CN107919216A - 一种磁集成混合式配电变压器 - Google Patents

一种磁集成混合式配电变压器 Download PDF

Info

Publication number
CN107919216A
CN107919216A CN201711059857.0A CN201711059857A CN107919216A CN 107919216 A CN107919216 A CN 107919216A CN 201711059857 A CN201711059857 A CN 201711059857A CN 107919216 A CN107919216 A CN 107919216A
Authority
CN
China
Prior art keywords
winding
transformer
phase
core
iron yoke
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711059857.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107919216B (zh
Inventor
梁得亮
柳轶彬
梁阳
张明康
陈起旭
孙官华
贾培鑫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Jiaotong University
Original Assignee
Xian Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Jiaotong University filed Critical Xian Jiaotong University
Priority to CN201711059857.0A priority Critical patent/CN107919216B/zh
Priority to PCT/CN2017/114668 priority patent/WO2019085140A1/zh
Priority to US16/758,403 priority patent/US11587719B2/en
Publication of CN107919216A publication Critical patent/CN107919216A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107919216B publication Critical patent/CN107919216B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2804—Printed windings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F30/00—Fixed transformers not covered by group H01F19/00
    • H01F30/06—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
    • H01F30/12—Two-phase, three-phase or polyphase transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/245—Magnetic cores made from sheets, e.g. grain-oriented
    • H01F27/2455—Magnetic cores made from sheets, e.g. grain-oriented using bent laminations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/30—Fastening or clamping coils, windings, or parts thereof together; Fastening or mounting coils or windings on core, casing, or other support
    • H01F27/306—Fastening or mounting coils or windings on core, casing or other support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/38—Auxiliary core members; Auxiliary coils or windings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/40—Structural association with built-in electric component, e.g. fuse
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
    • H01F3/10—Composite arrangements of magnetic circuits
    • H01F3/12—Magnetic shunt paths

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
  • Ac-Ac Conversion (AREA)

Abstract

本发明公开一种磁集成混合式配电变压器。其主电路包括主变压器、串联隔离变压器、变流器单元，铁芯结构由铁心柱、铁轭、漏磁铁芯构成。主变压器由二次绕组、一次绕组、控制绕组采用层式绕组绕制在主变铁芯柱上而成；串联隔离变压器由阀侧绕组、网侧绕组采用饼式绕组叠绕在隔离变铁芯柱上而成。阀侧绕组及控制绕组均采用星型中性点引出接法，分别接入变流器单元电压输出端及电流输出端。一次绕组与控制绕组之间及阀侧绕组与网侧绕组之间布置漏磁铁芯，实现了变压器与变流器输出连接电感的磁集成设计。主变压器与串联隔离变压器共用中部铁轭，实现主变压器与串联隔离变压器的弱耦合集成，各绕组采用移相布置方式，有效提高铁磁材料的利用率。

