CN201408635Y

CN201408635Y - 用输入量和平衡绕组平衡三相输入的变压器

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Publication number: CN201408635Y
Application number: CN2008202240599U
Authority: CN
Inventors: 魏明
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-11-26
Filing date: 2008-11-26
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2018-11-26

Abstract

一种用输入量和平衡绕组平衡三相输入的变压器，将电压互感器一次绕组与变压器输入端并联，电流互感器一次绕组与变压器输入端串联，电压或电流互感器二次绕组与平衡绕组串联组成闭合回路，电压互感器二次绕组流入平衡绕组电流在铁芯柱内产生磁场方向与铁芯柱内原磁场方向相反，电流互感器二次绕组流入平衡绕组电流在铁芯柱内产生磁场方向与铁芯柱内原磁场方向相同，特别适用于电气化铁路牵引变压器。

Description

用输入量和平衡绕组平衡三相输入的变压器

所属技术领域

本实用新型涉及一种用输入量和平衡绕组平衡三相输入的变压器，尤其是通过CT、PT将变压器输入量作用于平衡绕组平衡三相输入的变压器。

背景技术

目前，公知在三相变压器各铁芯柱上都增加一个绕组，并将其按Δ形接法连接可以当三相输出电流不平衡时对输出电压、电流起到一定的平衡作用，所增加的绕组称为平衡绕组；因变压器二次绕组输出电压、电流与一次绕组输入电压、电流成比例，也就是用平衡绕组可以对一次绕组输入电压、电流起到一定平衡作用。平衡绕组能够起到平衡作用的原因，在于当三相输出电流不平衡时通过三相铁芯柱内磁通量不相等，但三相输出电流不平衡在三相铁芯柱内引起的磁通量之差很小，平衡绕组所能起到的平衡作用就很有限，对三相变压器输入、输出量所起到的平衡作用就很小。

电气化铁路牵引变压器很多接成三相输入、两相或单相输出，三相牵引变压器这种接法对三相电源造成了很大不平衡，无论二次绕组有无电流变压器铁芯主磁柱内磁通量变化都不大，所以现有平衡绕组所能起到的平衡作用就很小。

发明内容

为了克服现有三相变压器铁芯柱上平衡绕组靠三相铁芯柱内磁通量之差所起到平衡作用不明显的不足，较好解决电气化铁路牵引变压器三相输入、两相或单相输出对三相电源造成的很大不平衡问题，本实用新型提出一种将电压互感器或电流互感器的一次绕组与变压器输入端连接，电压互感器或电流互感器的二次绕组与平衡绕组组成闭合回路增加平衡绕组作用的变压器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案

可用三相输入电流或电压作用于平衡绕组增加其平衡作用。用输入电流作用于平衡绕组增加其平衡作用的方法是：将三相平衡绕组在Δ形连接处断开；取三个完全相同的电流互感器，每个电流互感器的一次绕组串入三相变压器的一根输入导线，每个电流互感器二次绕组的一个端点与串入电流互感器一次绕组的输入导线所在的铁芯柱上的平衡绕组的一个端点连接，电流互感器二次绕组的另一个端点与该平衡绕组所断开的另一个端点连接，三个电流互感器二次绕组和三个平衡绕组组成封闭形，并使电流互感器二次绕组电流流入所述铁芯柱上的平衡绕组时，在其一次绕组所串入的变压器二次绕组所在的铁芯柱内产生的磁场方向，与所述变压器一次绕组所在铁芯柱内产生磁场方向相同；当变压器三相输入电流相等时，三个电流互感器二次绕组的感应电流矢量和为0，三个平衡绕组内产生的感应电动势矢量和也为0，所述的由三个电流互感器二次绕组和三个平衡绕组组成的封闭形内无电流；当变压器三相输出电流不相等时，如果三个平衡绕组内产生的感应电动势矢量和仍接近0，但三个电流互感器二次绕组的感应电流矢量和不为0，在由三个电流互感器二次绕组和三个平衡绕组组成的封闭形内就有一个电流，如果变压器三相输出电流中A、B两相电流相等，而C相电流大于A、B两相电流，则三个平衡绕组内电流的方向与C相上的电流互感器二次绕组中电流的方向相同，这个电流在C相所在平衡绕组内产生的磁场加强C相所在铁芯柱内的总磁场，C相输入电压减小；在A、B两相所在平衡绕组内产生的磁场减弱A、B相所在铁芯柱内的总磁场，A、B相输入电流增加。

