CN217386893U - 一种可调节相位的变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可调节相位的变压器，包括铁心和绕接在铁心上的绕组，铁心包括A相铁心、B相铁心和C相铁心；A相铁心、B相铁心和C相铁心上均绕接有两个绕组，每个铁心上的绕组首尾相接形成三角形连接，绕组上均连接有多个抽头；还包括连接在绕组之间的三相分接开关。本实用新型采用将变压器的每一相铁心上各绕两个个绕组，绕组的首端与另一绕组的尾端相接，形成三角形连接，将输入电压、输出电压设计制作为不同相位，适用于相邻线路或变电站进线存在角差不能合环的情况，解决现有技术中相邻线路或变电站进线存在角差、重要负荷及变电站的供电可靠性不佳的问题。

Description

一种可调节相位的变压器

技术领域

本实用新型涉及变压器技术领域，具体涉及一种可调节相位的变压器。

背景技术

目前部分地区电网存存有220kV、110kV、35kV和10kV线路4个电压等级高压线路，变电站的变比会有220/110/35(联结标号Y/Y/Δ)，110/35/10(Y/Y/ Δ)，35/10(Y/Δ)几种，因此在输配电过程不可避免的会出现相邻线路存在角度差，现在重要负荷越来越多，要求供电可靠性也越来越高，即使某一条线路检修也不允许负荷停电，为了提高供电可靠性，需要线路合环运行。又由于线路阻抗、负载大小等因素需要合环的两条线路相位差往往不是一个固定的数值。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种可调节相位的变压器，解决现有技术中相邻线路或变电站进线存在角差、重要负荷及变电站的供电可靠性不佳的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：一种可调节相位的变压器，包括铁心绕接在铁心上的绕组，所述的铁心包括A相铁心、 B相铁心和C相铁心；

所述的A相铁心上绕接有第一A相绕组和第二A相绕组；所述的B相铁心上绕接有第一B相绕组和第二B相绕组；所述的C相铁心上绕接有第一C相绕组和第二C相绕组；

所述的第一A相绕组的首端A与第一C相绕组的尾端W相接，端点为A；第一B相绕组的首端B与第一A相绕组的尾端U相接，端点为B；第一C相绕组的首端C与第二B相绕组的尾端U相接，端点为C；

所述的第一A相绕组、第二A相绕组、第一B相绕组、第二B相绕组、第一C相绕组和第二C相绕组上均连接有多个抽头；

所述的可调节相位的变压器还包括布置在第一A相绕组和第二B相绕组之间、第一B相绕组和第二C相绕组之间和第一C相绕组和第二A相绕组之间的三相分接开关。

本实用新型还具有如下技术特征：

所述的三相分接开关包括布置在第一A相绕组和第二B相绕组之间的第一三相分接开关、布置在第一B相绕组和第二C相绕组之间的第二三相分接开关和置在第一C相绕组和第二A相绕组之间的第三三相分接开关。

所述的第一三相分接开关、第二三相分接开关和第三三相分接开关均包含两组静触头，所述的静触头和抽头一一对应并连接；

所述的第一三相分接开关、第二三相分接开关和第三三相分接开关中均包含一组动触头，动触头分别连通第一三相分接开关、第二三相分接开关和第三三相分接开关内的两组静触头，所有动触头同步动作。

所述的首端A，首端B和首端C引出作为变压器一侧的线路端子，分别为线路端子A、线路端子B和线路端子C；

第二A相绕组的首端引出作为变压器线路端子c，第二B相绕组的首端引出作为变压器线路端子a，第二C相绕组的首端引出作为变压器线路端子b。

本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：

(Ⅰ)本实用新型采用将三相变压器的每一相铁心上各绕两个带抽头的绕组，通过特定的分接开关将六个绕组按照特定的方式连接，绕组的匝数比满足特定要求，设计出输入与输出两端电压相位差以及幅值大小不相同的三相变压器。该变压器通过调节分接开关的档位，输入与输出两端电压相位差以及幅值比亦不相同，可以适应不同要求。该实用新型适用于相邻线路或变电站进线存在角差不能合环的情况，解决现有技术中相邻线路或变电站进线存在角差、重要负荷及变电站的供电可靠性不佳的问题。

