CN208673894U - 一种变压装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种变压装置，涉及电力供电技术领域，包括：主变压器和串联变压器；主变压器包括：第一铁芯以及分别套装在第一铁芯上的变压器绕组、调压绕组组件和输出绕组；调压绕组组件与变压器绕组相连接，用于在供电源供给的高压电压信号波动时，通过改变自身的绕组匝数来调节主变压器中每匝绕组的电压值；输出绕组与串联变压器串联连接，用于向串联变压器输出调节每匝绕组的电压值后的低压电压信号；串联变压器与调压绕组组件并联连接，用于根据调压绕组组件调压后的分接电压值以及分接电压值与低压电压信号的电压变化值的比值，对输出的低压电压信号进行电压补偿，以保持输出绕组输出的低压电压信号恒定。

Description

一种变压装置

技术领域

本申请涉及电力供电技术领域，具体而言，涉及一种变压装置。

背景技术

在电力系统中，通常使用变压器完成电能从发电厂到用户之间的传输。由于用户用电设备的投入或切除，常常会使电网电压发生波动，这就对正在运行的用电设备产生影响。针对该问题，目的的解决方法是采用调压变压器，当电压发生波动时，利用调压变压器对波动的电压进行补偿。

自耦变压器由于能够降低产品材料消耗、空负载损耗，提高了产品的经济性尤其是运行效益，从而被广泛用作调压变压器进行调压。目前，自耦变压器中的开关位于串联绕组末端(高压调压)或者低压线端(高压调压)，开关对地和以及各相间绝缘水平高，通常要采用3只单相开关，大大增加了开关成本高。为了解决3只单相开关带来的成本高的问题，目前通常采用中性点调压方式，采用三相一体开关，通过三相一体开关绝缘水平也可以大大降低，从而大大减少开关成本，且产品额定档位磁密较低，空载损耗低，经济效益明显。但是，使用中性点调压方式会导致输出电压波动，无法满足用户需求，这是目前行业难题。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种变压装置，当主变压器的主磁通量发生变化时，串联变压器能够对变化的主磁通量进行补偿，从而保证提供给用户的输出电压恒定。

第一方面，本申请实施例提供了一种变压装置，包括：主变压器和串联变压器；所述主变压器包括：第一铁芯以及分别套装在所述第一铁芯上的变压器绕组、调压绕组组件和输出绕组；

所述调压绕组组件与所述变压器绕组相连接，用于在供电源供给的高压电压信号波动时，通过改变自身的绕组匝数来调节所述主变压器中每匝绕组的电压值；

所述输出绕组与所述串联变压器串联连接，用于向所述串联变压器输出调节每匝绕组的电压值后的低压电压信号；

所述串联变压器与所述调压绕组组件并联连接，用于根据所述调压绕组组件调压后的分接电压值以及所述分接电压值与所述低压电压信号的电压变化值的比值，对输出的低压电压信号进行电压补偿，以保持所述输出绕组输出的低压电压信号恒定。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述变压器绕组包括串联绕组和公共绕组；

所述串联绕组的首端用于与供电源连接，所述串联绕组的末端与所述公共绕组的首端连接；所述公共绕组的末端与所述调压绕组组件相连接。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述的变压装置还包括中性点套管；所述调压绕组组件包括调压绕组和开关端子；

所述调压绕组的第一端与所述开关端子的输入端连接，所述调压绕组的第二端与所述中性点套管连接，所述调压绕组的多个选择端分别用于与所述开关端子的输出端连接；所述开关端子的输入端还与所述公共绕组的末端相连接。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述串联变压器包括：第二铁芯、二次绕组和激磁绕组；所述二次绕组和所述激磁绕组均套装在所述第二铁芯上；

