CN109215993A - 节能变压器 - Google Patents

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CN109215993A CN201810884951.8A CN201810884951A CN109215993A CN 109215993 A CN109215993 A CN 109215993A CN 201810884951 A CN201810884951 A CN 201810884951A CN 109215993 A CN109215993 A CN 109215993A
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陈文凯
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Hunan Zhongliang Electrical Equipment Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种节能变压器，它包括绕于各自芯柱上的A相线圈、B相线圈和C相线圈；其中，A相线圈包括A相第一升压线圈、A相第二升压线圈、A相第一公共线圈、A相第二公共线圈、A相第三公共线圈、A相第四公共线圈、A相第五公共线圈和A相分压线圈；B相线圈包括B相第一升压线圈、B相第二升压线圈、B相第一公共线圈、B相第二公共线圈、B相第三公共线圈、B相第四公共线圈、B相第五公共线圈和B相分压线圈；C相线圈包括C相第一升压线圈、C相第二升压线圈、C相第一公共线圈、C相第二公共线圈、C相第三公共线圈、C相第四公共线圈、C相第五公共线圈和C相分压线圈。本发明可节省铜线和硅钢片的消耗，可减少电量损耗，并具有平衡三相负载的功能。

Description

节能变压器
技术领域
本发明涉及一种节能变压器。
背景技术
目前，现有技术的变压器普遍存在三相负债不平衡现象，造成了电能损耗的大量流失。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种节能变压器，它可节省铜线和硅钢片的消耗，可减少电量损耗，并具有平衡三相负载的功能。
本发明解决上述技术问题采取的技术方案是：一种节能变压器，它包括绕于各自芯柱上的A相线圈、B相线圈和C相线圈；其中，
A相线圈包括A相第一升压线圈、A相第二升压线圈、A相第一公共线圈、A相第二公共线圈、A相第三公共线圈、A相第四公共线圈、A相第五公共线圈和A相分压线圈；
B相线圈包括B相第一升压线圈、B相第二升压线圈、B相第一公共线圈、B相第二公共线圈、B相第三公共线圈、B相第四公共线圈、B相第五公共线圈和B相分压线圈；
C相线圈包括C相第一升压线圈、C相第二升压线圈、C相第一公共线圈、C相第二公共线圈、C相第三公共线圈、C相第四公共线圈、C相第五公共线圈和C相分压线圈；
A相第一升压线圈的引入端作为A相线圈输入端，A相第一升压线圈的引出端与B相第二升压线圈的引出端相连，B相第二升压线圈的引入端与A相第一公共线圈的引入端相连，A相第一公共线圈的引入端同时作为A相线圈输出端，A相第一公共线圈的引出端与B相第二公共线圈的引出端相连，B相第二公共线圈的引入端与B相第三公共线圈的引出端相连，B相第三公共线圈的引入端与A相第四公共线圈的引入端相连，A相第四公共线圈的引出端与A相第五公共线圈的引入端相连，A相第五公共线圈的引出端作为A相第一电压分接头，A相第五公共线圈的引出端并与A相分压线圈的引入端相连，A相分压线圈的引出端作为A相第二电压分接头；
B相第一升压线圈的引入端作为B相线圈输入端，B相第一升压线圈的引出端与C相第二升压线圈的引出端相连，C相第二升压线圈的引入端与B相第一公共线圈的引入端相连，B相第一公共线圈的引入端同时作为B相线圈输出端，B相第一公共线圈的引出端与C相第二公共线圈的引出端相连，C相第二公共线圈的引入端与C相第三公共线圈的引出端相连，C相第三公共线圈的引入端与B相第四公共线圈的引入端相连，B相第四公共线圈的引出端与B相第五公共线圈的引入端相连，B相第五公共线圈的引出端作为B相第一电压分接头，B相第五公共线圈的引出端并与B相分压线圈的引入端相连，B相分压线圈的引出端作为B相第二电压分接头；
