CN202585077U - 一种新型移相整流变压器 - Google Patents

Abstract

一种新型移相整流变压器，包括调变器身、整变器身和移相单元，移相单元设置在调变器侧，包括移相线圈和无载开关，无载开关包括输入级和输出级，输出级的公共接点为移相引出端，输入级的公共接点或直接与调变线圈基本绕组的引出端连接，或通过无载倒换开关与调变线圈基本绕组的引出端连接，移相线圈的同名端、异名端或同名端、异名端与抽头接点分别与无载开关输入级及输出级的挡位接点连接，并通过无载开关或无载开关与无载倒换开关不同挡位的变换实现不同角度的移相。该整流变压器结构简单、占用空间小，实施难度小、操作简便，即使是高电压等级也非常容易实现。既可保证产品性能，又可提高生产效率，降低设备制造、运行、维护成本，达到节能降耗的效果。

Description

一种新型移相整流变压器

技术领域

本实用新型涉及特种变压器领域，特别是一种新型移相整流变压器。

背景技术

在大功率整流设备中，12脉波已不能满足要求，必须采用脉波数更大的整流机组。在这种情况下，必须有两台或两台以上调压整流变压器并联运行，这样的调压整流变压器必须设置专门的移相绕组进行移相，其移相绕组通常设置在如下位置： 1.在整流变压器一次侧（见附图9）；2.在调压变压器侧和整流变压器一次侧同时设置（见附图10）。

上述两个方案存在如下不足：

1．调压整流变压器在出厂时已接好线，即每台调压整流变压器的移相角度（包括正负极性）是固定死的，亦即每台调压整流变压器只对应一组移相角度，没有办法根据需要选择其移相角度，若现场更改难度更大，甚至根本无法实现；

2．调压整流变压器的移相绕组端子全部引到箱壁接线盒，需改变移相角时再进行改接线( 仅指改变移相角的正负极性)，若在接线盒改变接线，则占用空间大，油箱、引线结构复杂，尤其是高电压等级，实施难度高，有时甚至无法实现。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种新型移相整流变压器，以克服上述已有技术存在的不足。

本实用新型采取的技术方案是：一种新型移相整流变压器，包括调变器身、整变器身和移相单元，所述移相单元设置在调变器身侧，其各相结构相同：包括移相线圈和无载开关，所述无载开关包括输入级和输出级，输入级和输出级分别由公共接点和档位接点构成，无载开关输出级的公共接点为移相引出端，无载开关输入级的公共接点或直接与调变线圈基本绕组的引出端连接，或通过无载倒换开关与调变线圈基本绕组的引出端连接，移相线圈的同名端、异名端或同名端、异名端与抽头接点分别与无载开关输入级及输出级的挡位接点连接，并通过无载开关或无载开关与无载倒换开关不同挡位的变换实现不同角度的移相。

其进一步的技术方案或是：所述移相线圈为无抽头绕组，所述无载开关输入级和输出级分别由公共接点和两个档位接点构成，无载开关输出级的公共接点为移相引出端，无载开关输入级的公共接点直接与调变线圈基本绕组的引出端连接，移相线圈的同名端、异名端分别与无载开关输入级及输出级的两个挡位接点连接，并通过无载开关输入级及输出级的两个挡位的变换实现+7.5°或-7.5°两种角度的移相。

或是：所述移相线圈为带一个抽头的绕组，所述无载开关输入级和输出级分别由公共接点和三个档位接点构成，无载开关输出级的公共接点为移相引出端，无载开关输入级的公共接点直接与调变线圈基本绕组的引出端连接，移相线圈的同名端、异名端和抽头接点分别与无载开关输入级及输出级的三个挡位接点连接，并通过无载开关输入级及输出级的三个挡位的变换实现+10°、0°或-10°三种角度的移相。