所述激磁绕组的首端与所述开关端子的输入端相连接，所述激磁绕组的末端与所述开关端子的输出端相连接；

所述二次绕组的末端与所述输出绕组的首端相连接，所述二次绕组的首端用于与用电设备连接。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述供电源供给的供给电压为三相电，每一相电均对应连接变压器绕组、调压绕组组件、输出绕组、二次绕组和激磁绕组；

每一相电对应的所述二次绕组的首端与异相的输出绕组的异相末端相连接。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述主变压器和所述串联变压器均位于变压器油箱内。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述的变压装置还包括电压比校核；

所述电压比校核，用于根据所述供电源供给的高压电压信号的电压波动值以及所述主变压器的额定电压比值，从所述调压绕组组件对应的匝数调节范围中选择待调节匝数。

本申请实施例提供的一种变压装置，当供电源供给的高压电信号波动时，调压绕组组件通过改变自身的绕组匝数来调节主变压器中每匝绕组的电压值，对应的，输出绕组输出的低压电压信号会发生变化，此时，串联变压器能够根据调压绕组组件调压后的分接电压值以及分接电压值与低压电压信号的电压变化值的比值，对输出绕组输出的低压电压信号进行电压补偿，以保持输出绕组输出的低压电压信号恒定。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请实施例所提供的一种变压装置的原理图。

图2示出了本申请实施例所提供的一种变压装置的结构示意图。

图标：1、主变压器；2、串联变压器；3、串联绕组；4、公共绕组；5、调压绕组；6、输出绕组；7、第一铁心；8、二次绕组；9、激磁绕组；10、第二铁心；11、油箱。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种变压装置，如图1和图2所示，包括：主变压器1和串联变压器2；主变压器1包括：第一铁芯7以及分别套装在第一铁芯7上的变压器绕组、调压绕组组件和输出绕组6；

调压绕组组件与变压器绕组相连接，用于在供电源供给的高压电压信号波动时，通过改变自身的绕组匝数来调节主变压器1中每匝绕组的电压值；

输出绕组6与串联变压器2串联连接，用于向串联变压器2输出调节每匝绕组的电压值后的低压电压信号；

串联变压器2与调压绕组组件并联连接，用于根据调压绕组组件调压后的分接电压值以及所述分接电压值与所述低压电压信号的电压变化值的比值，对输出的低压电压信号进行电压补偿，以保持所述输出绕组输出的低压电压信号恒定。

本申请实施例中，主变压器为自藕变压器，变压器绕组包括串联绕组3 和公共绕组4；串联绕组3的首端用于与供电源连接，串联绕组3的末端与公共绕组4的首端连接；公共绕组4的末端与调压绕组组件相连接。

本申请实施例中，上述变压装置是低压侧的有载调压，开关位于中性点位置。这里，调压绕组组件通过改变自身的绕组匝数来调节主变压器1 中每匝绕组的电压值(这里，串联绕组3、公共绕组4和调压绕组组件中每匝绕组的电压值)均发生变化。本申请实施例提供的变压装置中还包括电压比校核，电压比校核，用于根据所述供电源供给的高压电压信号的电压波动值以及主变压器1的额定电压比值，从所述调压绕组组件对应的匝数调节范围中选择待调节匝数。

在具体实施方式中，调压绕组组件具有多个调节档位，在供电源供给的高压电压信号发生波动时，用户可以将调压绕组组件的调压档位调到电压比校核选择的待调节匝数对应的档位，此时，由于主变压器1中每匝绕组的电压值，输出绕组6的输出电压发生变化，进而导致主变压器1的主磁通量发生变化，本申请实施例中，通过串联变压器2能够获知调压绕组组件调压后的分接电压值以及所述分接电压值与所述低压电压信号的电压变化值的比值，对输出的低压电压信号进行电压补偿，以保持所述输出绕组输出的低压电压信号恒定。这里，低压电压信号的电压变化值的比值为调档后输出绕组6的输出低压电压信号与恒定低压电压信号的比值。