附图说明

图1为本实用新型的总体结构示意图；

图2为图1对应的电压矢量图；

图3为本实用新型具体结构示意图；

图4为图3对应的电压矢量图；

附图中各个标号含义：

1-铁心；2-绕组；3-抽头；4-三相分接开关；

1-1A相铁心，1-2B相铁心，1-3C相铁心；

2-1第一A相绕组，2-2第二A相绕组，2-3第一B相绕组，2-4第二B相绕组，2-5第一C相绕组，2-6第二C相绕组；

4-1第一三相分接开关，4-2第二三相分接开关，4-3第三三相分接开关，4-4 动触头。

以下结合实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型中的所有部件，如无特殊说明，全部采用现有技术中已知的部件。

实施例1：

遵从上述技术方案，如图1-图2所示，一种可调节相位的变压器，包括铁心1和绕接在铁心1上的绕组2，所述的铁心1包括A相铁心1-1、B相铁心1-2 和C相铁心1-3；

所述的A相铁心1-1上绕接有第一A相绕组2-1和第二A相绕组2-2；所述的B相铁心1-2上绕接有第一B相绕组2-3和第二B相绕组2-4；所述的C相铁心2-3上绕接有第一C相绕组2-5和第二C相绕组2-6；

所述的第一A相绕组2-1的首端A与第一C相绕组2-5的尾端W相接，端点为A；第一B相绕组2-3的首端B与第一A相绕组2-1的尾端U相接，端点为B；第一C相绕组2-5的首端C与第二B相绕组2-4的尾端U相接，端点为 C；

所述的第一A相绕组2-1、第二A相绕组2-2、第一B相绕组2-3、第二B 相绕组2-4、第一C相绕组2-5和第二C相绕组2-6上均连接有多个抽头3；

所述的可调节相位的变压器还包括布置在第一A相绕组2-1和第二B相绕组2-4之间、第一B相绕组2-3和第二C相绕组2-6之间和第一C相绕组2-5 和第二A相绕组2-2之间的三相分接开关4。

通过特定的分接开关将六个绕组按照特定的方式连接，绕组的匝数比满足特定要求，设计出输入与输出两端电压相位差以及幅值大小不相同的三相变压器。该变压器通过调节分接开关的档位，输入与输出两端电压相位差以及幅值比亦不相同，可以适应不同要求。适用于相邻线路或变电站进线存在角差不能合环的情况。

A相铁心上的第一A相绕组2-1上的N个抽头用U1、U2、…、Un、…、 UN表示，第二A相绕组2-2上的N个抽头用X1、X2、…、Xn、…、XN表示。

第一B相绕组2-3上的N个抽头用V1、V2、…、Vn、…、VN表示，第二 B相绕组2-4上的N个抽头用Y1、Y2、…、Yn、…、YN表示。

第一C相绕组2-5上的N个抽头用W1、W2、…、Wn、…、WN表示，第二C相绕组2-6上的N个抽头用Z1、Z2、…、Zn、…、ZN表示。

第一绕组和第二绕组首端可以与自身绕组抽头的一个重合，图1中第一A 相绕组2-1和第二A相绕组2-2首端与第1抽头重合。

作为本实施例的一种优选：

所述的三相分接开关4包括布置在第一A相绕组2-1和第二B相绕组2-4 之间的第一三相分接开关4-1、布置在第一B相绕组2-3和第二C相绕组2-6之间的第二三相分接开关4-2和置在第一C相绕组2-5和第二A相绕组2-2之间的第三三相分接开关4-3。