Description

一种磁集成混合式配电变压器
技术领域
本发明涉及一种磁集成混合式配电变压器，属于变压器技术领域。
背景技术
近年来，配电网的智能化升级改造进程不断加快，传统配电变压器虽然结构简单、运行可靠、经济性好，但其可控性差，已无法适应配电网未来的发展趋势，为此，新型可控配电变压器的研究逐渐成为当下的研究热点。在这种背景下，ABB研究所、University ofZielona Góra、Instituto Superior Técnico的科技工作者提出了混合式配电变压器的概念。所谓混合式配电变压器是通过对传统配电变压器进行改进设计，然后将全控型电力电子装置接入其中而实现的一类新型可控配电变压器。与传统配电变压器相比，混合式配电变压器不仅具备传统配电变压器高效可靠的优点，而且能大大提升传统配电变压器的可控性，因此十分适合未来配电网智能化的发展需求。
但目前关于混合式配电变压器的研究尚不完善，系统中包含大量的分立磁件，诸如主变压器、串联隔离变压器、变流器输出连接电感等。分立磁件过多必将增大系统整体的铁芯体积，使得装置整体的结构十分复杂，从而不仅会造成较大的损耗，而且会导致铁磁材料的大量浪费。
为简化系统中分立磁件的数目，提高铁磁材料利用率，相关报道提出将隔离变压器拆分布置、绕组等匝排布以实现混合式配电变压器主变压器与隔离变压器的解耦磁集成设计。以及将变流器输出连接电感等匝拆分反向串联绕制在变压器铁心柱上以实现变压器与变流器输出连接电感的磁集成设计。虽然相关报道称能实现系统中各分立磁件的磁集成一体化设计，并且不改变混合式配电变压器的控制性能，但铁芯结构及绕组布置方式十分复杂，而且通过反向串联实现漏电感替代输出连接电感时，绕组匝数过多，线圈体积较大，从而对其实用性造成影响。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单的磁集成混合式配电变压器，在不改变原有分立磁件系统基本控制功能的前提下，实现系统中各分立磁件的集成一体化设计。从而有效减小系统中分立磁件的数目与装置的总体积，提高铁磁材料的利用率。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
该配电变压器的主电路包括主变压器、串联隔离变压器、变流器单元，主变压器及串联隔离变压器包括铁芯结构及绕组；所述铁芯结构包括铁心柱、铁轭及漏磁铁芯；铁心柱包括3个平行排列的纵向主变铁心柱以及3个依次衔接的横向隔离变铁心柱，铁轭包括一个横向放置的下部铁轭、一个横向放置的中部铁轭以及4个平行排列的纵向衔接铁轭，漏磁铁芯包括4个平行排列的纵向控制绕组漏磁铁芯以及3个平行排列的纵向阀侧绕组漏磁铁芯；绕组包括主变压器绕组和串联隔离变压器绕组，其中，主变压器绕组每相包括设置于对应相主变铁心柱上的控制绕组、一次绕组以及二次绕组，串联隔离变压器绕组每相包括设置于对应相隔离变铁心柱上的网侧绕组以及阀侧绕组；各主变铁心柱分别与下部铁轭以及中部铁轭相连，各衔接铁轭分别与中部铁轭以及隔离变铁心柱对应端部相连，配电变压器的主变铁心柱以及隔离变铁心柱通过共用中部铁轭形成2个主变压器窗口以及3个串联隔离变压器窗口；控制绕组漏磁铁芯设置在2个主变压器窗口内的每相一次绕组与控制绕组之间，等效于使用漏电感替代了原变流器的输出连接电感，实现电流输出连接电感与主变压器的磁集成设计，阀侧绕组漏磁铁芯设置在3个串联隔离变压器窗口内的每相阀侧绕组与网侧绕组之间，实现电压输出连接电感与串联隔离变压器的磁集成设计；变流器单元与每相控制绕组以及阀侧绕组相连。
所述一次绕组与同相网侧绕组串联，各相网侧绕组采用星形中性点接地方式接入电网；二次绕组采用三相四线制方式为负载供电；各相控制绕组及阀侧绕组采用带中性点的星型接线方式分别与变流器单元相连。