本申请实施例提供的变压装置中，能够通过串联变压器2对输出绕组6 输出的低压电压信号进行电压补偿，以使得输出的低压电压信号保持恒定。这里的恒定指的是输出的低压电压信号位于一个预设的阈值范围，或者说输出的低压电压信号值与标准输出值的偏差满小于预设的阈值。

如图2所示，本申请实施例提供的变压装置，主变压器1和串联变压器2均位于变压器油箱11内。

本申请实施例提供的变压装置，还包括中性点套管；调压绕组组件包括调压绕组5和开关端子；

调压绕组5的第一端与开关端子的输入端连接，调压绕组5的第二端与中性点套管连接，调压绕组5的多个选择端分别用于与开关端子的输出端连接；开关端子的输入端还与公共绕组4的末端相连接。

本申请实施例中，调压绕组5的多个选择端为多个开关档位，每个开关档位分别对应调节调压绕组5的不同的绕组匝数。

本申请实施例提供的变压装置，串联变压器2包括：第二铁芯10、二次绕组8和激磁绕组9；二次绕组8和激磁绕组9均套装在第二铁芯10上；

激磁绕组9的首端与开关端子的输入端相连接，激磁绕组9的末端与开关端子的输出端相连接；

二次绕组8的末端与输出绕组6的首端相连接，二次绕组8的首端用于与用电设备连接。

本申请实施例中，当用户调节调压绕组组件的开关档位时，主变压器1 中每匝绕组的电压值均发生变化，进而主变压器1的主磁通量发生变化。本申请实施例中，因串联变压器2的激磁绕组9与调压绕组5并联，串联变压器2的二次绕组8和输出绕组6串接，串联变压器2能够获知调压绕组5调压后的分接电压值，激磁绕组9与二次绕组8具有的预设的匝数比与调档后分接电压值与所述低压电压信号的电压变化值的比值相对应，进而当主变压器1的主磁通量发生变化时，串联变压器2能够对输出绕组6 输出的低压电压信号进行补偿，从而实现输出绕组6的输出电压恒定。

如图1所示，本申请实施例提供的变压装置，供电源供给的供给电压为三相电，每一相电均对应连接变压器绕组、调压绕组组件、输出绕组6、二次绕组8和激磁绕组9；

每一相电对应的二次绕组8的首端与异相的输出绕组6的异相末端相连接。

本申请实施例提供的一种变压装置及串联变压器绕组匝数的确定方法，当供电源供给的高压电信号波动时，调压绕组组件通过改变自身的绕组匝数来调节主变压器1中每匝绕组的电压值，对应的，输出绕组6输出的低压电压信号会发生变化，此时，串联变压器2能够根据调压绕组组件调压后的分接电压值以及分接电压值与低压电压信号的电压变化值的比值，对输出绕组输出的低压电压信号进行电压补偿，以保持输出绕组输出的低压电压信号恒定。

如图1和图2所示，下面对本申请实施例提供的变压装置进行说明，在第一铁芯7(也即主变压器铁芯)上分别套装第三绕组6、调压绕组组件 (调压绕组组件包括调压绕组5和开关端子K)、公共绕组4、串联绕组3，从而得到主变压器。在第二铁芯10(串变铁心)上分别套装二次绕组9、激磁绕组8，从而得到串联变压器。串联绕组3的首端引出作为高压出线，串联绕组3的末端与公共绕组4的首端短接后引出作为低压出线，公共绕组4的末端连接开关端子K的输入端，调压绕组5的出线分别引至开关对应端子，开关输出端子连接中性点套管；激磁绕组8的首端与开关端子K 的输入端相连接，激磁绕组8的末端与开关输出端子相连接，二次绕组8 末端与输出绕组8首端相连接，首端输出，与输出绕组6异相末端相连接，形成三角接法，而后作为输出绕组6线端输出；从而完成变压器内部电气连接和端子输出。主变压器1和串联变压器2(也即调压变压器)分别装配在油箱11内，并完成引线和出线连接，即完成变压器内部装配，外部装配同常规变压器。