作为本实施例的一种优选：

所述的第一三相分接开关4-1、第二三相分接开关4-2和第三三相分接开关 4-3均包含两组静触头，所述的静触头和抽头3一一对应并连接；

所述的第一三相分接开关4-1、第二三相分接开关4-2和第三三相分接开关 4-3中均包含一组动触头4-4，动触头4-4分别连通第一三相分接开关4-1、第二三相分接开关4-2和第三三相分接开关4-3内的两组静触头，第一三相分接开关 4-1、第二三相分接开关4-2和第三三相分接开关4-3均有一组动触头4-4，三个动触头4-4同步动作。

作为本实施例的一种优选：

所述的首端A，首端B和首端C引出作为变压器一侧的线路端子，分别为线路端子A、线路端子B和线路端子C；

第二A相绕组2-2的首端引出作为变压器线路端子c，第二B相绕组2-4的首端引出作为变压器线路端子a，第二C相绕组2-6的首端引出作为变压器线路端子b。

工作原理：

三相交流电的A相、B相和C和线路端子A、线路端子B、线路端子C分别连接，通过调节本实施例的变压器中的分接开关4，调节三相交流电的输出电压及相位，适用于相邻线路或变电站进线存在角差不能合环的情况。

具体如下：

本申请中静触头序号编号使用连接绕组抽头相同的编号，第一三相分接开关4-1两组静触头编号为：U1、U2、…、Un、…、UN和Y1、Y2、…、Yn、…、 YN；第二三相分接开关4-2两组静触头编号为：V1、V2、…、Vn、…、VN和Z1、Z2、…、Zn、…、ZN；第三三相分接开关4-3两组静触头编号为：W1、 W2、…、Wn、…、WN和X1、X2、…、Xn、…、XN。

本申请中第1个导通档位U1与Y1导通、V1与Z1导通和W1与X1导通；第2个导通档位U2与Y2导通、V2与Z2导通和W2与X2导通；…；第n个导通档位Un与Yn导通、Vn与Zn导通和Wn与Xn导通；…；第N个导通档位UN与YN导通、VN与ZN导通和WN与XN导通。

即有1、2、…、n、…、N，N个导通档位，每个导通档位使该相两组静触头相同序号中的一对接通。

当线路端子A、线路端子B和线路端子C分别连接三相交流电的A相、B 相和C相，分接开关在n档时，三相可调节相位的移相变压器对应的电压矢量图如图2。

图中：实线线段AB、BC和CA对应线路电压

和

线段Yna(YnY1)、Znb(ZnZ1)、Xnc(XnX1)对应A相铁心上的第二 A相绕组2-2绕组工作段电压

第二B相绕组2-4绕组工作段电压

第二C相绕组2-6绕组工作段电压

双点划线线段ab、bc、ca对应移相变压器线路端子a、线路端子b、线路端子c对应线电压

角度θn对应分接开关n档(n为开关档位1、 2、…、N)时线路端子a、线路端子b、线路端子c上的电压与线路端子A、线路端子B、线路端子C电压的相位差，既

与

与

与

相位相差θn。

与

与

与

幅值比为Kn。

第一A相绕组2-1、第一B相绕组2-3和第一C相绕组2-5的匝数为E，对应线路端子A、线路端子B、线路端子C的线电压。三相分接开关4的动触头4-4把第一A相绕组2-1、第一B相绕组2-3和第一C相绕组2-5分成两段，AUn (BVn或CWn)为一段，匝数Fn；另一段匝数等于E-Fn。分三相分接开关4 的动触头4-4把第二A相绕组2-2、第二B相绕组2-4和第二C相绕组2-6也分成两段，aYn(bZn或cXn)为一段，匝数Gn。

移相变压器匝数比Fn/E、(E-Fn)/E及Gn/E与线路端子a、线路端子b、线路端子c的电压与线路端子A、线路端子B、线路端子C的电压比(Kn)及相位差(θn)有以下数学关系：