用输入电压作用于平衡绕组增加其平衡作用的方法是：将三相平衡绕组在Δ形连接处断开；在每相二次绕组的两根输出导线上各增加一个电压互感器，三个电压互感器完全相同，每个电压互感器的一次绕组并联接入每相一次绕组的两根输入导线，每个电压互感器二次绕组的一个端点与所接入电压互感器一次绕组的二次绕组输出导线所在的铁芯柱上的平衡绕组的一个端点连接，电压互感器二次绕组的另一个端点与该平衡绕组断开后的另一个端点连接，三个电压互感器二次绕组和三个平衡绕组组成封闭形，并使电压互感器二次绕组电流流入所述铁芯柱上的平衡绕组时，在所述铁芯柱内产生的磁场方向与所述铁芯柱内变压器一次绕组产生磁场的方向相反；当变压器三相输入电压相等时，三个电压互感器二次绕组的感应电动势矢量和为0，三个平衡绕组内产生的感应电动势矢量和也为0，所述的由三个电压互感器二次绕组和三个平衡绕组组成的封闭形内无电流；当变压器三相输入电压不相等时，如果三个平衡绕组内产生的感应电动势矢量和仍接近0，但三个电压互感器二次绕组的感应电动势矢量和不为0，在由三个电压互感器二次绕组和三个平衡绕组组成的封闭形内就有一个电流，如果变压器三相输入电压中A、B两相电压相等，而C相电压大于A、B两相电压，则三个平衡绕组内电流的方向与C相上的电压互感器二次绕组中感应电动势的方向相同，这个电流在C相所在平衡绕组内产生的磁场减弱C相所在铁芯柱内的总磁场，C相输入电流增加，C相输入电压降低；在A、B两相所在平衡绕组内产生的磁场加强A、B相所在铁芯柱内的磁场，A、B相输入电流降低，A、B相输入电压增加。

还可按上述方法，用电压互感器将输入电压和用电流互感器将输入电流共同作用于同一组平衡绕组，或用电压互感器将输入电压和用电流互感器将输入电流分别作用于两组平衡绕组，平衡三相输入电压。

若用变压器输入电流作用于平衡绕组，每个电流互感器的一次绕组可以就是变压器每相输入导线，另用一根导线在每根输入导线上绕几圈就可以是电流互感器二次绕组。

本实用新型的有益效果

平衡绕组平衡变压器三相输入电功率的作用大为增加，非常适合于电气化铁路牵引变压器。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是用输入电流通过电流互感器作用于平衡绕组第一个实施例电路、磁路原理图；