本申请实施例还提供的变压装置为能够保证变磁通调压下第三绕组输出电压恒定,该变压装置由主变压器1和串联变压器2组成，主变压器1和串联变压器2均放置在一个箱体内。主变压器1由串联绕组3、公共绕组4、调压绕组5、输出绕组6(也即第三绕组)组成，同常规结构变压器，串联变压器2由二次绕组8和激磁绕组9组成，激磁绕组9与调压绕组5并联，二次绕组8与输出绕组6串联后输出。当开关档位变化时，一次(或者二次)输入电压不变，但由于匝数发生变化，每匝电压变化从而导致主磁通发生变化，调压绕组5的电压也发生变化，这使得输出绕组6的电压也随之变化。串联变压器的激磁绕组9与调压绕组5并联，激磁绕组9的电压值等于变化的主磁通对应的电压变化值，调压绕组5电压变化时串联变压器2的二次绕组8的电压也将发生变化，这里，基于激磁绕组9与二次绕组8具有预设的匝数比且该预设匝数比与调档后分接电压值与所述低压电压信号的电压变化值的比值相对应，进而当主变压器1的主磁通量发生变化时，串联变压器2能够对输出绕组6输出的低压电压信号进行补偿，从而实现输出绕组6的输出电压恒定(与要求值的偏差满足标准)。

本申请实施例提供的一种变压装置中串联变压器中绕组匝数的确定方法，所述方法应用于上述变压装置，所述方法包括：

S101、根据主变压器的性能参数，确定所述主变压器中的工作参数信息；所述工作参数信息包括：绕组匝数、分接电压值和额定电压值。

本申请实施例中，主变压器按常规设计，预先确定主变压器的产品容量、电压比、阻抗等参数性能，这样，根据主变压器的产品容量、电压比、阻抗等参数性能，可以计算出主变压器的各绕组匝数以及主变压器对应的电压参数值。其中，主变压器的各绕组匝数包括：串联绕组匝数S、公共绕组匝数C、输出绕组(也即第三绕组匝数)T。主变压器对应的电压参数值包括：高压电压为H，低压额定电压为X、最正分接电压为Xmax，最负分接电压为Xmin，第三绕组电压为Y。

S102、根据所述主变压器中的绕组匝数和分接电压值，确定所述主变压器中调压绕组的可调绕组匝数。

具体实施方式中，根据等式H÷(S+C+R1)＝Xmax÷(C+R1)……(1)，计算所述主变压器中调压绕组的最大调节匝数值；其中，R1表示所述主变压器中调压绕组的最大调节匝数值，S表示串联绕组匝数，C表示公共绕组匝数，Xmax表示最正分接电压，Xmin表示最负分接电压。

根据等式H÷(S+C-R2)＝Xmin÷(C-R2)……(2)，计算所述主变压器中调压绕组的最小调节匝数值；其中，R2表示所述主变压器中调压绕组的最小调节匝数值；其中，所述可调绕组匝数位于调压绕组的最大调节匝数值R1与所述调压绕组的最小调节匝数值R2之间。

通过式(1)、式(2)分别得到串联变压器的最大调节匝数R1和串联变压器的最小调节匝数R2，调压绕组匝数R应位于最大调压绕组匝数R1和最小调压绕组匝数R2之间，再通过电压比校核从最大调压绕组匝数R1和最小调压绕组匝数R2中选择最佳的调压绕组匝数R。