本实施例的三相变压器输入与输出两端电压相位差为θ以及电压幅值比为 K。通过调节分接开关4的档位设定了不同匝数比，输入与输出两端电压相位差θn以及电压幅值比Kn亦不相同，可以适应不同要求。分接开关n档(n为开关档位1、2、…、N)，对应相位差θn(分别是θ₁、θ₂、…、θ_N)，对应电压幅值比Kn(分别是K₁、K₂、…、K_N)。

本实用新型采用将三相变压器的每一相铁心上各绕两个带抽头的绕组，通过特定的分接开关将六个绕组按照特定的方式连接，绕组的匝数比满足特定要求，设计出输入与输出两端电压相位差以及幅值大小不相同的三相变压器。该变压器通过调节分接开关的档位，输入与输出两端电压相位差以及幅值比亦不相同，可以适应不同要求。该实用新型适用于相邻线路或变电站进线存在角差不能合环的情况，解决现有技术中相邻线路或变电站进线存在角差、重要负荷及变电站的供电可靠性不佳的问题。

实施例2：

如图3-图4所示，线路端子A、线路端子B、线路端子C为输入端，线路端子a、线路端子b、线路端子c为输出端，各档位输出电压与输入电压均相等(Kn＝1)，输出电压相位滞后输入电压相位20°、25°、30°、35°、40°5 挡可调。

调节相位变压器如下设计：

所述的第一A相绕组2-1、第二A相绕组2-2、第一B相绕组2-3、第二B 相绕组2-4、第一C相绕组2-5和第二C相绕组2-6上均连接有5个抽头。

第一A相绕组2-1上的5个抽头用U1、U2、U3、U4、U5表示，第二A 相绕组2-2上的5个出头用X1、X2、X3、X4、X5表示。

第一B相绕组2-3上的5个抽头用V1、V2、V3、V4、V5表示，第二B相绕组2-4上的5个出头用Y1、Y2、Y3、Y4、Y5表示。

第一C相绕组2-5上的5个出头用W1、W2、W3、W4、W5表示，第二C 相绕组2-6上的5个出头用Z1、Z2、Z3、Z4、Z5表示。

本实施例使用专用三相分接开关4。该开关每一相都有两组静触头，每一组静触头序号为1、2、3、4、5。

本实施例中静触头序号编号使用连接绕组抽头相同的编号，第一三相分接开关4-1两组静触头编号为：U1、U2、U3、U4、U5和Y1、Y2、Y3、Y4、Y5；第二三相分接开关4-2两组静触头编号为：V1、V2、V3、V4、V5和Z1、Z2、 Z3、Z4、Z5；第三三相分接开关4-3两组静触头编号为：W1、W2、W3、W4、W5和X1、X2、X3、X4、X5。

该开关每一相都有一组动触头4-4，三相动触头4-4同步动作，有1、2、3、 4、5，5个导通档位，每个导通档位使该相两组静触头相同序号中的一对接通。

该实施例中第1个导通档位U1与Y1导通、V1与Z1导通和W1与X1导通；第2个导通档位U2与Y2导通、V2与Z2导通和W2与X2导通；…；第 5个导通档位U5与Y5导通、V5与Z5导通和W5与X5导通。

当线路端子A、线路端子B和线路端子C分别连接三相交流电的A相、B 相和C相，分接开关4在3档时，三相可调节相位的移相变压器对应的电压矢量图如图4。图中：实线线段AB、BC和CA对应线路电压

和

双点划线线段ab、bc、ca对应移相变压器线路端子a、线路端子b、线路端子c对应线电压

分接开关4档位1、2、3、4、5分别对应线路端子a、线路端子b、线路端子c上的电压与线路端子A、线路端子B、线路端子C电压的相位差20°、25°、30°、35°、40°，既