或是：所述移相线圈为带三个抽头的绕组，所述调变线圈基本绕组为带有一个抽头的绕组、即调变线圈基本绕组有两个引出端，所述无载开关输入级和输出级分别由公共接点和五个档位接点构成，无载开关输出级的公共接点为移相引出端，无载开关输入级的公共接点通过无载倒换开关与调变线圈基本绕组的两个引出端连接，即：无载开关输入级的公共接点与无载倒换开关的公共接点连接，无载倒换开关的两个倒换接点分别与调变线圈基本绕组的两个引出端连接，移相线圈的同名端、异名端和三个抽头接点分别与无载开关输入级和输出级的五个挡位接点连接，并通过无载开关输入级和输出级及无载倒换开关的挡位变换实现-10°、+10°、-7.5°、+7.5°或0°五种角度的移相。

由于采取上述技术方案，与传统的整流变压器相比，本实用新型之一种新型移相整流变压器具有如下有益效果： 

1．本实用新型之一种新型移相整流变压器将调压变压器侧的移相绕组根据移相角度需要设计成无抽头、单抽头或多抽头线圈，进行移相绕组+无载开关的组合，可以非常方便地选择需要的移相角度，使投入运行的变压器能满足整个整流机组对总的等效脉波数的要求，与普通的移相线圈相比仅需根据移相角度设置相应抽头即可，不仅结构简单、占用空间小，而且实施难度小、操作简便，即使是高电压等级也非常容易实现，既可保证产品性能，又可提高生产效率，降低设备制造、运行、维护成本，达到节能降耗的效果。

2．采用本实用新型之一种新型移相整流变压器，作为备用调压整流变压器，用户能非常方便的选择适当的移相角度，使投入运行的变压器始终满足整个整流机组对总的等效脉波数的要求。如实施例一～实施例三，当每台均按本实用新型技术方案设计，则在运行过程中有一台调压整流变压器因故障退出运行时，备用变压器可随时进行替换而不影响总的等效脉波数，同时替换出来的变压器经修理以后又可作为备用。

3．目前有不少大型企业，如化工厂、冶炼厂由于资金等原因而采用分期投产，采用本实用新型之一种新型移相整流变压器，可确保前期形成等效脉波数，前后两期并联运行后也能构成等效脉波数，从而避免不等效脉波数的出现，减少谐波对电网的污染，提高了功率因数。本实用新型技术为此需求提供了一种新的解决方案。

下面结合附图和实施例对本实用新型之一种新型移相整流变压器的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1：本实用新型实施例一之一种新型移相整流变压器的接线原理图；

图2：图1当无载开关K位于状态1时移相等效电路图（调变侧局部）；

图3：图1当无载开关K位于状态2时移相等效电路图（调变侧局部）；

图4：本实用新型实施例二之一种新型移相整流变压器的接线原理图；

图5：图4当无载开关K位于状态1时移相等效电路图（调变侧局部）；

图6：图4当无载开关K位于状态2时移相等效电路图（调变侧局部）；

图7：图4当无载开关K位于状态3时移相等效电路图（调变侧局部）；

图8：本实用新型实施例三之一种新型移相整流变压器的接线原理原理图；

图9：传统在整流变压器一次侧设置移相绕组的整流变压器；

图10：传统在调压变压器侧和整流变压器一次侧同设置移相绕组的整流变压器。

图中：

K（Ka、Kb、Kc）—无载开关，K1（K1a、K1b、K1c）—（无载开关）输入级，K2（K2a 、K2b、 K2c）—（无载开关）输出级，KZ（KZa、KZb、KZc）—无载倒换开关， L0（L0a、L0b、L0c）—移相线圈， L（La、 Lb、 Lc）—调变线圈基本绕组。

说明：Ka、Kb、Kc为设置在各相中的无载开关， K1a、K1b、K1c为设置在各相中的无载开关之输入级，K2a 、K2b、K2c为设置在各相中的无载开关之输出级，K1a、K1b、K1c和K2a 、K2b、K2c为同步调节；KZa、KZb、KZc为设置在各相中的无载倒换开关，KZa、KZb、KZc为同步调节。

