷绕组的公共点和Vv变压器次边绕组的公共点相互连接并作为N线；
Vv变压器中与连接三相电网A相的原边绕组节点相对应的次边绕组的节点设置有馈线F1；Vv变压器中与连接三相电网C相的原边绕组节点相对应的次边绕组的节点设置有馈线F2；三相变压器中与连接三相电网C相的原边绕组节点相对应的次边绕组的节点设置有馈线F3；三相变压器中与连接三相电网A相的原边绕组节点相对应的次边绕组的节点设置有馈线F4；馈线F1和馈线F4之间设置有第一柔性补偿装置；馈线F2和馈线F3之间设置有第二柔性补偿装置。
进一步地，第一柔性补偿装置包括第一静止无功发生器、第二静止无功发生器及第一储能电容；第一静止无功发生器及第二静止无功发生器均与第一储能电容并联；第一静止无功发生器的端口与馈线F1和N线连接，第二静止无功发生器的端口与馈线F4和N线连接。
进一步地，第二柔性补偿装置包括第三静止无功发生器、第四静止无功发生器及第二储能电容；第三静止无功发生器及第四静止无功发生器均与第二储能电容并联；第三静止无功发生器的端口与馈线F2和N线连接，第四静止无功发生器的端口与馈线F3和N线连接。
进一步地，三相变压器为星三角变压器；馈线F1的电压UF1和馈线F3的电压UF3构成一组相位差为150°的两相电压；馈线F2的电压UF2和馈线F4的电压UF4构成一组相位差为150°的两相电压；馈线F1的电压UF1和馈线F4的电压UF4之间的相位差为90°；馈线F2的电压UF2和馈线F3的电压UF3之间的相位差为90°。
本发明的有益效果为：
一、采用传统的Vv变压器和三相变压器构造三相变四相配电变压器，结构简单，易于实现，可实现两相供电和三相供电，满足不同用电负荷的需求，供电方式灵活可靠，经济效益高。
二、第一柔性补偿装置和第二柔性补偿装置可以实现功率融通，相互支援，提升电能质量的综合治理。
三、当实施两相配电时，两相负荷大小相等时，中线电流仅为两相电流和的26％，提高经济效益。
附图说明
图1为本发明的结构原理图；
图2为本发明的四相电压相量图；
图3为本发明实现两相供电的示意图；
图4为本发明实现两相供电和三相供电的示意图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
如图1所示，该四相五线制低压配电变压器包括一台Vv变压器和一台三相变压器，Vv变压器的两个原边绕组分别连接三相电网的B相和C相，两个原边绕组的公共点连接三相电网的A相；三相变压器的原边绕组依次接入三相电网的A相、B相和C相，三相变压器两个次边负荷绕组的公共点和Vv变压器次边绕组的公共点相互连接并作为N线；
Vv变压器中与连接三相电网A相的原边绕组节点相对应的次边绕组的节点设置有馈线F1；Vv变压器中与连接三相电网C相的原边绕组节点相对应的次边绕组的节点设置有馈线F2；三相变压器中与连接三相电网C相的原边绕组节点相对应的次边绕组的节点设置有馈线F3；三相变压器中与连接三相电网A相的原边绕组节点相对应的次边绕组的节点设置有馈线F4；使得馈线F1对应原边线电压UAB；馈线F2对应原边线电压UAC，馈线F3对应原边相电压UB，馈线F4对应原边相电压UC。馈线F1和馈线F4之间设置有第一柔性补偿装置；馈线F2和馈线F3之间设置有第二柔性补偿装置。
第一柔性补偿装置包括第一静止无功发生器、第二静止无功发生器及第一储能电容；第一静止无功发生器及第二静止无功发生器均与第一储能电容并联；第一静止无功发生器的端口与馈线F1和N线连接，第二静止无功发生器的端口与馈线F4和N线连接。
第二柔性补偿装置包括第三静止无功发生器、第四静止无功发生器及第二储能电容；第三静止无功发生器及第四静止无功发生器均与第二储能电容并联；第三静止无功发生器的端口与馈线F2和N线连接，第四静止无功发生器的端口与馈线F3和N线连接。
三相变压器为星三角变压器；如图2所示，馈线F1的电压UF1和馈线F3的电压UF3构成一组相位差为150°的两相电压；馈线F2的电压UF2和馈线F4的电压UF4构成一组相位差为150°的两相电压；馈线F1的电压UF1和馈线F4的电压UF4之间的相位差为90°；馈线F2的电压UF2和馈线F3的电压UF3之间的相位差为90°。
在本发明的一个实施例中，如图3所示，互成150的两相电压UF1、UF3、和UF2、UF4分别给单相负荷区(如城市路灯照明系统、高层住宅小区)供电，每个单元的单相负荷在两相之间间隔接入，保证两相负荷尽量相等，这样中线电流尽量小。在UF1、UF4两垂直端口增加第一柔性补偿装置；在UF2、UF3两垂直端口增加第二柔性补偿装置。
