CN210927099U - 一种基于三相变压器的非三相转三相供电构造 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了基于三相变压器的非三相转三相供电构造，该构造包括输电线、三相静止无功发生器和三相变压器；其中，所述三相变压器的三相端口作为输出端口给用户提供三相电源，所述三相变压器的输入端分别与三相静止无功发生器的输出端和输电线连接，所述三相静止无功补偿发生器的输入端与输电线相连。本实用新型能实现通过单相电线和两相输电线来为用户提供三相电源的功能，广泛适用于配电系统改造和故障抢修。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力配电技术领域。特别涉及一种基于三相变压器的非三相转三相供电构造。
背景技术
在电力系统交流供电方式中，三相交流供电制式被广泛采用。而在我国低压配电领域，一般采用架设单相输电线为用户提供电能，在部分地区用户地理上比较分散，也采用两相输电线的方式为用户提供电能。当仅接入单相或者两相输电线的用户需要使用三相电源时，依据现有技术，只能够重新架设三相输电线来为用户提供三相电源，耗时长，成本高，经济性低。
同时，由于输电线一般架设在室外，地域跨度较广，环境情况多变，由于长期受机械力、电磁力的作用和热效应以及严重氧化、接触不良等原因，而产生各种断线故障，使设备不能正常运行。当原先的三相输电线由于外界原因造成一相或两相断线故障时，三相供电方式就变成了非三相供电的供电方式，从而无法为用户提供其所需的三相电源。现有解决方案仅能通过电力维修人员经济抢修才能在短时间内提供三相电源，而在恶劣天气下进行抢修有很大的危险性，电力维修人员的人身安全难以得到保障。
如果能在电网电能质量允许的情况下，通过较为简捷的电力设备构造，实现将单相或两相输电线转换为三相供电方式，从而使得用户可以在较短时间内以较低的成本获得三相电源，不仅能够节省输电设施的成本投入，还能够在三相输电线发生断线故障时实现三相电源的紧急提供，避免电力维修人员在环境恶劣的条件下进行抢修，保障电力维修人员的人身安全。
实用新型内容
鉴于此，本实用新型提供一种基于三相变压器的非三相转三相供电构造，解决了通过单相或两相输电线提供三相电源的技术问题，可以实现在不需要重新架设输电线的情况下，为非三相输电线架设区域的用户提供对称的三相电源，亦可在原有三相输电线发生一相或两相断线的情况下紧急提供三相电源，避免了长距离的架设输电线，降低电力维修人员抢修造成的安全隐患。
为了在满足经济性、安全性和时效性的基础上，解决非三相输电线区域用户、因三相输电线故障无法获得三相电源的用户在较短时间内获得三相电源的问题，本实用新型采用技术方案如下：
本实用新型提供了基于三相变压器的非三相转三相供电构造，该构造包括用于对三相变压器和三相静止无功发生器进行供电的输电线、用于将输电线中经过分流的电流进行变换后向三相变压器供电的三相静止无功发生器，以及用于将输电线和三相静止无功发生器所提供的电能进行变压和调相后向用户提供对称的三相电源的三相变压器；
其中，所述三相变压器的三相端口作为输出端口给用户提供对称的三相电源，所述三相变压器中B端子、C端子、D端子分别与所述三相静止无功发生器的输出端口中的Q端子、M端子、N端子连接，三相变压器中A端子与输电线相连；所述三相静止无功发生器的输入端与输电线相连，三相变压器三角形绕组侧给用户提供对称的三相电源。
具体地，所述输电线为单相输电线时，输电线分别于三相静止无功发生器输入端中的P端子、三相变压器中A端子相连，所述三相变压器中B端子、C端子、D端子分别与所述三相静止无功发生器的输出端口中的Q端子、M端子、N端子连接，三相静止无功发生器的N端子接地；三相变压器三角形绕组侧给用户提供对称的三相电源。