图2是图1变压器三相负载平衡时变压器一次绕组三相输入电流相量图；

图3是图1变压器三相负载平衡时电流互感器二次绕组三相电流相量图；

图4是图1变压器三相负载不平衡时变压器一次绕组三相输入电流相量图；

图5是图1变压器三相负载不平衡时电流互感器二次绕组三相电流相量图；

图6是用输入电压通过电压互感器作用于平衡绕组第二个实施例电路、磁路原理图；

图7是图6变压器三相负载平衡时变压器一次绕组三相输入电压相量图；

图8是图6变压器三相负载平衡时电流互感器二次绕组三相电流相量图；

图9是图6变压器三相负载不平衡时变压器一次绕组三相输入电压相量图；

图10是图6变压器三相负载不平衡时电流互感器二次绕组三相电流相量图；

图11是用输入电流通过电流互感器和用输入电压通过电压互感器共同作用于一组平衡绕组第3个实施例电路、磁路原理图；

图12是用输入电流通过电流互感器和用输入电压通过电压互感器分别作用于两组平衡绕组第4个实施例电路、磁路原理图。

在图1中，1.a相二次绕组输出电流，2.a相二次绕组输出电流磁场，3.a相二次绕组，4.变压器铁芯，5.b相二次绕组输出电流，6.b相二次绕组输出电流磁场，7.b相二次绕组，8.c相二次绕组输出电流，9.c相二次绕组输出电流磁场，10.c相二次绕组，11.a相电流互感器一次绕组，12.a相变压器一次绕组输出电流，13.a相电流互感器二次绕组电流，14.a相变压器一次绕组，15.a相变压器一次绕组磁场，16.a相平衡绕组，17.a相平衡绕组磁场，18.b相电流互感器二次绕组，19.b相变压器一次绕组输出电流，20.b相电流互感器二次绕组电流，21.b相变压器一次绕组，22.b相变压器一次绕组磁场，23.b相平衡绕组，24.b相平衡绕组磁场，25.c相电流互感器二次绕组，26.c相变压器一次绕组输出电流，27.c相电流互感器二次绕组电流，28.c相变压器一次绕组，29.c相变压器一次绕组磁场，30.c相平衡绕组，31.c相平衡绕组磁场。

在图2中，1.a相变压器一次绕组输入电流，2.b相变压器一次绕组输入电流，3.c相变压器一次绕组输入电流。

在图3中，1.与图2对应的a相电流互感器二次绕组电流，2.与图2对应的b相电流互感器二次绕组电流，3.与图2对应的c相电流互感器二次绕组电流。

在图4中，1、2、3与图2中的相同，4.c相变压器一次绕组输入电流大于a、b两相变压器一次绕组输入电流部分。

在图5中，1、2、3与图3中的相同，4.c相电流互感器二次绕组电流大于a、b两相电流互感器二次绕组电流部分。

在图6中，1~10，12，14~17，19，21~24，26，28~31与图1中的相同，11.a相电压互感器二次绕组，13.a相电压互感器二次绕组电流，18.b相电压互感器二次绕组，20.b相电压互感器二次绕组电流，25.c相电压互感器二次绕组，27.c相电压互感器二次绕组电流。

在图7中，1.a相变压器一次绕组输入电压，2.b相变压器一次绕组输入电压，3.c相变压器一次绕组输入电压。

在图8中，1.a相电压互感器二次绕组电流，2.b相电压互感器二次绕组电流，3.c相电压互感器二次绕组电流。

在图9中，1、2、3与图2中的相同，4.c相变压器一次绕组输入电压大于a、b两相变压器一次绕组输入电压部分。

在图10中，1、2、3与图3中的相同，4.c相电流互感器二次绕组电流大于a、b两相电流互感器二次绕组电流部分。

在图11中，1~16，18~23，25~30与图6中的相同，17.a相电压互感器在平衡绕组中产生磁场，24.b相电压互感器在平衡绕组中产生磁场，31.c相电压互感器在平衡绕组中产生磁场，32.a相电流互感器二次绕组，33.a相电流互感器二次绕组电流，34.a相电流互感器二次绕组电流在a相平衡绕组中产生磁场，35.b相电流互感器二次绕组，36.b相电流互感器二次绕组电流，37.b相电流互感器二次绕组电流在b相平衡绕组中产生磁场，38.c相电流互感器二次绕组，39.c相电流互感器二次绕组电流，40.c相电流互感器二次绕组电流在c相平衡绕组中产生磁场。