具体实施方式

一种新型移相整流变压器，包括调变器身、整变器身和移相单元，所述移相单元设置在调变器身侧，其各相结构相同：包括移相线圈和无载开关，所述无载开关包括输入级和输出级，输入级和输出级分别由公共接点和档位接点构成，无载开关输出级的公共接点为移相引出端，无载开关输入级的公共接点或直接与调变线圈基本绕组的引出端连接，或通过无载倒换开关与调变线圈基本绕组的引出端连接，移相线圈的同名端、异名端或同名端、异名端与抽头接点分别与无载开关输入级及输出级的挡位接点连接，并通过无载开关或无载开关与无载倒换开关不同挡位的变换实现不同角度的移相。

  本实用新型可根据不同的设计要求，选择相应的实施方案。

实施例一

设计要求：整个整流机组有两台调压整流变压器，型号ZHSSPT-20000/63,要求两台调压整流变压器并联运行，单台12脉波，两台组成等效24脉波，另有一台同型号的变压器作为备用，设计方案为一拖二结构，即一台调压整流变压器含一个调变器身和两个整变器身，调变侧采用曲折形移相，两台调变的移相角分别为+7.5°和-7.5°；其整变一次侧采用曲折形移相，两个整变器身的移相角分别为+15°和-15°，整变二次均为三角形接线。这样就使两台调压整流变压器构成组成等效24脉波。

本实用新型的方案为：参见附图1~3，一种新型移相整流变压器，包括调变器身、整变器身和移相单元，所述移相单元设置在调变器侧，其各相结构相同：包括移相线圈L0（L0a、L0b、L0c）和无载开关K，所述无载开关包括输入级K1和输出级K2，位于各相的输入级为K1a、K1b、K1c，位于各相的输出级为K2a、K2b、K2c，输入级和输出级分别由公共接点和两个档位接点构成，位于对应相中的无载开关输出级K2a、K2b、K2c的公共接点为移相引出端A、B和C；所述移相线圈为无抽头绕组，位于对应相中的无载开关输入级K1a、K1b、K1c的公共接点直接与调变线圈基本绕组L各相La、Lb、Lc的引出端（同名端）连接，移相线圈L0各相L0a、L0b、L0c的同名端、异名端分别与对应相的无载开关输入级K1a、K1b、K1c及输出级K2a、K2b、K2c的两个挡位接点连接，并通过无载开关输入级K1a、K1b、K1c及输出级K2a、K2b、K2c两个不同挡位的变换实现+7.5°或-7.5°两种不同角度的移相。即：

L0a的同名端与无载开关输入级K1b的2档和K1c的1档连接，

L0a的异名端与无载开关输出级K2b的2档和K2c的1档连接，

L0b的同名端与无载开关输入级K1a的1档和K1c的2档连接，

L0b的异名端与无载开关输出级K2a的1档和K2c的2档连接，

L0c的同名端与无载开关输入级K1a的2档和K1b的1档连接，

L0c的异名端与无载开关输出级K2a的2档和K2b的1档连接；

当无载开关的输入级和输出级位于1档位置时，移相角为-7.5°，当无载开关的输入级和输出级位于2档位置时，移相角为+7.5°。

对以上设计要求，对备用变压器传统的做法是：1）设计成与其中之一台完全相同，当替换不同移相角的调压整流变压器时，需吊罩改变内部接线。2）把调变移相线圈的出头引到油箱外部接。这两种做法主要有以下缺点：改接困难，引线、油箱复杂，占空间较大，且此类传统做法仅能改变移相角的正负极性。

本实施例在传统做法的基础上在调变侧增加一个无载开关K，与传统的结构相比，其铜线和磁钢片等材料用量均相同，只是增加一个无载开关，成本相差无几；但可方便的选择移相，避免出现改接困难，引线、油箱复杂，占空间较大的局面。

实施例二

设计要求：整个整流机组有三台调压整流变压器，型号ZHSSPT-16000/35,用户要求另有一台同型号的变压器作为备用，这三台调压整流变压器并联运行，单台12脉波，三台组成等效36脉波，设计方案为一拖二结构，即一台调压整流变压器含一个调变器身和两个整变器身，调变侧采用曲折形移相，三台调变的移相角分别为+10°、0°和-10°；其整变一次侧采用曲折形移相，两个整变器身的移相角分别为+15°和-15°，整变二次均为三角形接线，这样就使三台调压整流变压器构成组成等效36脉波。

本实用新型的方案：参见附图4~7，一种新型移相整流变压器，包括调变器身、整变器身和移相单元，所述移相单元设置在调变器身侧，其各相结构相同：包括移相线圈L0（L0a、L0b、L0c）和无载开关K，所述无载开关包括输入级K1和输出级K2，位于各相的输入级为K1a、K1b、K1c，位于各相的输出级为K2a、K2b、K2c，输入级K1a、K1b、K1c和输出级K2a、K2b、K2c分别由公共接点和三个档位接点构成，位于对应相中的无载开关输出级K2a、K2b、K2c 的公共接点为移相引出端A、B和C，所述移相线圈L0（L0a、L0b、L0c）为带一个抽头的绕组，位于对应相中的无载开关输入级K1a、K1b、K1c的公共接点直接与调变线圈基本绕组L各相La、Lb、Lc的引出端连接，移相线圈L0各相L0a、L0b、L0c的同名端、异名端和抽头接点分别与对应相中的无载开关输入级K1a、K1b、K1c和输出级K2a、K2b、K2c的三个挡位接点连接，并通过无载开关输入级K1a、K1b、K1c和输出级K2a、K2b、K2c的三个挡位的变换实现+10°、0°或-10°三种角度的移相。即：

L0a的同名端与无载开关输入级K1b的2档和K1c的1档连接，

L0a的异名端与无载开关输出级K2b的2档和K2c的1档连接，

L0a的抽头与K1a的3档连接，

L0b的同名端与无载开关输入级K1a的1档和K1c的2档连接，

L0b的异名端与无载开关输出级K2a的1档和K2c的2档连接，

L0b的抽头与K1b的3档连接，

L0c的同名端与无载开关输入级K1a的2档和K1b的1档连接，

L0c的异名端与无载开关输出级K2a的2档和K2b的1档连接，

L0c的抽头与K1c的3档连接；

当无载开关输入级K1（K1a、K1b、K1c）和输出级K2（K2a、K2b、K2c）位于1档位置时，移相角为-10°，位于2档位置时，移相角为+10°，位于3档位置时，移相角为0°。

本实施例二之一种新型移相整流变压器把调变侧的移相绕组设置成带一个抽头的绕组，再加一个无载开关K，通过适当的布线把移相线圈的出头接到无载开关，通过转换无载开关K，从而达到自由选择移相角+10°、0°或-10°的目的，这种做法与传统的相比，其铜线用量略有增加，磁钢片等材料用量相同，增加一个无载开关，成本与传统的做法相比相差并不大；但用户能非常方便的选择适当的移相角度，使投入运行的变压器始终满足整个整流机组对总的等效脉波数的要求，当每台均按本实用新型技术方案设计，则在运行过程中有一台调压整流变压器因故障退出运行时，备用变压器可随时进行替换而不影响总的等效脉波数，同时替换出来的变压器经修理以后又可作为备用；避免改接困难，引线、油箱复杂，占空间较大的问题。

实施例三

设计要求：整个整流机组有三台调压整流变压器，型号ZHSSPT-25000/35，用户要求分两期投产，一期先投两台，整个机组构成等效24脉波；二期再上一台，与一期两台并联运行后，整个机组构成等效36脉波，设计方案为一拖二结构，即一台调压整流变压器含一个调变器身和两个整变器身，调变侧采用曲折形移相，一期两台调变的移相绕组均设计成带有+10°、+7.5°、0°、－7.5°和-10°等角度抽头，二期一台其调变采用不移相（亦即移相0°）。

本实用新型的方案为：参见附图8，一种新型移相整流变压器，包括调变器身、整变器身和移相单元，所述移相单元设置在调变器身侧，其各相结构相同：包括移相线圈L0（L0a、L0b、L0c）和无载开关K（Ka、Kb、Kc），所述移相线圈L0（L0a、L0b、L0c）为带三个抽头的绕组，所述调变线圈基本绕组为带有一个抽头的绕组、即调变线圈基本绕组有两个引出端，所述无载开关包括输入级K1和输出级K2，位于各相的输入级为K1a、K1b、K1c，位于各相的输出级为K2a、K2b、K2c，输入级K1a、K1b、K1c和输出级K2a、K2b、K2c分别由公共接点和五个档位接点构成，位于对应相中的无载开关输出级K2a、K2b、K2c 的公共接点为移相引出端A、B和C，位于对应相中的无载开关输入级K1a、K1b、K1c的公共接点通过对应相中的无载倒换开关KZ a、KZ b、KZ c与调变线圈基本绕组L对应相La、Lb、Lc的两个引出端连接，即：无载开关输入级K1a、K1b、K1c的公共接点与无载倒换开关KZ a、KZ b、KZ c的公共接点连接，无载倒换开关KZ a、KZ b、KZ c的两个倒换接点分别与调变线圈基本绕组L各相La、Lb、Lc的两个引出端（即同名端和抽头接点）连接，移相线圈L0各相L0a、L0b、L0c的同名端、异名端和三个抽头接点分别与对应相中无载开关输入级K1a、K1b、K1c和输出级K2a、K2b、K2c的五个挡位接点连接，并通过无载开关输入级K1a、K1b、K1c和输出级K2a、K2b、K2c及无载倒换开关KZ a、KZ b、KZ c的挡位变换实现-10°、+10°、-7.5°、+7.5°或0°五种角度的移相。

即：

L0a的同名端与无载开关输入级K1b的2档和K1c的1档连接，同时与无载开关输出级K2a的5档连接，

L0a的异名端与无载开关输出级K2b的2档和K2c的1档连接，

L0a的第一抽头与无载开关输出级K2b的4档和K2c的3档连接，

L0a的第二抽头与无载开关输入级K1a的5档连接，

L0a的第三抽头与无载开关输入级K1b的4档和K1c的3档连接，

L0b的同名端与无载开关输入级K1a的1档和K1c的2档连接，同时与无载开关输出级K2b的5档连接，

L0b的异名端与无载开关输出级K2a的1档和K2c的2档连接，

L0b的第一抽头与无载开关输出级K2a的3档和K2c的4档连接，

L0b的第二抽头与无载开关输入级K1b的5档连接，

L0b的第三抽头与无载开关输入级K1a的4档和K1c的4档连接，

L0c的同名端与无载开关输入级K1a的2档和K1b的1档连接，同时与无载开关输出级K2c的5档连接，

L0c的异名端与无载开关输出级K2a的2档和K2b的1档连接，

L0c的第一抽头与无载开关输出级K2a的4档和K2b的3档连接，

L0c的第二抽头与无载开关输入级K1c的5档连接，

L0c的第三抽头与无载开关输入级K1a的4档和K1b的3档连接。

本实用新型的方案把调变侧的移相绕组设置成带三个抽头的绕组，加一个无载开关K（Ka、Kb、Kc），而调变线圈基本绕组L设置成带一个抽头的绕组，加一个无载倒换开关KZ（KZ a、KZ b、KZ c），通过适当的布线把移相线圈的出头接到无载开关K（Ka、Kb、Kc），通过无载开关K（Ka、Kb、Kc）和无载倒换开关KZ（KZ a、KZ b、KZ c）的转换，达到自由选择移相角+10°、+7.5°、0°、-7.5°或-10°的目的。一、二期的整变一次侧采用曲折形移相，两个整变器身的移相角均分别为+15°和-15°，整变二次均为三角形接线，当无载开关K选在+7.5°和-7.5°而无载倒换开关KZ选在2位置时，先期投运的两台调压整流变压器将构成组成等效24脉波。当一期两台变压器无载开关K选在+10°和-10°无载倒换开关KZ（KZ a、KZ b、KZ c）选在1位置时，则加上二期的一台调压整流变压器投运后将构成组成等效36脉波。

与传统的相比，本实施例三之一种新型移相整流变压器其铜线用量略有增加，磁钢片等材料用量相同，成本与传统的做法相比略有增加；但用户能非常方便的选择适当的移相角度，使投入运行的变压器始终满足整个整流机组对总的等效脉波数的要求。采用本实用新型之一种新型移相整流变压器，可确保前期形成等效脉波数，前后两期并联运行后也能构成等效脉波数，从而避免不等效脉波数的出现，减少谐波对电网的污染，提高了功率因数。

Claims (4)

1.一种新型移相整流变压器，包括调变器身、整变器身和移相单元，其特征在于：所述移相单元设置在调变器身侧，其各相结构相同：包括移相线圈（L0）和无载开关（K），所述无载开关包括输入级（K1）和输出级（K2），输入级和输出级分别由公共接点和档位接点构成，无载开关输出级（K2）的公共接点为移相引出端，无载开关输入级（K1）的公共接点或直接与调变线圈基本绕组（L）的引出端连接，或通过无载倒换开关（KZ）与调变线圈基本绕组（L）的引出端连接，移相线圈（L0）的同名端、异名端或同名端、异名端与抽头接点分别与无载开关输入级（K1）及输出级（K2）的挡位接点连接，并通过无载开关（K）或无载开关（K）与无载倒换开关（KZ）不同挡位的变换实现不同角度的移相。

2.根据权利要求1所述的一种新型移相整流变压器，其特征在于：所述移相线圈（L0）为无抽头绕组，所述无载开关输入级（K1）和输出级（K2）分别由公共接点和两个档位接点构成，无载开关输出级（K2）的公共接点为移相引出端，无载开关输入级（K1）的公共接点直接与调变线圈基本绕组（L）的引出端连接，移相线圈（L0）的同名端、异名端分别与无载开关输入级（K1）及输出级（K2）的两个挡位接点连接，并通过无载开关输入级（K1）及输出级（K2）的两个挡位的变换实现+7.5°或-7.5°两种角度的移相。

3.根据权利要求1所述的一种新型移相整流变压器，其特征在于：所述移相线圈为带一个抽头的绕组，所述无载开关输入级（K1）和输出级（K2）分别由公共接点和三个档位接点构成，无载开关输出级（K2）的公共接点为移相引出端，无载开关输入级（K1）的公共接点直接与调变线圈基本绕组（L）的引出端连接，移相线圈（L0）的同名端、异名端和抽头接点分别与无载开关输入级（K1）及输出级（K2）的三个挡位接点连接，并通过无载开关输入级（K1）及输出级（K2）的三个挡位的变换实现+10°、0°或-10°三种角度的移相。

4.根据权利要求1所述的一种新型移相整流变压器，其特征在于：所述移相线圈为带三个抽头的绕组，所述调变线圈基本绕组为带有一个抽头的绕组、即调变线圈基本绕组有两个引出端，所述无载开关输入级（K1）和输出级（K2）分别由公共接点和五个档位接点构成，无载开关输出级（K2）的公共接点为移相引出端，无载开关输入级（K1）的公共接点通过无载倒换开关（KZ）与调变线圈基本绕组（L）的两个引出端连接，即：无载开关输入级（K1）的公共接点与无载倒换开关（KZ）的公共接点连接，无载倒换开关（KZ）的两个倒换接点与调变线圈基本绕组的两个引出端连接，移相线圈L0的同名端、异名端和三个抽头接点分别与无载开关输入级（K1）和输出级（K2）的五个挡位接点连接，并通过无载开关输入级（K1）和输出级（K2）及无载倒换开关（KZ）的挡位变换实现-10°、+10°、-7.5°、+7.5°或0°五种角度的移相。

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