所述变流器单元包括3个电流控制桥臂、3个电压控制桥臂、1个零序桥臂及直流母线电容；变流器输出连接电感集于变压器之后，控制绕组的三相首端直接与电流控制桥臂的3个中点对应相连，阀侧绕组的三相首端直接与电压控制桥臂的3个中点对应相连，控制绕组及阀侧绕组的中性点引出后分别与零序桥臂中点相连，所有桥臂均与直流母线电容并联。
主变压器每相绕组(即一次绕组、二次绕组及控制绕组)采用层式线圈同心绕制在本相主变铁心柱上，从该铁心柱向外依次为二次绕组、一次绕组、控制绕组；串联隔离变压器每相绕组(即网侧绕组及阀侧绕组)采用饼式线圈同心叠绕在本相隔离变铁心柱上，且每相网侧绕组及阀侧绕组的叠放次序无要求。
所述主变铁心柱与隔离变铁心柱通过各铁轭衔接在一起。具体而言，主变铁心柱的下端与下部铁轭相连，上端与中部铁轭相连；隔离变铁心柱的左、右端依次与4个衔接铁轭的上端相连，其中相邻隔离变铁心柱的连接端共用1个衔接铁轭，4个衔接铁轭的下端与中部铁轭相连，从而使主变压器与串联隔离变压器能够共用中部铁轭，实现二者的弱耦合集成。
所述主变压器绕组和串联隔离变压器绕组之间采用移相布置方式，以避免中部铁轭出现峰值磁通叠加的工况，从而提高铁磁材料的利用率。具体布置方式为：主变压器绕组从左向右按A相、B相、C相的顺序依次布置在三个主变铁心柱上，串联隔离变压器绕组从左向右按C相、A相、B相的顺序依次布置在三个隔离变铁心柱上。所述铁芯结构的每级叠片采用硅钢片，其各铁轭与对应铁心柱以45度斜接缝阶梯搭接方式拼接，主变铁心柱的叠片级数大于隔离变铁心柱的叠片级数，下部铁轭及中部铁轭的叠片级数大于衔接铁轭的叠片级数。
所述控制绕组漏磁铁芯(主变漏磁铁芯)与中部铁轭及下部铁轭之间留有可调气隙，阀侧绕组漏磁铁芯(隔离变漏磁铁芯)与中部铁轭及对应相隔离变铁心柱之间留有可调气隙；控制绕组为椭圆形或半椭圆形。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明通过设置漏磁铁芯、共用中部铁轭以及布置衔接铁轭等磁集成技术，实现了主变压器、串联隔离变压器、变流器输出连接电感的磁集成一体化设计，从而大大减少了混合式配电变压器中分立磁件的数目，减少了绕组匝数，简化了分立系统的结构。
进一步的，本发明还通过绕组移相布置，可以错开磁通的峰值时刻，能有效减小中部铁轭的横截面积，从而提高铁磁材料的利用率。
附图说明
图1为磁集成混合式配电变压器主电路各部件的电路拓扑及连接关系示意图；其中：(a)主变压器与串联隔离变压器，(b)变流器，(c)滤波器。
图2为磁集成混合式配电变压器绕组布置及铁芯主级叠片拼接方式示意图。
图3为磁集成混合式配电变压器电磁本体三维图。
图4为磁集成混合式配电变压器电磁本体三视图；其中：(a)主视图，(b)右视图，(c)俯视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。应当理解，此处所述的实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明。
如图1所示，本发明所述磁集成混合式配电变压器，包括主变压器20(以下也可简称为主变)、串联隔离变压器21(以下也可简称为隔离变)、变流器22及滤波器32。如图1(a)所示，主变压器20的绕组包括A相一次绕组1a、B相一次绕组1b、C相一次绕组1c，A相二次绕组2a、B相二次绕组2b、C相二次绕组2c、A相控制绕组3a、B相控制绕组3b及C相控制绕组3c。A、B、C三相一次绕组各相首/末端子依次为A/X、B/Y、C/Z，A、B、C三相二次绕组各相首/末端子依次为a2/x2、b2/y2、c2/z2，A、B、C三相控制绕组各相首/末端子依次为a3/x3、b3/y3、c3/z3；规定一次绕组、二次绕组及控制绕组的首端为同名端。