在图12中，1~40与图11中的相同，41.增加的a相平衡绕组，42.增加的b相平衡绕组，43.增加的c相平衡绕组。

具体实施方式

在图1实施例中，选三个完全相同的电流互感器，将每个电流互感器的一次绕组分别串入变压器一次绕组一根输入导线中，电流互感器的一次绕组可就为变压器一次绕组输入导线，每个电流互感器二次绕组(11)、(18)、(25)可在变压器一次绕组输入导线上绕几匝而成；三个电流互感器二次绕组(11)、(18)、(25)和三个平衡绕组(16)、(23)、(30)组成封闭形，电流互感器二次绕组(11)、(18)、(25)流入每相平衡绕组的电流(13)、(20)、(27)在各相铁芯柱内产生的磁场方向(17)、(24)、(31)分别与所述铁芯柱内变压器一次绕组产生磁场的方向(2)、(6)、(9)相同。由图2和图3可见，当变压器三相输入电流(12)、(19)、(26)相等时，三个电流互感器二次绕组的感应电流矢量和为0，三个平衡绕组内产生的感应电动势矢量和也为0，所述的由三个电流互感器二次绕组和三个平衡绕组组成的封闭形内无电流；由图4和图5可见，当三相输入电流(12)、(19)、(26)不相等时，如果三个平衡绕组内产生的感应电动势矢量和仍接近0，但三个电流互感器二次绕组的感应电流矢量和不为0，在由三个电流互感器二次绕组(11)、(18)、(25)和三个平衡绕组(13)、(20)、(27)组成的封闭形内就有一个电流，如果三相输入电流中a、b两相电流相等，而c相电流大于a、b两相电流ΔI_c3，则c相输入电压低于a、b相电压，同时三个平衡绕组内电流ΔI_c3的方向与c相上的电流互感器二次绕组中电流的方向相同，这个电流ΔI_c3在c相所在平衡绕组内产生的磁场(17)加强c相所在铁芯柱内的磁场(2)，增加c相输入电压；在a、b两相所在平衡绕组内产生的磁场和减弱a、b相所在铁芯柱内的磁场(6)和(9)，降低a、b相输入电压。

在图6实施例中，选三个完全相同的电压互感器，将每个电压互感器的一次绕组分别并入变压器每相一次绕组两根输入导线之间，三个电流互感器二次绕组(11)、(18)、(25)和三个平衡绕组(16)、(23)、(30)组成封闭形，电压互感器二次绕组(11)、(18)、(25)流入每相平衡绕组的电流(13)、(20)、(27)在各相铁芯柱内产生的磁场方向(17)、(24)、(31)分别与所述铁芯柱内变压器一次绕组产生磁场的方向(2)、(6)、(9)相反。由图7和图8可见，当变压器三相输入电压(12)、(19)、(26)相等时，三个电压互感器二次绕组的感应电流矢量和为0，三个平衡绕组内产生的感应电动势矢量和也为0，所述的由三个电压互感器二次绕组和三个平衡绕组组成的封闭形内无电流；由图9和图10可见，当三相输入电压(12)、(19)、(26)不相等时，如果三个平衡绕组内产生的感应电动势矢量和仍为0，但三个电压互感器二次绕组的感应电流矢量和不为0，在由三个电压互感器二次绕组(11)、(18)、(25)和三个平衡绕组(13)、(20)、(27)组成的封闭形内就有一个电流，如果三相输入电压中a、b两相电压相等，而c相电压大于a、b两相电压ΔV_c3，则三个平衡绕组内电流ΔI_c3的方向与c相上的电压互感器二次绕组中电流的方向相同，这个电流ΔI_c3在c相所在平衡绕组内产生的磁场(17)减弱c相所在铁芯柱内的磁场(2)，降低c相输入电压；在a、b两相所在平衡绕组内产生的磁场和加强a、b相所在铁芯柱内的磁场(6)和(9)，增加a、b相输入电压。

在图11实施例中，选三个完全相同的电压互感器和三个完全相同的电流互感器，将每个电压互感器的一次绕组分别并入变压器每相一次绕组两根输出导线之间，将每个电流互感器的一次绕组分别串入变压器一次绕组一根输入导线中，三个电压互感器二次绕组(11)、(18)、(25)和三个电流互感器二次绕组(32)、(35)、(38)和三个平衡绕组(16)、(23)、(30)组成封闭形，电流互感器二次绕组(32)、(35)、(38)流入每相平衡绕组的电流(33)、(36)、(39)在该相铁芯柱内产生的磁场方向(34)、(24)、(31)分别与所述铁芯柱内变压器一次绕组产生磁场的方向(2)、(6)、(9)相同，电压互感器二次绕组(11)、(18)、(25)流入每相平衡绕组的电流(13)、(20)、(27)在各相铁芯柱内产生的磁场方向(17)、(24)、(40)分别与所述铁芯柱内变压器一次绕组产生磁场的方向(2)、(6)、(9)相反。当变压器三相一次绕组(14)、(21)、(28)输入电压相等时，三个电压互感器二次绕组的感应电动势矢量和为0，当变压器三相一次绕组(14)、(21)、(28)输入电流(12)、(19)、(26)相等时，三个电流互感器二次绕组的感应电流矢量和为0，三个平衡绕组内产生的感应电动势矢量和也为0，所述的由三个电压互感器二次绕组、三个电流互感器二次绕组和三个平衡绕组组成的封闭形内无电流。当变压器三相输入电流(12)、(19)、(26)不相等，或变压器三相输入电压不相等时，在由三个电压互感器二次绕组、三个电流互感器二次绕组和三个平衡绕组组成的封闭形内就有电流，根据以上图1、图6分析这个电流能够对三相输入电压、电流起到平衡作用。