S103、根据所述可调绕组匝数、额定电压值、所述主变压器中输出绕组的匝数以及预设的输出低压电压信号，确定所述串联变压器中二次绕组和激磁绕组的匝数比。

本申请实施例中，可以通过式(3)得到串联变压器中二次绕组和激磁绕组的匝数比SR，其中，式(3)如下：

H÷(S+C+R)×T÷√3+H÷(S+C+R)÷√3×R÷SR＝Y……式(3)；

式(3)中，串联绕组匝数S、公共绕组匝数C、输出绕组(也即第三绕组匝数)T，高压电压为H，第三绕组电压为Y以及最佳的调压绕组匝数 R均已知，因此，通过式(3)可以确定串联变压器的匝数比SR。

S104、根据所述分接电压值以及所述串联变压器中二次绕组和激磁绕组的匝数比，确定所述串联变压器中二次绕组和激磁绕组的匝数。

这里，串联变压器的二次绕组串联在输出绕组(也即第三绕组)端部，则电流相等，激磁绕组与主变压器中的调压绕组组件并联，因此，激磁绕组的电压等于主变压器中的调压绕组组件的电压，根据确定的激磁绕组与调压绕组的匝数比SR，激磁绕组的电压除以确定的激磁绕组与调压绕组的匝数比SR，可以得到二次绕组的电压，根据则可以计算出串联变压器的最大容量。串联变压器的容量、电压确定，可以计算出二次侧绕组和激磁侧绕组的匝数。

需要说明的是，主变压器和串联变压器的其余参数设计同常规变压器设计。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种变压装置，其特征在于，包括：主变压器和串联变压器；所述主变压器包括：第一铁芯以及分别套装在所述第一铁芯上的变压器绕组、调压绕组组件和输出绕组；

所述调压绕组组件与所述变压器绕组相连接，用于在供电源供给的高压电压信号波动时，通过改变自身的绕组匝数来调节所述主变压器中每匝绕组的电压值；

所述输出绕组与所述串联变压器串联连接，用于向所述串联变压器输出调节每匝绕组的电压值后的低压电压信号；

所述串联变压器与所述调压绕组组件并联连接，用于根据所述调压绕组组件调压后的分接电压值以及所述分接电压值与所述低压电压信号的电压变化值的比值，对输出的低压电压信号进行电压补偿，以保持所述输出绕组输出的低压电压信号恒定。

2.根据权利要求1所述的变压装置，其特征在于，所述变压器绕组包括串联绕组和公共绕组；

所述串联绕组的首端用于与供电源连接，所述串联绕组的末端与所述公共绕组的首端连接；所述公共绕组的末端与所述调压绕组组件相连接。

3.根据权利要求2所述的变压装置，其特征在于，还包括中性点套管；所述调压绕组组件包括调压绕组和开关端子；

所述调压绕组的第一端与所述开关端子的输入端连接，所述调压绕组的第二端与所述中性点套管连接，所述调压绕组的多个选择端分别用于与所述开关端子的输出端连接；所述开关端子的输入端还与所述公共绕组的末端相连接。

4.根据权利要求3所述的变压装置，其特征在于，所述串联变压器包括：第二铁芯、二次绕组和激磁绕组；所述二次绕组和所述激磁绕组均套装在所述第二铁芯上；

所述激磁绕组的首端与所述开关端子的输入端相连接，所述激磁绕组的末端与所述开关端子的输出端相连接；

所述二次绕组的末端与所述输出绕组的首端相连接，所述二次绕组的首端用于与用电设备连接。

5.根据权利要求4所述的变压装置，其特征在于，所述供电源供给的供给电压为三相电，每一相电均对应连接变压器绕组、调压绕组组件、输出绕组、二次绕组和激磁绕组；

每一相电对应的所述二次绕组的首端与异相的输出绕组的异相末端相连接。

6.根据权利要求1所述的变压装置，其特征在于，所述主变压器和所述串联变压器均位于变压器油箱内。

7.根据权利要求1所述的变压装置，其特征在于，还包括电压比校核；

所述电压比校核，用于根据所述供电源供给的高压电压信号的电压波动值以及所述主变压器的额定电压比值，从所述调压绕组组件对应的匝数调节范围中选择待调节匝数。