CN220691853U - 一种集成式交直流混合配电变压器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种集成式交直流混合配电变压器，包括变压器本体和变换器装置，所述变压器本体包括一次绕组、二次绕组、辅助绕组和铁芯，辅助绕组位于二次绕组的下方且二次绕组和辅助绕组均缠绕在铁芯上，二次绕组和辅助绕组之间有间距，二次绕组和辅助绕组位于一次绕组的内部，所述变压器本体为三相心式变压器结构。本发明中的辅助绕组与二次绕组并联，与一次绕组不直接相连，不改变传统变压器的输入输出隔离；本发明中的光伏系统和储能系统通过变换器装置连接辅助绕组，对于一次绕组的电压暂降，辅助绕组对变压器铁芯磁通进行补偿，实现二次绕组电压的稳定输出。
Description
技术领域
本实用新型涉及配电变压器技术领域，尤其是一种集成式交直流混合配电变压器。
背景技术
由于能源转型的发展，电网的结构、功能和运行正在发生变化，使用可再生能源的分散式能源发电系统取代传统发电厂正在显著改变着对配电网和输电网的要求。而负载对电压的需求不同，调节电网电压的最常见方法是使用分接开关，对于传统变压器传动比的可变调节，使用机械分接开关在可变绕组的不同抽头之间进行切换。由于这种电压调节的机械解决方案，只能实现离散电压电平，并且控制动态明显受到限制，补偿和改善输电网和配电网电压质量的其他方法是各种柔流输电系统、固态和混合变压器。
此外，由于传统发电厂的进一步减少，对附加系统服务的需求正在增加，例如提供合成惯性、初级控制功率、合成励磁时间常数和无功功率，由于变压器是不同电网和电压等级之间的接口，分布在整个电力系统中，因此它们为实现电网的扩展可控性提供了理想的位置。然而，传统的配电变压器依靠一次绕组和二次绕组利用固定变比降低至所需电压等级，具有高可靠性、成本低等优点，但面对光伏等新能源的大量接入，传统的配电变压器功能单一，无法应对输入侧电压发生变化时输出电压的稳定输出，传统的配电变压器通常需要额外安装动态电压调节器等电能质量治理装置，使成本大大增加。
实用新型内容
为解决传统的配电变压器在电网电压发生变化时无法稳定输出电压的问题，本实用新型的目的在于提供一种在传统变压器的电气隔离的基础上，实现变压器的稳定电压输出的集成式交直流混合配电变压器。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种集成式交直流混合配电变压器，包括变压器本体和变换器装置，所述变压器本体包括一次绕组、二次绕组、辅助绕组和铁芯，辅助绕组位于二次绕组的下方且二次绕组和辅助绕组均缠绕在铁芯上，二次绕组和辅助绕组之间有间距，二次绕组和辅助绕组位于一次绕组的内部，所述变压器本体为三相心式变压器结构。
所述一次绕组为输入端，连接电网；所述二次绕组为输出端，与负载相连；所述一次绕组和二次绕组实现电气隔离。
所述辅助绕组与变换器装置相连，所述变换器装置包括DC-AC逆变器装置和DC-DC直流变换器装置，所述DC-DC直流变换器装置的输入端与光伏系统相连，DC-DC直流变换器装置的输出端分别与DC-AC逆变器装置的输入端、储能系统相连。
由上述技术方案可知，本实用新型的有益效果为：第一，本发明中的辅助绕组与二次绕组并联，与一次绕组不直接相连，不改变传统变压器的输入输出隔离；第二，本发明中的光伏系统和储能系统通过变换器装置连接辅助绕组，对于一次绕组的电压暂降，辅助绕组对变压器铁芯磁通进行补偿，实现二次绕组电压的稳定输出。
附图说明
图1为本实用新型中变压器主体的结构示意图；
图2为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，一种集成式交直流混合配电变压器，包括变压器本体1和变换器装置8，所述变压器本体1包括一次绕组2、二次绕组3、辅助绕组4和铁芯5，辅助绕组4位于二次绕组3的下方且二次绕组3和辅助绕组4均缠绕在铁芯5上，二次绕组3和辅助绕组4之间有间距，二次绕组3和辅助绕组4位于一次绕组2的内部，所述变压器本体1为三相心式变压器结构。所述一次绕组2为输入端，连接电网6；所述二次绕组3为输出端，与负载7相连；所述一次绕组2和二次绕组3实现电气隔离。在图1中，实际存在3个相同结构的一次绕组2，为了便于观察内部结构，将最左侧的一次绕组2删除。
如图2所示，所述辅助绕组4与变换器装置8相连，所述变换器装置8包括DC-AC逆变器装置9和DC-DC直流变换器装置10，所述DC-DC直流变换器装置10的输入端与光伏系统11相连，DC-DC直流变换器装置10的输出端分别与DC-AC逆变器装置9的输入端、储能系统12相连。
变压器本体1为三相心式铁芯，其磁通为一次绕组2、二次绕组3和辅助绕组4所产生的磁通之和，当电网电压发生暂降时，影响一次绕组2产生的磁通，进而影响铁芯5中的合成磁通，使二次绕组3的输出电压发生变化，为了使负载7两侧的电压保持稳定，需要通过调整辅助绕组4两端电压，使铁芯5内主磁通不发生变化，从而使二次绕组3的输出电压保持恒定。
电网电压发生暂降时，一次绕组2产生的磁通减少，光伏系统11或储能装置12连接DC-AC逆变器装置9，改变辅助绕组4两端电压，使铁芯5内磁通不变，负载7的电压保持稳定，同时实现负载侧与电网的隔离。
综上所述，本实用新型与传统三相心式变压器相比，增加了辅助绕组4，通过改变DC-AC逆变器装置9的输入电压，改变辅助绕组4在混合配电变压器内的磁通，补偿一次绕组2电压暂降，实现二次绕组3电压的稳定输出，同时实现负载侧与电网的隔离。
Claims (3)
1.一种集成式交直流混合配电变压器，其特征在于：包括变压器本体(1)和变换器装置(8)，所述变压器本体(1)包括一次绕组(2)、二次绕组(3)、辅助绕组(4)和铁芯(5)，辅助绕组(4)位于二次绕组(3)的下方且二次绕组(3)和辅助绕组(4)均缠绕在铁芯(5)上，二次绕组(3)和辅助绕组(4)之间有间距，二次绕组(3)和辅助绕组(4)位于一次绕组(2)的内部，所述变压器本体(1)为三相心式变压器结构。
2.根据权利要求1所述的集成式交直流混合配电变压器，其特征在于：所述一次绕组(2)为输入端，连接电网(6)；所述二次绕组(3)为输出端，与负载(7)相连；所述一次绕组(2)和二次绕组(3)实现电气隔离。
3.根据权利要求1所述的集成式交直流混合配电变压器，其特征在于：所述辅助绕组(4)与变换器装置(8)相连，所述变换器装置(8)包括DC-AC逆变器装置(9)和DC-DC直流变换器装置(10)，所述DC-DC直流变换器装置(10)的输入端与光伏系统(11)相连，DC-DC直流变换器装置(10)的输出端分别与DC-AC逆变器装置(9)的输入端、储能系统(12)相连。
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