与

与

与

相位相差20°、25°、30°、35°、40°。

与

与

与

幅值比为1。

第一A相绕组2-1、第一B相绕组2-3和第一C相绕组2-5的匝数为E，对应线路端子A、线路端子B、线路端子C的线电压。三相分接开关4的动触头 4-4把第一绕组分成两段，AUn(BVn或CWn)为一段，匝数Fn；另一段匝数等于E-Fn。三相分接开关4的动触头4-4把第二绕组2也分成两段，aYn(bZn 或cXn)为一段，匝数Gn；下标n＝1、2、3、4、5，对应分接开关档位。

调节相位变压器各档位匝数比Fn/E、及Gn/E见下表：

线路Ⅰ的A相接移相变压器端子A上，线路Ⅰ的B相接移相变压器端子B 上，线路Ⅰ的C相接移相变压器端子C上；线路Ⅱ的A相接移相变压器端子a 上，线路Ⅱ的B相接移相变压器端子b上，线路Ⅱ的C相接移相变压器端子c 上。

以上所述，仅是本实用新型的较优具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，不经创造性劳动想到的变化或替换，都涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种可调节相位的变压器，包括铁心(1)和绕接在铁心(1)上的绕组(2)，其特征在于，所述的铁心(1)包括A相铁心(1-1)、B相铁心(1-2)和C相铁心(1-3)；

所述的A相铁心(1-1)上绕接有第一A相绕组(2-1)和第二A相绕组(2-2)；所述的B相铁心(1-2)上绕接有第一B相绕组(2-3)和第二B相绕组(2-4)；所述的C相铁心(1-3)上绕接有第一C相绕组(2-5)和第二C相绕组(2-6)；

所述的第一A相绕组(2-1)的首端A与第一C相绕组(2-5)的尾端W相接，端点为A；第一B相绕组(2-3)的首端B与第一A相绕组(2-1)的尾端U相接，端点为B；第一C相绕组(2-5)的首端C与第二B相绕组(2-4)的尾端U相接，端点为C；

所述的可调节相位的变压器还包括布置在第一A相绕组(2-1)和第二B相绕组(2-4)之间、第一B相绕组(2-3)和第二C相绕组(2-6)之间和第一C相绕组(2-5)和第二A相绕组(2-2)之间的三相分接开关(4)。

2.如权利要求1所述的可调节相位的变压器，其特征在于，所述的三相分接开关(4)包括布置在第一A相绕组(2-1)和第二B相绕组(2-4)之间的第一三相分接开关(4-1)、布置在第一B相绕组(2-3)和第二C相绕组(2-6)之间的第二三相分接开关(4-2)和置在第一C相绕组(2-5)和第二A相绕组(2-2)之间的第三三相分接开关(4-3)。

3.如权利要求2所述的可调节相位的变压器，其特征在于，所述的第一A相绕组(2-1)、第二A相绕组(2-2)、第一B相绕组(2-3)、第二B相绕组(2-4)、第一C相绕组(2-5)和第二C相绕组(2-6)上均连接有多个抽头(3)。

4.如权利要求3所述的可调节相位的变压器，其特征在于，所述的第一三相分接开关(4-1)、第二三相分接开关(4-2)和第三三相分接开关(4-3)均包含两组静触头，所述的静触头和抽头(3)一一对应并连接；

所述的第一三相分接开关(4-1)、第二三相分接开关(4-2)和第三三相分接开关(4-3)中均包含一组动触头(4-4)，动触头(4-4)分别连通第一三相分接开关(4-1)、第二三相分接开关(4-2)和第三三相分接开关(4-3)内的两组静触头，所有动触头(4-4)同步动作。

5.如权利要求4所述的可调节相位的变压器，其特征在于，所述的首端A，首端B和首端C引出作为变压器一侧的线路端子，分别为线路端子A、线路端子B和线路端子C；

第二A相绕组(2-2)的首端引出作为变压器线路端子c，第二B相绕组(2-4)的首端引出作为变压器线路端子a，第二C相绕组(2-6)的首端引出作为变压器线路端子b。

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