串联隔离变压器21的绕组包括A相网侧绕组5a、B相网侧绕组5b、C相网侧绕组5c，及A相阀侧绕组4a、B相阀侧绕组4b和C相阀侧绕组4c。A、B、C三相网侧绕组各相首/末端子依次为a5/x5、b5/y5、c5/z5，A、B、C三相阀侧绕组各相首/末端子依次为a4/x4、b4/y4、c4/z4，规定网侧绕组及阀侧绕组的首端为同名端。一次绕组与网侧绕组串联后，采用星型中性点接地方式接入电网。具体为，A、B、C三相一次绕组1a、1b、1c的首端A、B、C接入电网，末端X、Y、Z与A、B、C三相网侧绕组5a、5b、5c的首端a5、b5、c5相连，网侧绕组末端x5、y5、z5接在一起形成一个中性点，并将该中性点接入大地。
如图1(b)所示，所述变流器22由三相电流桥臂23(3个桥臂并联而成)、三相电压桥臂24(3个桥臂并联而成)、零序桥臂29、直流母线电容25构成。所有桥臂均与直流母线电容25并联，三相电流桥臂23的每相桥臂由两个第一功率开关26串联而成，三相电压桥臂24的每相桥臂由两个第二功率开关27串联而成，零序桥臂29由两个第三功率开关28串联而成。三相电流桥臂23各相的桥臂中点直接引出作为变流器的电流输出端(即图1(b)中u3/v3/w3)；三相电压桥臂24各相的桥臂中点直接引出作为变流器的电压输出端(即图1(b)中u4/v4/w4)。零序桥臂29的桥臂中点标为J3。
控制绕组与阀侧绕组采用星形中性点引出方式接入变流器22。具体为，A、B、C三相控制绕组3a、3b、3c的首端a3、b3、c3分别与变流器电流输出端u3、v3、w3相连，A、B、C三相阀侧绕组4a、4b、4c的首端a4、b4、c4分别与变流器电压输出端u4、v4、w4相连；控制绕组的末端x3、y3、z3及阀侧绕组的末端x4、y4、z4均与零序桥臂29的桥臂中点J3相连。
所述二次绕组采用三相四线制方式为负载供电，即A、B、C三相二次绕组2a、2b、2c的首端a2、b2、c2分别与负载各相首端u2、v2、w2相连，末端x2、y2、z2接在一起，中性点引出后与负载中点J2相连。
如图1(c)所示，所述滤波器32三相采用星型中性点引出接法，与二次绕组并联。具体为，滤波器32每相由滤波电容31与阻尼电阻30串联而成，三相首端分别与u2、v2、w2连接，末端连在一起与中点J2连接。滤波器32可显著减小负载电压中的高次谐波含量。
如图2及图3所示，上述磁集成混合式配电变压器的铁芯由铁心柱、铁轭及漏磁铁芯构成。铁心柱包括A相主变铁心柱10a、B相主变铁心柱10b、C相主变铁心柱10c，及A相隔离变铁心柱11a、B相隔离变铁心柱11b和C相隔离变铁心柱11c。铁轭包括下部铁轭17、中部铁轭16、C相独立衔接铁轭12、C/A相公共衔接铁轭13、A/B相公共衔接铁轭14及B相独立衔接铁轭15。漏磁铁芯包括A相主变漏磁铁芯6a、左部B相主变漏磁铁芯6b1、右部B相主变漏磁铁芯6b2、C相主变漏磁铁芯6c、A相隔离变漏磁铁芯18a、B相隔离变漏磁铁芯18b及C相隔离变漏磁铁芯18c。
A、B、C三相主变铁心柱10a、10b、10c从左向右依次平行排列，呈纵向分布，上端依次接入中部铁轭16的下侧，下端依次接入下部铁轭17；C、A、B三相隔离变铁心柱11c、11a、11b呈横向一字排列，从左向右顺次连接，在首、尾及衔接处从左向右依次与C相独立衔接铁轭12、C/A相公共衔接铁轭13、A/B相公共衔接铁轭14、B相独立衔接铁轭15的上端相连，从而实现主变压器与串联隔离变压器绕组的移相布置。C相独立衔接铁轭12、C/A相公共衔接铁轭13、A/B相公共衔接铁轭14、B相独立衔接铁轭15的下端则接入中部铁轭16的上侧。