C相第一升压线圈的引入端作为C相线圈输入端，C相第一升压线圈的引出端与A相第二升压线圈的引出端相连，A相第二升压线圈的引入端与C相第一公共线圈的引入端相连，C相第一公共线圈的引入端同时作为C相线圈输出端，C相第一公共线圈的引出端与A相第二公共线圈的引出端相连，A相第二公共线圈的引入端与A相第三公共线圈的引出端相连，A相第三公共线圈的引入端与C相第四公共线圈的引入端相连，C相第四公共线圈的引出端与C相第五公共线圈的引入端相连，C相第五公共线圈的引出端作为C相第一电压分接头，C相第五公共线圈的引出端并与C相分压线圈的引入端相连，C相分压线圈的引出端作为C相第二电压分接头；
当A相第一电压分接头、B相第一电压分接头、C相第一电压分接头连接在一起以及A相第二电压分接头、B相第二电压分接头、C相第二电压分接头开路时，节能变压器为第一种变压比模式；
当A相第一电压分接头、B相第一电压分接头、C相第一电压分接头开路以及A相第二电压分接头、B相第二电压分接头、C相第二电压分接头连接在一起时，节能变压器为第二种变压比模式。
进一步，A相第一升压线圈和/或A相第二升压线圈和/或B相第一升压线圈和/或B相第二升压线圈和/或C相第一升压线圈和/或C相第二升压线圈由铜箔绕制而成。
进一步，A相第一公共线圈、A相第二公共线圈、A相第三公共线圈、A相第四公共线圈、A相第五公共线圈、A相分压线圈、B相第一公共线圈、B相第二公共线圈、B相第三公共线圈、B相第四公共线圈、B相第五公共线圈、B相分压线圈、C相第一公共线圈、C相第二公共线圈、C相第三公共线圈、C相第四公共线圈、C相第五公共线圈和C相分压线圈由漆包铜线绕制而成。
进一步，A相第一升压线圈、A相第二升压线圈、A相第一公共线圈、A相第二公共线圈、A相第三公共线圈、A相第四公共线圈、A相第五公共线圈和A相分压线圈分别对应为5匝、5匝、34匝、10匝、10匝、30.5匝、56匝和140匝；
进一步，B相第一升压线圈、B相第二升压线圈、B相第一公共线圈、B相第二公共线圈、B相第三公共线圈、B相第四公共线圈、B相第五公共线圈和B相分压线圈分别对应为5匝、5匝、34匝、10匝、10匝、30.5匝、56匝和140匝；
进一步，C相第一升压线圈、C相第二升压线圈、C相第一公共线圈、C相第二公共线圈、C相第三公共线圈、C相第四公共线圈、C相第五公共线圈和C相分压线圈分别对应为5匝、5匝、34匝、10匝、10匝、30.5匝、56匝和140匝。
进一步，第一种变压比模式为输入额定电压400V，输出额定电压为380V；第二种变压比模式为输入额定电压400V，输出额定电压为390V。
采用了上述技术方案后，本发明具有以下的有益效果：
1、属于串联在三相电网中的配电电器，A、B、C各相一进一出，安装连接简单方便。
2、线圈结构采用自耦形式，所有匝数中的95％均为公共线圈，公共线圈由于是原次边线圈的共用电气路径，该部分线圈中的电流为原次边二者电流之差，原次边电流本就非常接近，因此该差值非常小。利用这一原理，使该节能变压器与同容量配变相比可节省70％以上的铜线与硅钢片的消耗；串联于三相配电线路中运行，该节能变压器与同容量配变相比可减少85％以上的电量损耗，自体电能损耗几乎可忽略不计。
3、当运行处于三相负载不平衡工况时，该节能变压器除自身消耗极小部分电能外，其具有的内部自平衡的功能，从而降低线路损耗，节约电能达10％以上，节约与自耗比可达约60:1之多。
附图说明
图1为本发明的节能变压器的结构示意图；
图2为本发明的节能变压器的线圈布置图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
如图1、2所示，一种节能变压器，它包括绕于各自芯柱上的A相线圈1、B相线圈2和C相线圈3；其中，
A相线圈1包括A相第一升压线圈11、A相第二升压线圈12、A相第一公共线圈13、A相第二公共线圈14、A相第三公共线圈15、A相第四公共线圈16、A相第五公共线圈17和A相分压线圈18；
B相线圈2包括B相第一升压线圈21、B相第二升压线圈22、B相第一公共线圈23、B相第二公共线圈24、B相第三公共线圈25、B相第四公共线圈26、B相第五公共线圈27和B相分压线圈28；