如图4所示，单相负荷区(如城市路灯照明系统、高层住宅小区)由互成90度的两相电压UF1、UF4、和UF2、UF3供电。在UF1、UF4两垂直端口增加第一柔性补偿装置；在UF2、UF3两垂直端口增加第二柔性补偿装置，实现两相之间功率融通，相互支援，实现电能质量的综合治理。引出两相垂直电压UF1、UF4、或UF2、UF3通过两相变三相逆平衡变压器，转换成三相电供给三相用户使用。
第一静止无功发生器的端口与UF1和N线连接，第二静止无功发生器的端口与UF4和N线连接，以对UF1和UF4输出的电能进行无功、谐波补偿，确保输出达到预设电能质量标准的电能，并通过功率交换实现UF1和UF4之间的功率转换，实现对三相侧的负序补偿，且实现了UF1和UF4之间功率支援，提高了系统可靠性。
同理，第三静止无功发生器的端口与UF3和N线连接，第四静止无功发生器的端口与UF2和N线连接，对UF2和UF3输出的电能进行无功、谐波补偿，确保输出达到预设电能质量标准的电能，并通过功率交换实现UF2和UF3之间的功率转换，实现对三相侧的负序补偿，且实现了UF2和UF3之间功率支援。
本发明在配电时，对单相负荷密集的地区采用两相三线制配电方式，两相电压取自UF1、UF3或者UF2、UF4。相比传统三相四线制配电方式，可节约一根导线。且当两相负荷相等时，中线电流仅为两相电流和的26％，使得本变压器更加经济高效。

Claims (2)

1.一种四相五线制低压配电变压器，其特征在于：包括Vv变压器和三相变压器，所述Vv变压器的两个原边绕组分别连接三相电网的B相和C相，所述两个原边绕组的公共点连接所述三相电网的A相；所述三相变压器的原边绕组依次接入所述三相电网的A相、B相和C相，所述三相变压器两个次边负荷绕组的公共点和Vv变压器次边绕组的公共点相互连接并作为N线；
所述Vv变压器中与连接所述三相电网A相的原边绕组节点相对应的次边绕组的节点设置有馈线F1；所述Vv变压器中与连接所述三相电网C相的原边绕组节点相对应的次边绕组的节点设置有馈线F2；所述三相变压器中与连接所述三相电网C相的原边绕组节点相对应的次边绕组的节点设置有馈线F3；所述三相变压器中与连接所述三相电网A相的原边绕组节点相对应的次边绕组的节点设置有馈线F4；所述馈线F1和馈线F4之间设置有第一柔性补偿装置；所述馈线F2和馈线F3之间设置有第二柔性补偿装置；
所述第一柔性补偿装置包括第一静止无功发生器、第二静止无功发生器及第一储能电容；所述第一静止无功发生器及所述第二静止无功发生器均与所述第一储能电容并联；所述第一静止无功发生器的端口与所述馈线F1和N线连接，所述第二静止无功发生器的端口与所述馈线F4和N线连接；
所述第二柔性补偿装置包括第三静止无功发生器、第四静止无功发生器及第二储能电容；所述第三静止无功发生器及所述第四静止无功发生器均与所述第二储能电容并联；所述第三静止无功发生器的端口与所述馈线F2和N线连接，所述第四静止无功发生器的端口与所述馈线F3和N线连接。
2.根据权利要求1所述的四相五线制低压配电变压器，其特征在于：所述三相变压器为星三角变压器；所述馈线F1的电压UF1和馈线F3的电压UF3构成一组相位差为150°的两相电压；所述馈线F2的电压UF2和馈线F4的电压UF4构成一组相位差为150°的两相电压；所述馈线F1的电压UF1和馈线F4的电压UF4之间的相位差为90°；所述馈线F2的电压UF2和馈线F3的电压UF3之间的相位差为90°。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110635482B (zh) * 2019-11-08 2023-02-03 西南交通大学 一种单相组合式变压器供电构造
CN114407734B (zh) * 2021-12-21 2022-08-23 西南交通大学 一种柔性牵引供电系统及保护方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB122431A (en) * 1917-10-30 1919-01-30 Frederick Edmund Berry Improvements in or relating to Electrical Transformers.