铁轭与铁心柱具体连接如下，下部铁轭17的左端与A相主变铁心柱10a的下端相连，下部铁轭17的中间与B相主变铁心柱10b的下端相连，下部铁轭17的右端与C相主变铁心柱10c的下端相连。中部铁轭16的左端下侧与A相主变铁心柱10a的上端相连，左端上侧与C相独立衔接铁轭12的下端相连，而C相独立衔接铁轭12的上端与C相隔离变铁心柱11c的左端相连。中部铁轭16的右端下侧与C相主变铁心柱10c的上端相连，右端上侧与B相独立衔接铁轭15的下端相连，而B相独立衔接铁轭15的上端则与B相隔离变铁心柱11b的右端相连。中部铁轭16的下侧中间与B相主变铁心柱10b的上端相连，中部铁轭16上侧1/3处与C/A相公共衔接铁轭13的下端相连，上侧2/3处与A/B相公共衔接铁轭14的下端相连。C相隔离变铁心柱11c的右端与A相隔离变铁心柱11a的左端相连，二者的衔接点再与C/A相公共衔接铁轭13的上端相连，B相隔离变铁心柱11b的左端与A相隔离变铁心柱11a的右端相连，二者的衔接点再与A/B相公共衔接铁轭14的上端相连。
A相二次绕组2a、A相一次绕组1a、A相控制绕组3a采用层式绕组，由内向外同心绕制在A相主变铁心柱10a上；A相主变漏磁铁芯6a位于主变压器的左窗口，布置在A相一次绕组1a与A相控制绕组3a之间。B相二次绕组2b、B相一次绕组1b、B相控制绕组3b采用层式绕组，由内向外同心绕制在B相主变铁心柱10b上；B相主变漏磁铁芯包括左半部分和右半部分，左部B相主变漏磁铁芯6b1和右部B相主变漏磁铁芯6b2对应布置在B相一次绕组1b与B相控制绕组3b之间，其中左部B相主变漏磁铁芯6b1位于主变压器左窗口，右部B相主变漏磁铁芯6b2位于主变压器右窗口，位置上以B相主变铁芯柱10b呈对称分布。C相二次绕组2c、C相一次绕组1c、C相控制绕组3c采用层式绕组，由内向外同心绕制在C相主变铁心柱10c上；C相主变漏磁铁芯6c位于主变压器的右窗口，布置在C相一次绕组1c与C相控制绕组3c之间。
C相阀侧绕组4c、C相网侧绕组5c采用饼式绕组，从左向右同心绕制在C相隔离变铁心柱11c上；C相隔离变漏磁铁芯18c夹在C相阀侧绕组4c与C相网侧绕组5c两线饼之间。A相阀侧绕组4a、A相网侧绕组5a采用饼式绕组，从左向右同心绕制在A相隔离变铁心柱11a上；A相隔离变漏磁铁芯18a夹在A相阀侧绕组4a与A相网侧绕组5a两线饼之间。B相阀侧绕组4b、B相网侧绕组5b均采用饼式绕组，从左向右同心绕制在B相隔离变铁心柱11b上；B相隔离变漏磁铁芯18b夹在B相阀侧绕组4b与B相网侧绕组5b两线饼之间。
如图2所示，各铁轭与铁心柱(叠片)在衔接时均采用45度斜接缝方式。如图4(b)所示，主变压器20各相铁心柱(即各相主变铁心柱)、下部及中部铁轭沿叠片层叠方向的尺寸大于串联隔离变压器21各相铁心柱(即各相隔离变铁心柱)及各衔接铁轭沿叠片层叠方向的尺寸，有利于充分利用铁磁材料。如图4(a)所示，各主变漏磁铁芯与中部及下部铁轭之间、各隔离变漏磁铁芯与中部铁轭及对应隔离变铁心柱之间均保留一定的可调气隙，有助于实现漏电感的灵活调整。
如图4(c)所示，A相控制绕组3a与C相控制绕组3c的水平截面为半圆与椭圆形组合，在主变压器窗口侧为椭圆，而在窗口外侧为圆形；B相控制绕组3b的水平截面则完全为椭圆形。椭圆形及半椭圆形绕组的使用，不仅可以为漏磁铁芯提供足够的布置空间，而且可以缩小线圈绕制时的导线周长，从而节省材料。
通过对变流器22各桥臂进行控制，可实现负载电压与电网电流的综合调控。例如，通过控制变流器三相电流输出端的电流，使其实时跟踪负载电流中的谐波、无功、负序等有害分量，基于三绕组变压器的磁势平衡原理，可使电网电流保持为单位功率因数的正弦波。而通过控制变流器三相电压输出端的电压，使其实时补偿来自电网电压中的波动、畸变、不对称分量，从而可使负载电压保持为对称稳定的正弦波。