C相线圈3包括C相第一升压线圈31、C相第二升压线圈32、C相第一公共线圈33、C相第二公共线圈34、C相第三公共线圈35、C相第四公共线圈36、C相第五公共线圈37和C相分压线圈38；
A相第一升压线圈11的引入端作为A相线圈输入端，A相第一升压线圈11的引出端与B相第二升压线圈22的引出端相连，B相第二升压线圈22的引入端与A相第一公共线圈13的引入端相连，A相第一公共线圈13的引入端同时作为A相线圈输出端，A相第一公共线圈13的引出端与B相第二公共线圈24的引出端相连，B相第二公共线圈24的引入端与B相第三公共线圈25的引出端相连，B相第三公共线圈25的引入端与A相第四公共线圈16的引入端相连，A相第四公共线圈16的引出端与A相第五公共线圈17的引入端相连，A相第五公共线圈17的引出端作为A相第一电压分接头1N1，A相第五公共线圈17的引出端并与A相分压线圈18的引入端相连，A相分压线圈18的引出端作为A相第二电压分接头1N2；
B相第一升压线圈21的引入端作为B相线圈输入端，B相第一升压线圈21的引出端与C相第二升压线圈32的引出端相连，C相第二升压线圈32的引入端与B相第一公共线圈23的引入端相连，B相第一公共线圈23的引入端同时作为B相线圈输出端，B相第一公共线圈23的引出端与C相第二公共线圈34的引出端相连，C相第二公共线圈34的引入端与C相第三公共线圈35的引出端相连，C相第三公共线圈35的引入端与B相第四公共线圈26的引入端相连，B相第四公共线圈26的引出端与B相第五公共线圈27的引入端相连，B相第五公共线圈27的引出端作为B相第一电压分接头2N1，B相第五公共线圈27的引出端并与B相分压线圈28的引入端相连，B相分压线圈28的引出端作为B相第二电压分接头2N2；
C相第一升压线圈31的引入端作为C相线圈输入端，C相第一升压线圈31的引出端与A相第二升压线圈12的引出端相连，A相第二升压线圈12的引入端与C相第一公共线圈33的引入端相连，C相第一公共线圈33的引入端同时作为C相线圈输出端，C相第一公共线圈33的引出端与A相第二公共线圈14的引出端相连，A相第二公共线圈14的引入端与A相第三公共线圈15的引出端相连，A相第三公共线圈15的引入端与C相第四公共线圈36的引入端相连，C相第四公共线圈36的引出端与C相第五公共线圈37的引入端相连，C相第五公共线圈37的引出端作为C相第一电压分接头3N1，C相第五公共线圈37的引出端并与C相分压线圈38的引入端相连，C相分压线圈38的引出端作为C相第二电压分接头3N2；
当A相第一电压分接头1N1、B相第一电压分接头2N1、C相第一电压分接头3N1连接在一起以及A相第二电压分接头1N2、B相第二电压分接头2N2、C相第二电压分接头3N2开路时，节能变压器为第一种变压比模式；
当A相第一电压分接头1N1、B相第一电压分接头2N1、C相第一电压分接头3N1开路以及A相第二电压分接头1N2、B相第二电压分接头2N2、C相第二电压分接头3N2连接在一起时，节能变压器为第二种变压比模式。
A相第一升压线圈11、A相第二升压线圈12、B相第一升压线圈21、B相第二升压线圈22、C相第一升压线圈31和C相第二升压线圈32由铜箔绕制而成。
A相第一公共线圈13、A相第二公共线圈14、A相第三公共线圈15、A相第四公共线圈16、A相第五公共线圈17、A相分压线圈18、B相第一公共线圈23、B相第二公共线圈24、B相第三公共线圈25、B相第四公共线圈26、B相第五公共线圈27、B相分压线圈28、C相第一公共线圈33、C相第二公共线圈34、C相第三公共线圈35、C相第四公共线圈36、C相第五公共线圈37和C相分压线圈38由漆包铜线绕制而成。
A相第一公共线圈13、A相第二公共线圈14、A相第三公共线圈15、A相第四公共线圈16、A相第五公共线圈17和A相分压线圈18分别对应为5匝、5匝、34匝、10匝、10匝、30.5匝、56匝和140匝；
B相第一公共线圈23、B相第二公共线圈24、B相第三公共线圈25、B相第四公共线圈26、B相第五公共线圈27和B相分压线圈28分别对应为5匝、5匝、34匝、10匝、10匝、30.5匝、56匝和140匝；
C相第一公共线圈33、C相第二公共线圈34、C相第三公共线圈35、C相第四公共线圈36、C相第五公共线圈37和C相分压线圈38分别对应为5匝、5匝、34匝、10匝、10匝、30.5匝、56匝和140匝。