具体地，所述输电线为两相输电线时，输电线中的A相输电线LA分别接入三相静止无功发生器输入端中的P端子、三相变压器中A端子，述三相变压器中B端子、C端子、D端子分别与所述三相静止无功发生器的输出端口中的Q端子、M端子、N端子连接，三相静止无功发生器的N端子与输电线中的B相输电线LB相连；三相变压器三角形绕组侧给用户提供对称的三相电源。
优选地，所述三相静止无功发生器中，包括八只大功率晶体管BG、直流储能电容和脉冲调制解调器；每两只大功率晶体管BG通过其中一只大功率晶体管BG的发射极与另一只大功率晶体管BG的集电极串联构成一组大功率晶体管组；四组大功率晶体管组内的发射极与集电极的串联点构成三相静止无功发生器对外的P端子、Q端子、M端子和N端子，四组大功率晶体管组正向并联，发射极连接点为e点，集电极连接点为f点，e点和f点之间接入直流储能电容；每只大功率晶体管BG的控制极均接入脉宽调制解调器；
具体地，设输电线LA的电流为I、三相静止无功发生器的输入电流为I2、三相变压器2中B端子的输入电流为IB、三相变压器2中C端子的输入电流为IC，三相变压器2中B端子相对中性点D端子的输入电压为UB，三相变压器2中C端子相对中性点D端子的输入电压为UC；三相变压器输入电压UC＝U，UC相位超前U的相位120°；三相变压器C端子的输入电流
IC相位超前U的相位30°；三相变压器输入电压UB＝U，UB相位滞后U的相位120°，三相变压器B端子的输入电流
IB相位滞后U的相位30°。
进一步优选地，所述大功率晶体管可以采用集成门极换向晶闸管。
进一步优选地，所述大功率晶体管也可以采用绝缘栅双极性晶体管。
与现有技术相比，本实用新型技术的有益效果是：
一、在配电网只架设了中性点接地的单相输电线的地方，由于紧急短时需要三相电源，而架设新的三相线路时间不允许，在电网电能质量允许的情况下，可以通过本实用新型所述供电构造提供三相电源；
二、在配电网只架设了两相输电线的地方，由于紧急短时需要三相电源，而架设新的三相线路时间不允许，在电网电能质量允许的情况下，可以通过本实用新型所述供电构造提供三相电源；
三、三相用户有一相或两相断线，且当时维修环境较为恶劣时，可通过此方法提供三相电能，等气候环境好转后再维修线路，减少了电力维修人员室外抢修可能存在的安全隐患，也减少因为情况紧急带来更大事故的可能。
四、结构简单，通用性好，经济性好，易于实施。
附图说明
图1是本实用新型实施例一所述供电构造的基本结构示意图。
图2是本实用新型实施例一所述供电构造的具体结构连接示意图。
图3是本实用新型实施例一所述三相静止无功发生器的结构示意图。
图4是本实用新型实施例二所述供电构造的具体结构连接示意图。
附图标记：
1-输电线，LA-A相输电线，LB-B相输电线，2-三相变压器，3-三相静止无功发生器，BG-大功率晶体管，UB-三相变压器B端子相对于中性点的输入电压，UC-三相变压器C端子相对于中性点的输入电压，I-输电线电流，IA-三相变压器中A端子的输入电流，I2-三相静止无功发生器P端子的输入电流，IB-三相变压器2中B端子的输入电流，IC-三相变压器2中C端子的输入电流。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清晰，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
本实用新型所述供电构造的基本工作原理如下：
设输电线1的电流为I、三相静止无功发生器3的P端子的输入电流为I2，三相变压器2中A端子的输入电流为IA，三相变压器2中B端子的输入电流为IB，三相变压器2中C端子的输入电流为IC，三相变压器2中B端子相对中性点的输入电压为UB，三相变压器2中C端子相对中性点的输入电压为UC；三相变压器C端子的输入电压UC＝U，UC相位超前U的相位120°；三相变压器C端子的输入电流
IC相位超前U的相位30°；三相变压器B端子的输入电压UB＝U，UB相位滞后U的相位120°，三相变压器B端子的输入电流
IB相位滞后U的相位30°；三相变压器2的三角形绕组侧通过提供对称的三相电源，以供需要三相电能的负荷运行。
实施例一