Claims (10)

1.一种磁集成混合式配电变压器，其特征在于：包括铁芯结构、绕组及变流器(22)；所述铁芯结构包括铁心柱、铁轭及漏磁铁芯；铁心柱包括3个主变铁心柱以及3个依次衔接的隔离变铁心柱，铁轭包括下部铁轭(17)、中部铁轭(16)以及4个衔接铁轭，漏磁铁芯包括4个控制绕组漏磁铁芯以及3个阀侧绕组漏磁铁芯；绕组包括主变压器绕组和串联隔离变压器绕组，主变压器绕组每相包括设置于对应主变铁心柱上的控制绕组、一次绕组以及二次绕组，串联隔离变压器绕组每相包括设置于对应隔离变铁心柱上的网侧绕组以及阀侧绕组；各主变铁心柱分别与下部铁轭(17)以及中部铁轭(16)相连，各衔接铁轭分别与中部铁轭(16)以及隔离变铁心柱对应端部相连，主变铁心柱以及隔离变铁心柱通过共用中部铁轭(16)形成2个主变压器窗口以及3个串联隔离变压器窗口；控制绕组漏磁铁芯设置在2个主变压器窗口内的每相一次绕组与控制绕组之间，阀侧绕组漏磁铁芯设置在3个串联隔离变压器窗口内的每相阀侧绕组与网侧绕组之间；变流器(22)与每相控制绕组以及阀侧绕组相连。
2.根据权利要求1所述一种磁集成混合式配电变压器，其特征在于：所述一次绕组与对应相网侧绕组串联，各相网侧绕组采用星形中性点接地方式接入电网；二次绕组采用三相四线制方式为负载供电；各相控制绕组及阀侧绕组采用带中性点的星型接线方式分别与变流器(22)相连。
3.根据权利要求1或2所述一种磁集成混合式配电变压器，其特征在于：所述变流器(22)包括相互并联的电流控制桥臂、电压控制桥臂、零序桥臂及直流母线电容；控制绕组与电流控制桥臂的中点相连，阀侧绕组与电压控制桥臂的中点相连，控制绕组及阀侧绕组的中性点分别与零序桥臂中点相连。
4.根据权利要求1所述一种磁集成混合式配电变压器，其特征在于：所述主变压器绕组每相的一次绕组、二次绕组及控制绕组采用层式线圈同心绕制在本相主变铁心柱上，从该铁心柱向外依次为二次绕组、一次绕组、控制绕组；所述串联隔离变压器绕组每相的网侧绕组及阀侧绕组采用饼式线圈同心叠绕在本相隔离变铁心柱上。
5.根据权利要求1所述一种磁集成混合式配电变压器，其特征在于：所述主变铁心柱的下端与下部铁轭(17)相连，上端与中部铁轭(16)相连；隔离变铁心柱的端部依次与4个衔接铁轭的上端相连，其中相邻隔离变铁心柱的连接端共用1个衔接铁轭，4个衔接铁轭的下端与中部铁轭(16)相连。
6.根据权利要求1所述一种磁集成混合式配电变压器，其特征在于：所述主变压器绕组和串联隔离变压器绕组之间采用移相布置方式。
7.根据权利要求6所述一种磁集成混合式配电变压器，其特征在于：所述主变压器绕组按A相、B相、C相的顺序依次布置在3个主变铁心柱，串联隔离变压器绕组按C相、A相、B相的顺序依次布置在相对应位置处的隔离变铁心柱上。
8.根据权利要求1所述一种磁集成混合式配电变压器，其特征在于：所述铁芯结构中的各铁轭与对应铁心柱以45度斜接缝阶梯搭接方式拼接，主变铁心柱的叠片级数大于隔离变铁心柱的叠片级数，下部铁轭(17)及中部铁轭(16)的叠片级数大于衔接铁轭的叠片级数。
9.根据权利要求8所述一种磁集成混合式配电变压器，其特征在于：所述铁芯结构的每级叠片采用硅钢片。
10.根据权利要求1所述一种磁集成混合式配电变压器，其特征在于：所述控制绕组漏磁铁芯与中部铁轭(16)及下部铁轭(17)之间留有可调气隙，阀侧绕组漏磁铁芯与中部铁轭(16)及对应隔离变铁心柱之间留有可调气隙；控制绕组为椭圆形或半椭圆形。
CN201711059857.0A 2017-11-01 2017-11-01 一种磁集成混合式配电变压器 Active CN107919216B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711059857.0A CN107919216B (zh) 2017-11-01 2017-11-01 一种磁集成混合式配电变压器
PCT/CN2017/114668 WO2019085140A1 (zh) 2017-11-01 2017-12-05 一种磁集成混合式配电变压器
US16/758,403 US11587719B2 (en) 2017-11-01 2017-12-05 Magnetic integrated hybrid distribution transformer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711059857.0A CN107919216B (zh) 2017-11-01 2017-11-01 一种磁集成混合式配电变压器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107919216A true CN107919216A (zh) 2018-04-17
CN107919216B CN107919216B (zh) 2019-07-23