第一种变压比模式为输入额定电压400V，输出额定电压为380V；第二种变压比模式为输入额定电压400V，输出额定电压为390V。
将三相线圈制作成自耦结构形式，每相线圈的绕制方式为：首先使用铜箔绕制电流较大的升压线圈“5T+5T”，共10匝(参考图2)，再用漆包铜线绕制电流较小的公共线圈“34T+10T+10T+30.5T+56T”，共140.5匝左右，然后引出电压分接头N1，其中每绕制部分匝数便引出分接线，以供后续三相之间连接。最后再使用更小漆包铜线绕制140匝引出电压分接头N2，使用无纬带绑扎线圈后，至此，单相线圈绕制完成。
三相绕制方式完全一样，接下来便是浸漆烘潮，一则是去除线圈内部水分潮气，二则是对线圈整体固化，增加线圈个体机械强度。
三相线圈套装于硅钢片制造的芯柱上，通过铁芯夹件与绝缘垫块支撑三相线圈本体，通过铁芯夹件上的拉螺杆，使铁芯、线圈、铁芯夹件、绝缘垫块等形成变压器器身整体(参考图1)，然后通过铜线焊接，使三相各内部连接线连接起来，如图2。
变压比设置为400V/380-390两档可调，三相输入额定电压400V，次边额定电压380V或390V，通过手动换挡可自由选择。当A相第一电压分接头1N1、B相第一电压分接头2N1、C相第一电压分接头3N1连接在一起以及A相第二电压分接头1N2、B相第二电压分接头2N2、C相第二电压分接头3N2开路时，节能变压器为第一种变压比模式，输入电压为400V时，输出电压是380V；当A相第一电压分接头1N1、B相第一电压分接头2N1、C相第一电压分接头3N1开路以及A相第二电压分接头1N2、B相第二电压分接头2N2、C相第二电压分接头3N2连接在一起时，节能变压器为第二种变压比模式，输入电压为400V时，输出电压则是390V；每相线圈中除“输入”“输出”“N1”“N2”四个引出线作为变电压的主电气出线外，其余引出线都是为相与相之间交换电气路径提供端口。即提取线圈中非连续的两部分匝数作为相邻线圈的电气路径一部分，如图2电气原理图所示，第一部分5匝，第二部分“10+10”匝。B相中两部分线匝通过连线，串联到A相线圈中。同理，C相中也有两部分线匝串联在B相线圈中，A相中也有两部分线匝串联在C相线圈中，形成每相线圈电气路径跨越两组芯柱的结构。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种节能变压器，其特征在于，它包括绕于各自芯柱上的A相线圈(1)、B相线圈(2)和C相线圈(3)；其中，
A相线圈(1)包括A相第一升压线圈(11)、A相第二升压线圈(12)、A相第一公共线圈(13)、A相第二公共线圈(14)、A相第三公共线圈(15)、A相第四公共线圈(16)、A相第五公共线圈(17)和A相分压线圈(18)；
B相线圈(2)包括B相第一升压线圈(21)、B相第二升压线圈(22)、B相第一公共线圈(23)、B相第二公共线圈(24)、B相第三公共线圈(25)、B相第四公共线圈(26)、B相第五公共线圈(27)和B相分压线圈(28)；
C相线圈(3)包括C相第一升压线圈(31)、C相第二升压线圈(32)、C相第一公共线圈(33)、C相第二公共线圈(34)、C相第三公共线圈(35)、C相第四公共线圈(36)、C相第五公共线圈(37)和C相分压线圈(38)；
A相第一升压线圈(11)的引入端作为A相线圈输入端，A相第一升压线圈(11)的引出端与B相第二升压线圈(22)的引出端相连，B相第二升压线圈(22)的引入端与A相第一公共线圈(13)的引入端相连，A相第一公共线圈(13)的引入端同时作为A相线圈输出端，A相第一公共线圈(13)的引出端与B相第二公共线圈(24)的引出端相连，B相第二公共线圈(24)的引入端与B相第三公共线圈(25)的引出端相连，B相第三公共线圈(25)的引入端与A相第四公共线圈(16)的引入端相连，A相第四公共线圈(16)的引出端与A相第五公共线圈(17)的引入端相连，A相第五公共线圈(17)的引出端作为A相第一电压分接头(1N1)，A相第五公共线圈(17)的引出端并与A相分压线圈(18)的引入端相连，A相分压线圈(18)的引出端作为A相第二电压分接头(1N2)；