在图12实施例中，选三个完全相同的电压互感器和三个完全相同的电流互感器，将每个电压互感器的一次绕组分别并入变压器每相一次绕组两根输入导线之间，将每个电流互感器的一次绕组分别串入变压器一次绕组一根输入导线中，三个电压互感器二次绕组(11)、(18)、(25)和三个平衡绕组(16)、(23)、(30)组成封闭形，三个电流互感器二次绕组(32)、(35)、(38)和三个平衡绕组(16)、(23)、(30)组成封闭形，其平衡三相输入电压、电流的作用原理与图1和图6的作用原理相同。

Claims

1.一种用输入量和平衡绕组平衡三相输入的变压器，其特征是：将电压互感器或电流互感器的一次绕组与变压器输入端连接，所述电压互感器或电流互感器的二次绕组与所述平衡绕组组成闭合回路。

2.根据权利要求1所述的用输入量和平衡绕组平衡三相输入的变压器，其特征是：将电压互感器的一次绕组与变压器输入端并联，电压互感器的二次绕组与平衡绕组串联组成闭合回路，电压互感器二次绕组中感应电流流入其一次绕组所接入的三相变压器一次绕组所在铁芯柱内的平衡绕组时，在所述铁芯柱内所产生的磁场方向，与该铁芯柱内变压器一次绕组所产生磁场方向相反。

3.根据权利要求1所述的用输入量和平衡绕组平衡三相输入的变压器，其特征是：将电流互感器的一次绕组与变压器输入端串联，电流互感器的二次绕组与平衡绕组串联组成闭合回路，电流互感器二次绕组中感应电流流入其一次绕组所接入的三相变压器二次绕组所在铁芯柱内的平衡绕组时，在所述铁芯柱内所产生的磁场方向，与该铁芯柱内变压器一次绕组所产生磁场方向相同。

4.根据权利要求1所述的用输入量和平衡绕组平衡三相输入的变压器，其特征是：将电压互感器的一次绕组与变压器输入端并联，将电流互感器的一次绕组与变压器输入端串联，电压互感器二次绕组、电流互感器二次绕组与平衡绕组串联组成闭合回路，电压互感器二次绕组中感应电流流入其一次绕组所接入的三相变压器一次绕组所在铁芯柱内的平衡绕组时，在所述铁芯柱内所产生的磁场方向，与该铁芯柱内变压器一次绕组所产生磁场方向相反；电流互感器二次绕组中感应电流流入其一次绕组所接入的三相变压器一次绕组所在铁芯柱内的平衡绕组时，在所述铁芯柱内所产生的磁场方向，与该铁芯柱内变压器一次绕组所产生磁场方向相同。

5.根据权利要求1所述的用输入量和平衡绕组平衡三相输入的变压器，其特征是：在三相变压器三个铁芯柱上设两组三相平衡绕组，将电压互感器的一次绕组与变压器输入端并联，电压互感器二次绕组与一组平衡绕组串联组成闭合回路，电压互感器二次绕组中感应电流流入其一次绕组所接入的三相变压器一次绕组所在铁芯柱内的平衡绕组时，在所述铁芯柱内所产生的磁场方向，与该铁芯柱内变压器一次绕组所产生磁场方向相反；电流互感器二次绕组中感应电流流入其一次绕组所接入的三相变压器一次绕组所在铁芯柱内的平衡绕组时，在所述铁芯柱内所产生的磁场方向，与该铁芯柱内变压器一次绕组所产生磁场方向相同。