CN1243324A (zh) * 1998-07-24 2000-02-02 郭欲平 一种变压器
CN2428848Y (zh) * 2000-05-11 2001-05-02 刘光晔 三相变四相电力变压器
CN2618274Y (zh) * 2003-04-11 2004-05-26 郭欲平 V型接线变压器
JP2009165271A (ja) * 2008-01-07 2009-07-23 Railway Technical Res Inst 電力変換回路及び単相／三相電力変換回路
CN101552118A (zh) * 2009-01-21 2009-10-07 湖南大学 三相变四相阻抗匹配变压器
CN104325894A (zh) * 2014-11-06 2015-02-04 西南交通大学 一种多馈线组合式供变电构造
RU2558697C1 (ru) * 2014-02-13 2015-08-10 Надежда Сергеевна Бурянина Четырехфазная пятипроводная линия электропередачи
CN106564407A (zh) * 2015-10-08 2017-04-19 上海稳得新能源科技有限公司 三相转二相的平衡电铁牵引供电系统
CN106972506A (zh) * 2017-05-11 2017-07-21 成都瑞尔维轨道交通技术有限公司 配电系统及电力系统
CN206977058U (zh) * 2017-07-24 2018-02-06 西南交通大学 一种四相五线制低压配电变压器

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB122431A (en) * 1917-10-30 1919-01-30 Frederick Edmund Berry Improvements in or relating to Electrical Transformers.
CN1243324A (zh) * 1998-07-24 2000-02-02 郭欲平 一种变压器
CN2428848Y (zh) * 2000-05-11 2001-05-02 刘光晔 三相变四相电力变压器
CN2618274Y (zh) * 2003-04-11 2004-05-26 郭欲平 V型接线变压器
JP2009165271A (ja) * 2008-01-07 2009-07-23 Railway Technical Res Inst 電力変換回路及び単相／三相電力変換回路
CN101552118A (zh) * 2009-01-21 2009-10-07 湖南大学 三相变四相阻抗匹配变压器
RU2558697C1 (ru) * 2014-02-13 2015-08-10 Надежда Сергеевна Бурянина Четырехфазная пятипроводная линия электропередачи
CN104325894A (zh) * 2014-11-06 2015-02-04 西南交通大学 一种多馈线组合式供变电构造
CN106564407A (zh) * 2015-10-08 2017-04-19 上海稳得新能源科技有限公司 三相转二相的平衡电铁牵引供电系统
CN106972506A (zh) * 2017-05-11 2017-07-21 成都瑞尔维轨道交通技术有限公司 配电系统及电力系统
CN206977058U (zh) * 2017-07-24 2018-02-06 西南交通大学 一种四相五线制低压配电变压器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"三相变四相变压器在 AT 供电系统中的应用研究";娄奇鹤，高仕斌;《中国电机工程学报》;20050131;第25卷(第1期);第124-130页 *

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