Family

ID=61895148

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711059857.0A Active CN107919216B (zh) 2017-11-01 2017-11-01 一种磁集成混合式配电变压器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11587719B2 (zh)
CN (1) CN107919216B (zh)
WO (1) WO2019085140A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112329286A (zh) * 2020-10-20 2021-02-05 中国矿业大学 一种应用于低压配电网下的感应滤波新型变压器结构
CN112803788A (zh) * 2020-12-31 2021-05-14 西安交通大学 一种采用电流源型变换器的磁集成混合式配电变压器
CN113012903A (zh) * 2021-02-04 2021-06-22 中车株洲电力机车研究所有限公司 一种适用于铁心磁路复用电气系统的控制架构

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4675796A (en) * 1985-05-17 1987-06-23 Veeco Instruments, Inc. High switching frequency converter auxiliary magnetic winding and snubber circuit
CN103680888A (zh) * 2013-11-29 2014-03-26 西安交通大学苏州研究院 一种磁集成三相滤波变压器
CN204204589U (zh) * 2014-09-11 2015-03-11 广东新昇电业科技股份有限公司 一种采用子母式线圈结构的高阻抗逆变变压器
CN106783107A (zh) * 2016-11-16 2017-05-31 西安交通大学 一种混合式配电变压器解耦磁集成装置
CN106887957A (zh) * 2017-03-20 2017-06-23 西安交通大学 一种多绕组磁集成型混合式配电变压器