B相第一升压线圈(21)的引入端作为B相线圈输入端，B相第一升压线圈(21)的引出端与C相第二升压线圈(32)的引出端相连，C相第二升压线圈(32)的引入端与B相第一公共线圈(23)的引入端相连，B相第一公共线圈(23)的引入端同时作为B相线圈输出端，B相第一公共线圈(23)的引出端与C相第二公共线圈(34)的引出端相连，C相第二公共线圈(34)的引入端与C相第三公共线圈(35)的引出端相连，C相第三公共线圈(35)的引入端与B相第四公共线圈(26)的引入端相连，B相第四公共线圈(26)的引出端与B相第五公共线圈(27)的引入端相连，B相第五公共线圈(27)的引出端作为B相第一电压分接头(2N1)，B相第五公共线圈(27)的引出端并与B相分压线圈(28)的引入端相连，B相分压线圈(28)的引出端作为B相第二电压分接头(2N2)；
C相第一升压线圈(31)的引入端作为C相线圈输入端，C相第一升压线圈(31)的引出端与A相第二升压线圈(12)的引出端相连，A相第二升压线圈(12)的引入端与C相第一公共线圈(33)的引入端相连，C相第一公共线圈(33)的引入端同时作为C相线圈输出端，C相第一公共线圈(33)的引出端与A相第二公共线圈(14)的引出端相连，A相第二公共线圈(14)的引入端与A相第三公共线圈(15)的引出端相连，A相第三公共线圈(15)的引入端与C相第四公共线圈(36)的引入端相连，C相第四公共线圈(36)的引出端与C相第五公共线圈(37)的引入端相连，C相第五公共线圈(37)的引出端作为C相第一电压分接头(3N1)，C相第五公共线圈(37)的引出端并与C相分压线圈(38)的引入端相连，C相分压线圈(38)的引出端作为C相第二电压分接头(3N2)；
当A相第一电压分接头(1N1)、B相第一电压分接头(2N1)、C相第一电压分接头(3N1)连接在一起以及A相第二电压分接头(1N2)、B相第二电压分接头(2N2)、C相第二电压分接头(3N2)开路时，节能变压器为第一种变压比模式；
当A相第一电压分接头(1N1)、B相第一电压分接头(2N1)、C相第一电压分接头(3N1)开路以及A相第二电压分接头(1N2)、B相第二电压分接头(2N2)、C相第二电压分接头(3N2)连接在一起时，节能变压器为第二种变压比模式。
2.根据权利要求1所述的节能变压器，其特征在于：A相第一升压线圈(11)和/或A相第二升压线圈(12)和/或B相第一升压线圈(21)和/或B相第二升压线圈(22)和/或C相第一升压线圈(31)和/或C相第二升压线圈(32)由铜箔绕制而成。
3.根据权利要求1所述的节能变压器，其特征在于：A相第一公共线圈(13)、A相第二公共线圈(14)、A相第三公共线圈(15)、A相第四公共线圈(16)、A相第五公共线圈(17)、A相分压线圈(18)、B相第一公共线圈(23)、B相第二公共线圈(24)、B相第三公共线圈(25)、B相第四公共线圈(26)、B相第五公共线圈(27)、B相分压线圈(28)、C相第一公共线圈(33)、C相第二公共线圈(34)、C相第三公共线圈(35)、C相第四公共线圈(36)、C相第五公共线圈(37)和C相分压线圈(38)由漆包铜线绕制而成。
4.根据权利要求1所述的节能变压器，其特征在于：A相第一公共线圈(13)、A相第二公共线圈(14)、A相第三公共线圈(15)、A相第四公共线圈(16)、A相第五公共线圈(17)和A相分压线圈(18)分别对应为5匝、5匝、34匝、10匝、10匝、30.5匝、56匝和140匝；
B相第一公共线圈(23)、B相第二公共线圈(24)、B相第三公共线圈(25)、B相第四公共线圈(26)、B相第五公共线圈(27)和B相分压线圈(28)分别对应为5匝、5匝、34匝、10匝、10匝、30.5匝、56匝和140匝；
C相第一公共线圈(33)、C相第二公共线圈(34)、C相第三公共线圈(35)、C相第四公共线圈(36)、C相第五公共线圈(37)和C相分压线圈(38)分别对应为5匝、5匝、34匝、10匝、10匝、30.5匝、56匝和140匝。
5.根据权利要求4所述的节能变压器，其特征在于：第一种变压比模式为输入额定电压400V，输出额定电压为380V；第二种变压比模式为输入额定电压400V，输出额定电压为390V。
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