如图1所示，本实用新型实施例提供了基于三相变压器的非三相转三相供电构造，该供电构造主要包括输电线1、三相变压器2和三相静止无功发生器3。所述输电线1用于对三相变压器2和三相静止无功发生器3进行电流输送；所述三相变压器2用于将输电线1和三相静止无功发生器3所提供的电流进行变压和调相后再向用户提供对称的三相电源；所述三相静止无功发生器3用于将输电线1中经过分流的电流进行变换后向三相变压器2供电；其中输电线1分别与三相静止无功发生器3、三相变压器2连接，三相静止无功发生器3与三相变压器2相连，三相变压器2向后给用户提供三相电源。
如图2和图3所示，中性点接地电网的220V输电线1为单相输电线且电流为I，输电线1分别接入三相变压器2中的A端子和三相静止无功发生器3的P端子；输电线1输入三相静止无功发生器3的P端子的电流大小为I2；三相变压器2中的B端子、C端子、D端子分别与三相静止无功发生器3的Q端子、M端子、N端子相连，三相静止无功发生器3中的N端子接地；三相静止无功发生器3包括八只大功率晶体管BG、直流储能电容和脉冲调制解调器；每两只大功率晶体管BG通过其中一只大功率晶体管BG的发射极与另一只大功率晶体管BG的集电极串联构成一组大功率晶体管组；四组大功率晶体管组内的发射极与集电极的串联点构成三相静止无功发生器对外的P端子、Q端子、M端子和N端子，四组大功率晶体管组正向并联，发射极连接点为e点，集电极连接点为f点，e点和f点之间接入直流储能电容；每只大功率晶体管BG的控制极均接入脉宽调制解调器；三相变压器2三角形绕组侧a、b、c提供三相对称的电源给用户。
其中，三相变压器C端子的输入电压UC＝U，UC相位超前U的相位120°；三相变压器C端子的输入电流
IC相位超前U的相位30°；三相变压器B端子的输入电压UB＝U，UB相位滞后U的相位120°，三相变压器B端子的输入电流
IB相位滞后U的相位30°；
本实用新型实施例所示出的大功率晶体管BG为集成门极换向晶闸管IGCT；在实际实施时，也可采用绝缘栅双极性晶体管IGBT。
实施例二
本实用新型实施例所述的基于三相变压器的非三相转三相供电构造与上述本实用新型实施例一的基本结构相同，即如图1所示，该供电构造主要包括输电线1、三相变压器2和三相静止无功发生器3。所述输电线1用于对三相变压器2和三相静止无功发生器3进行电流输送；所述三相变压器2用于将输电线1和三相静止无功发生器3所提供的电流进行变压和调相后再向用户提供对称的三相电源；所述三相静止无功发生器3用于将输电线1中经过分流的电流进行变换后向三相变压器2供电；其中输电线1分别与三相静止无功发生器3、三相变压器2连接，三相静止无功发生器3与三相变压器2相连，三相变压器2向后给用户提供三相电源。
本实用新型实施例中所述三相静止无功发生器3中的八只大功率晶体管BG、直流储能电容和脉宽调制解调器的结构以及相互之间的连接方式与上述实用新型实施例一中如图3所示的结构完全相同，故此不再此赘述。
在本实用新型实施例中，所述大功率晶体管BG为集成门极换向晶闸管IGCT；在实际实施时，所述大功率晶体管BG也可采用绝缘栅双极性晶体管IGBT。
结合图2和图4所示，本实用新型实施例所述的基于三相变压器的非三相转三相供电构造与上述实用新型实施例一的区别在于本实用新型实施例中所述的输电线1为两相输电线；两相输电线中的LA、LB之间电压U为220V，输电线1中A相输电线输入电流为I，输电线1中的A相输电线LA分别接入三相变压器2中的A端子和三相静止无功发生器3的P端子，A相输电线LA输入三相静止无功发生器3的P端子的电流大小为I2；三相变压器2中的B端子、C端子、D端子分别与三相静止无功发生器3的Q端子、M端子、N端子相连，输电线1中的B相输电线LB接入三相静止无功发生器3的N端子；三相变压器2三角形绕组侧a、b、c提供三相对称的电源给用户。
其中，三相变压器C端子的输入电压UC＝U，UC相位超前U的相位120°；三相变压器C端子的输入电流