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4166992A (en) * 1977-08-04 1979-09-04 International Business Machines Corporation Symmetrical structure for shunt controlled regulated transformer
US4937852A (en) * 1988-02-29 1990-06-26 Margaret Weiser Corded to cordless telephone converter
US6166531A (en) * 2000-04-18 2000-12-26 Uppi Corporation Three phase to single phase power protection system with multiple primaries and UPS capability
PL221896B1 (pl) * 2011-03-23 2016-06-30 Akademia Górniczo Hutnicza Im Stanisława Staszica W Krakowie Zintegrowany element indukcyjny
CN104376992B (zh) * 2014-11-20 2016-08-24 华北电力大学 串联耦合变压器物理结构
CN106411203B (zh) * 2016-11-07 2019-03-01 西安交通大学 一种磁控式分时复用集成型智能配电变压器
CN112803788B (zh) * 2020-12-31 2022-07-12 西安交通大学 一种采用电流源型变换器的磁集成混合式配电变压器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4675796A (en) * 1985-05-17 1987-06-23 Veeco Instruments, Inc. High switching frequency converter auxiliary magnetic winding and snubber circuit
CN103680888A (zh) * 2013-11-29 2014-03-26 西安交通大学苏州研究院 一种磁集成三相滤波变压器
CN204204589U (zh) * 2014-09-11 2015-03-11 广东新昇电业科技股份有限公司 一种采用子母式线圈结构的高阻抗逆变变压器
CN106783107A (zh) * 2016-11-16 2017-05-31 西安交通大学 一种混合式配电变压器解耦磁集成装置
CN106887957A (zh) * 2017-03-20 2017-06-23 西安交通大学 一种多绕组磁集成型混合式配电变压器

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112329286A (zh) * 2020-10-20 2021-02-05 中国矿业大学 一种应用于低压配电网下的感应滤波新型变压器结构
CN112329286B (zh) * 2020-10-20 2024-02-13 中国矿业大学 一种应用于低压配电网下的感应滤波新型变压器结构
CN112803788A (zh) * 2020-12-31 2021-05-14 西安交通大学 一种采用电流源型变换器的磁集成混合式配电变压器
CN113012903A (zh) * 2021-02-04 2021-06-22 中车株洲电力机车研究所有限公司 一种适用于铁心磁路复用电气系统的控制架构

Also Published As

Publication number Publication date
US11587719B2 (en) 2023-02-21
WO2019085140A1 (zh) 2019-05-09
CN107919216B (zh) 2019-07-23
US20200286675A1 (en) 2020-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11955883B2 (en) Magnetic apparatus and two-way DC converter circuit
CN106887957B (zh) 一种多绕组磁集成型混合式配电变压器
CN107919216B (zh) 一种磁集成混合式配电变压器
CN106783107B (zh) 一种混合式配电变压器解耦磁集成装置
CN103166474B (zh) 原边串联副边串并联补偿非接触谐振变换器
CN105742047A (zh) 一种高频变压器本体电感参数的控制方法
CN106411203B (zh) 一种磁控式分时复用集成型智能配电变压器
CN109177757A (zh) 电动汽车无线充电系统及方法
CN110165896A (zh) 一种基于集中式多绕组高频变压器的直流变压器及控制方法
CN107370387A (zh) 一种功率转换模块及由该功率转换模块串并联组成的电源系统
CN110086355A (zh) 一种高频控制补偿型可控交流配电变压器
Ko et al. Smart transformer universal operation
CN111987899A (zh) 一种用于单相并网变换器的lcl-emi滤波器解耦磁集成方法
CN114710058A (zh) 适用于双向谐振变换器的谐振电感与变压器磁芯集成方法
CN115331930B (zh) 一种结构简单的磁集成混合配电变压器
CN103856176A (zh) 采用耦合电感的lcl滤波器
CN207053406U (zh) 一种串联式中高压电网的电力电子变压器
CN112803788B (zh) 一种采用电流源型变换器的磁集成混合式配电变压器
CN104953591A (zh) 一种基于三绕组变压器的llcl型滤波器
CN201975222U (zh) 不对称接线平衡变压器
CN107370396A (zh) 一种串联式中高压电网的电力电子变压器及其变压方法
CN106452093A (zh) 一种dc/dc变换器
CN209461278U (zh) 变磁通调压的Vv接牵引变压器
CN208939589U (zh) 一种有载调压变压器及统一潮流控制系统
CN203660534U (zh) 一种无源电力滤波器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant