CN203839171U - 一种便携式微型三倍频变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于高电压设备装置技术领域，公开了一种便携式微型三倍频变压器，包括：铁芯以及缠绕在铁芯上的铜芯线；所述铜芯线为聚酯漆圆铜线；所述便携式微型三倍频变压器一次侧的铜芯线的直径范围是：2.20mm～2.68mm；所述便携式微型三倍频变压器二次侧的铜芯线的直径范围是：1.76mm～2.15mm；所述便携式微型三倍频变压器一次侧为星形连接；所述便携式微型三倍频变压器二次侧为开口三角形连接。本实用新型通过改良传统三倍频变压器选材，在满足试验需要的情况下，大大缩小了产品尺寸和重量，使其便于携带，方便操作应用。

Description

一种便携式微型三倍频变压器

技术领域

本实用新型涉及高电压设备装置技术领域，特别涉及一种便携式微型三倍频变压器。

背景技术

三倍频变压器用于电力变压器、电压互感器等被试品的现场检测维护等工序，除了要对全绝缘变压器的主绝缘进行外施工频高压试验外，而且还要对变压器的纵绝缘以及半绝缘变压器的主绝缘进行感应高压试验。其性能可靠、能很好地满足变压器、互感器感应耐压的需要。

由于在做全绝缘变压器的交流耐压试验时，只考验了变压器主绝缘的电气强度，而纵绝缘并没有承受电压，所以要进行感应耐压试验。其目的是：检查全绝缘变压器的纵绝缘，线圈层间、匝间及段间；检查分级绝缘变压器主绝缘和纵绝缘，主绝缘指的是线圈对地，相间及不同电压等级的线圈间的绝缘。

目前，感应耐压试验需要一套100Hz～250Hz频率的电源设备，其整套设备笨重，搬运十分不便。现场工作操作时，耗费大量的人力物力。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种重量轻，尺寸小，便于携带的三倍频变压器设备。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种便携式微型三倍频变压器，包括：铁芯以及缠绕在铁芯上的铜芯线；所述铜芯线为聚酯漆圆铜线；所述便携式微型三倍频变压器一次侧的铜芯线的直径范围是：2.20mm～2.68mm；所述便携式微型三倍频变压器二次侧的铜芯线的直径范围是：1.76mm～2.15mm；所述便携式微型三倍频变压器一次侧为星形连接；所述便携式微型三倍频变压器二次侧为开口三角形连接。

进一步地，所述一次侧主线圈的最大通过电流12A。

进一步地，所述二次侧副线圈的最大通过电流10A。

进一步地，所述铁芯采用D43热轧硅钢片。

进一步地，所述铁芯的导磁率为22T～23T。

进一步地，所述铁芯呈口字形。

进一步地，所述便携式微型三倍频变压器的输出电压范围是0～300V。

进一步地，所述铁芯的截面面积为28mm²。

进一步地，所述便携式微型三倍频变压器一次侧的线圈匝数范围：154～161匝。

进一步地，所述便携式微型三倍频变压器二次侧的线圈匝数范围：140～146匝。

本实用新型提供的便携式微型三倍频变压器革新传统大型三倍频变压器的材料及相关参数设置；创造性的采用具有良好绝缘性能，且质轻的聚酯漆圆铜线作为线圈，大大降低了三倍频变压器的重量，同时整体提升绝缘性能，便于随身携带，近距离使用；通过设置内部连接方式及参数，保证三倍频变压器能够提供足够的电压输出，满足三倍频变压器的使用需求。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的便携式微型三倍频变压器内部连接结构示意图。

具体实施方式

参见图1，一种便携式微型三倍频变压器，包括：铁芯以及缠绕在铁芯上的铜芯线；铜芯线选用在高压条件下具有良好绝缘性能的，高强度的聚酯漆圆铜线，以保证三倍频变压器整体具有良好的绝缘性能；便于随身携带，近距离使用操作。为了保证便携式微型三倍频变压器能电学性能，够提供足够的电压输出，便携式微型三倍频变压器一次侧的铜芯线的直径范围是：2.20mm～2.68mm，二次侧的铜芯线的直径范围是：1.76mm～2.15mm；便携式微型三倍频变压器一次侧为星形连接；便携式微型三倍频变压器二次侧为开口三角形连接；一次侧连接成星形，二次侧接成开口三角形。当一次侧施加对称三相电压时，使铁芯饱和，在铁芯中将产生平顶波磁通.该磁通可以分解出基波和三次谐波，从而在二次侧分别感应出基波和三次谐波电势。在二次侧三角形开口处，三相基波电压矢量和为零，而三次谐波电压为三相三次谐波电压的代数和。所以，一次侧输入工频电压，二次侧就会输出150Hz频率的电压；满足输出需求，保证三倍频变压器能够提供实验所需的电学输出。

一次侧主线圈的最大通过电流12A；二次侧副线圈的最大通过电流10A；在保证输出需求的情况下，保证三倍频变压器本身结构的电安全性；通过选择线圈的匝数和铜芯线的直径，调节线圈中的实际电流。

现通过以额定最大电流，确定三倍频变压器容量。

主线圈按最大通过12A电流考虑：

I₁＝14A， $U_1=380/\sqrt{3}=220V,$ P₁＝U₁I₁＝2640W

副线圈按最大通过10A电流考虑：

即：I₂＝10A，U₂＝200V，P₂＝U₂I₂＝2000W

根据变压器铁芯的伏安特性曲线，一般设计在额定频率和电压下，接近伏安特性曲线的弯曲部分，若用额定频率的两倍额定电压，施加于被测试变压器的一侧时，铁芯会饱和，必然使空载电流急剧增加，达到不能允许的程度。为了使在两倍额定电压下，铁芯仍不致饱和，可采取提高电源频率的办法。由公式可看出：

E＝4.44fWB×10^-8＝kfB

式中E为感应电势U,f为电源频率50Hz，W为线圈匝数，k为比例常数，S为铁芯截面，B为磁通密度。

当保持B不变，而k值为常，感应耐压需要电势增加一倍时，则频率必须增加一倍。因此，感应耐压试验电源的频率，要大于额定电源频率的两倍及以上，即一般不低于100Hz，但不宜高于400Hz，这是因为铁芯中的损耗随频率上升而显著增加。

二次线圈电抗L的计算：

$L=\frac{0.4\mathrm{\π}{N}^{2}A}{l}B\×{10}^{-8}$

式中：N为每相二次线圈匝数，A为铁芯截面，l为磁路平均长度，B为导磁率。

铁芯采用D43热轧硅钢片；铁芯的导磁率为22T～23T；铁芯呈口字形。

铁芯截面和匝数的选择

变压器阻抗要求不超出10％,而三倍频变压器的输出阻抗与磁通密度关度很大，主要是负载阻抗是呈容性的。

通过实际试验及经验数据,采用D43热轧硅钢片，铁芯截面选取14×2＝28mm²为例，组成成口字形铁芯。

每伏的匝数为: $N_0=\frac{4.5\×{10}^2}{B\×A}=\frac{4.5\×{10}^2}{22\×28}=0.73$

一次线圈匝数为:N₁＝N₀·U₁＝0.73×220＝161

二次线圈匝数为:N₂＝N₀·U₂＝0.73×200＝146

铁芯的截面面积为28mm²；便携式微型三倍频变压器一次侧的线圈匝数范围：154～161匝；便携式微型三倍频变压器二次侧的线圈匝数范围：140～146匝。

便携式微型三倍频变压器的输出电压范围是0～300V，可以满足35KV、110KV以及220KV的电压互感器的耐压要求，以配合国标统一标准，通过选择线圈匝数和铜芯线直径来调节输出电压。

国标主要感应耐压被试设备为35kV、110KV以及220kV电压互感器,其技术参数如下:

本实用新型提供的便携式微型三倍频变压器革新传统大型三倍频变压器的材料及相关参数设置；创造性的采用具有良好绝缘性能，且质轻的聚酯漆圆铜线作为线圈，大大降低了三倍频变压器的重量，同时整体提升绝缘性能，便于随身携带，近距离使用；通过设置内部连接方式及参数，保证三倍频变压器能够提供足够的电压输出，满足三倍频变压器的使用需求。本实用新型提供的便携式微型三倍频变压器与大型三倍频变压器相比，便携式微型三倍频变压器非常适用于现场抢修；其优点是小巧，轻便，特别是在变电所检修试验时，搬运方便，接线简单，便于操作。同时，与同类仪器相比，便携式微型三倍频变压器节省材料，性价比高，过载能力强，为现场试验提供了方便。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种便携式微型三倍频变压器，包括：铁芯以及缠绕在铁芯上的铜芯线；其特征在于：所述铜芯线为聚酯漆圆铜线；所述便携式微型三倍频变压器一次侧的铜芯线的直径范围是：2.20mm～2.68mm；所述便携式微型三倍频变压器二次侧的铜芯线的直径范围是：1.76mm～2.15mm；所述便携式微型三倍频变压器一次侧为星形连接；所述便携式微型三倍频变压器二次侧为开口三角形连接。

2.如权利要求1所述的便携式微型三倍频变压器，其特征在于：所述一次侧主线圈的最大通过电流12A。

3.如权利要求2所述的便携式微型三倍频变压器，其特征在于：所述二次侧副线圈的最大通过电流10A。

4.如权利要求1所述的便携式微型三倍频变压器，其特征在于：所述铁芯采用D43热轧硅钢片。

5.如权利要求4所述的便携式微型三倍频变压器，其特征在于：所述铁芯的导磁率为22T～23T。

6.如权利要求4所述的便携式微型三倍频变压器，其特征在于：所述铁芯呈口字形。

7.如权利要求1所述的便携式微型三倍频变压器，其特征在于：所述便携式微型三倍频变压器的输出电压范围是0～300V。

8.如权利要求1所述的便携式微型三倍频变压器，其特征在于：所述铁芯的截面面积为28mm²。

9.如权利要求8所述的便携式微型三倍频变压器，其特征在于：所述便携式微型三倍频变压器一次侧的线圈匝数范围：154～161匝。

10.如权利要求9所述的便携式微型三倍频变压器，其特征在于：所述便携式微型三倍频变压器二次侧的线圈匝数范围：140～146匝。