IC相位超前U的相位30°；三相变压器B端子的输入电压UB＝U，UB相位滞后U的相位120°，三相变压器B端子的输入电流
IB相位滞后U的相位30°。
Claims (8)
1.一种基于三相变压器的非三相转三相供电构造，其特征在于，该供电构造包括：
输电线(1)，用于对三相变压器(2)和三相静止无功发生器(3)进行供电；
三相变压器(2)，用于将输电线(1)和三相静止无功发生器(3)所提供的电流进行变压和调相后向用户提供对称的三相电源；
三相静止无功发生器(3)，用于将输电线(1)中经过分流的电流进行变换后向三相变压器(2)供电；
其中，所述三相变压器(2)的三相端口作为输出端口给用户提供三相电源，所述三相变压器(2)的输入端分别与所述三相静止无功发生器(3)的输出端和所述输电线(1)连接，所述三相静止无功发生器(3)的输入端与输电线(1)相连。
2.根据权利要求1所述的基于三相变压器的非三相转三相供电构造，其特征在于，所述三相变压器(2)的B端子、C端子、D端子分别与三相静止无功发生器(3)的Q端子、M端子、N端子相连。
3.根据权利要求2所述的基于三相变压器的非三相转三相供电构造，其特征在于，所述输电线(1)为单相输电线，输电线(1)分别接入三相变压器(2)的A端子和三相静止无功发生器(3)的P端子；三相静止无功发生器(3)的N端子接地。
4.根据权利要求2所述的基于三相变压器的非三相转三相供电构造，其特征在于，所述输电线(1)为两相输电线，输电线(1)中A相输电线(LA)分别接入三相变压器(2)的A端子和三相静止无功发生器(3)的P端子；输电线(1)中B相输电线(LB)与三相静止无功发生器(3)的N端子相连。
5.根据权利要求3或4所述的基于三相变压器的非三相转三相供电构造，其特征在于，所述三相静止无功发生器(3)包括八只大功率晶体管(BG)、直流储能电容和脉冲调制解调器；每两只大功率晶体管(BG)通过其中一只大功率晶体管(BG)的发射极与另一只大功率晶体管(BG)的集电极串联构成一组大功率晶体管组；四组大功率晶体管组内的发射极与集电极的串联点构成三相静止无功发生器对外的P端子、Q端子、M端子和N端子；四组大功率晶体管组正向并联，发射极连接点为e点，集电极连接点为f点，e点和f 点之间接入直流储能电容；每只大功率晶体管(BG)的控制极均接入脉宽调制解调器。
6.根据权利要求5所述的基于三相变压器的非三相转三相供电构造，其特征在于，三相变压器(2)C端子与D端子间的输入电压UC等于输电线(1)的电压U，UC相位超前U的相位120°；三相变压器(2)中C端子的输入电流IC等于输电线(1)电流I的
倍，IC相位超前U的相位30°；三相变压器(2)B端子与D端子间的输入电压UB等于输电线(1)的电压U，UB相位滞后U的相位120°，三相变压器(2)B端子的输入电流IB等于输电线(1)电流I的
倍，IB相位滞后U的相位30°。
7.根据权利要求6所述的基于三相变压器的非三相转三相供电构造，其特征在于，所述大功率晶体管(BG)可以采用集成门极换向晶闸管。
8.根据权利要求6所述的基于三相变压器的非三相转三相供电构造，其特征在于，所述大功率晶体管(BG)可以采用绝缘栅双极性晶体管。
Priority Applications (1)
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| CN201921918675.9U Active CN210927099U (zh) | 2019-11-08 | 2019-11-08 | 一种基于三相变压器的非三相转三相供电构造 |
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- 2019-11-08 CN CN201921918675.9U patent/CN210927099U/zh active Active
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