TW202211266A - 可產生特殊相角位的三相變壓裝置 - Google Patents

Abstract

本發明公開一種可產生特殊相角位的三相變壓裝置，其包括一鐵心、三個高壓線圈、三個低壓線圈組以及一接線模組。鐵心包括三個彼此分離的腳部，三個高壓線圈分別設置於鐵心的三個腳部，三個低壓線圈組也分別設置於鐵心的三個腳部，且分別與三個高壓線圈對應並耦合，接線模組與三個低壓線圈組相連接，用以將三個低壓線圈組接成Y接線或Z接線。使用時，只需要一台本發明的變壓裝置，就能達到傳統兩台變壓裝置的功能。

Description

可產生特殊相角位的三相變壓裝置

本發明涉及一種變壓裝置，特別是涉及一種可產生特殊相角位的三相變壓裝置。

變壓器(Transformer)是電力系統中輸配電力的主要設備，其主要構件有鐵心、一次繞組(primary winding，也稱為高壓線圈)和二次繞組(secondary winding，也稱為低壓線圈)，可利用電磁感應原理來改變交流電壓。當需要遠距離傳輸電力時，可透過變壓器將發電站送出的電壓升高，以減少輸電過程中的損耗；而在需要用電的地方，可透過變壓器將高壓降低，以供用電設備和用戶使用。

三相變壓器是電力系統中應用比較多的一種變壓器，其實際上是由三個相同容量的單相變壓器組合而成，初級繞組為三相，次級繞組也為三相。雖然三相變壓器內部繞組的連接方式變化較多，例如一次繞組和二次繞組可分別採用星形(Y)、三角形(△)或千鳥(Zig-Zag，Z)接法連接，但不論採用何者都不能再做變換，亦即初級繞組和次級繞組的連接方式都是固定不變的。如此一來，為了滿足某些配電需求，會需要多台三相變壓器進行協同工作，至少存在供電成本高、設備佔用空間大等問題。

本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種可產生特殊相角位的三相變壓裝置，既能滿足實際使用需要，又能帶來良好的經濟效益。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是提供一種可產生特殊相角位的三相變壓裝置，其包括一鐵心、三個高壓線圈、三個低壓線圈組以及一接線模組。所述鐵心包括三個彼此分離的腳部，三個所述高壓線圈分別設置於三個所述腳部，三個所述低壓線圈組分別設置於三個所述腳部，且分別與三個所述高壓線圈對應並耦合，所述接線模組與三個所述低壓線圈組相連接，用以使三個所述低壓線圈組接成Y接線或Z(Zig-Zag)接線。其中，三個所述低壓線圈組各包括一第一線圈、一第二線圈以及一第三線圈。

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的三相變壓裝置，其能通過“三個所述低壓線圈組各包括一第一線圈、一第二線圈以及一第三線圈”以及“所述接線模組與三個所述低壓線圈組相連接，用以使三個所述低壓線圈組接成Y接線或Z接線”的技術特徵，以實現Y接線方式與Z接線方式的快速切換並簡化接線工序，達到傳統兩台變壓裝置的功能，從而減少成本和佔用空間(佔地面積)。

更進一步來說，相較於傳統的變壓裝置，本發明的三相變壓裝置的輸出電壓相位可以有更多的變化，以滿足特殊供電需求。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“可產生特殊相角位的三相變壓裝置”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不背離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者三個的組合。

參閱圖1所示，本發明實施例提供一種可產生特殊相角位的三相變壓裝置Z，其包括一外殼C及一設置於外殼C內的變壓器主體M，其中變壓器主體M主要包括一鐵心1、三個高壓線圈2、三個低壓線圈組3及一接線模組4。鐵心1包括三個彼此分離的腳部11，三個高壓線圈2分別設置於鐵心1的三個腳部11，三個低壓線圈組3也分別設置於鐵心1的三個腳部11，且分別與三個高壓線圈2對應並耦合，接線模組4與三個低壓線圈組3相連接；換句話說，在鐵心1的每一個腳部11上繞設有一個高壓線圈2與一個低壓線圈組3。實際應用時，可利用三個夾件5(如上、下夾件)將鐵心1、三個高壓線圈2與三個低壓線圈組3夾緊固定。

值得注意的是，本發明的三相變壓裝置Z於使用時，三個高壓線圈2可採用特定的接線方式連接，而三個低壓線圈組3可透過接線模組4在兩種不同的接線方式之間做切換。藉此，只需要一台本發明的三相變壓裝置Z就能達到傳統兩台變壓裝置的功能，其能直接帶來減少成本和佔用空間(佔地面積)等有益效果。

配合參閱圖2至圖4所示，在本實施例中，三相變壓裝置Z為三相變壓器，其中鐵心1的腳部11的數量有三個且以一定間隔並排設置，高壓線圈2和低壓線圈組3的數量均為三個；三個低壓線圈組3分別繞置於三個腳部11上，三個高壓線圈2分別繞置於三個低壓線圈組3外側，且每一高壓線圈2與相對應的低壓線圈組3之間彼此電絕緣。又，三個高壓線圈2是採用△(三角形)接線方式，三個低壓線圈組3與不同的負載耦合，且接線模組4可使三個低壓線圈組3切換成採用Y(星形)接線方式或Z(Zig-Zag，千鳥)接線方式連接，但本發明並不限制於此。舉例來說，三個高壓線圈2根據實際需要也可採用Y接線方式連接。

進一步而言，三個低壓線圈組3分別為一第一低壓線圈組3a、一第二低壓線圈組3b及一第三低壓線圈組3c，其各包括一第一線圈31a、31b、31c、一第二線圈32a、32b、32c及一第三線圈33a、33b、33c，如圖2及圖4所示；第一線圈31a、31b、31c、第二線圈32a、32b、32c與第三線圈33a、33b、33c具有不同的匝數，以允許在第一線圈31a、31b、31c上施加1.176伏特的電壓，在第二線圈32a、32b、32c上施加3.192伏特的電壓，以及在第三線圈33a、33b、33c上施加4.368伏特的電壓。另外，接線模組4具有一第一使用狀態以及一第二使用狀態，當接線模組4處於第一使用狀態時，第一低壓線圈組3a、第二低壓線圈組3b與第三低壓線圈組3c接成Y接線，如圖2所示；當接線模組4處於第二使用狀態時，第一低壓線圈組3a、第二低壓線圈組3b與第三低壓線圈組3c接成Z接線，如圖4所示。藉此，實現了Y接線方式與Z接線方式的快速切換，並簡化了接線工序。

另外值得注意的是，本發明的三相變壓裝置Z可進一步包括三個調壓模組6，其分別耦接於三個低壓線圈組3，以進行固定幅度(如±10%)之電壓調整，從而提高使用可靠性和穩定性。在本實施例中，調壓模組6的數量為三個，且分別耦接於第一、第二和第三低壓線圈組3a、3b、3c的第三線圈33a、33b、33c；調壓模組6可為一有載分接頭切換器(On-Load Tap Changer，OLTC)，其可通過改變調壓線圈的分接匝數來使低壓側電壓發生變化，但不限制於此。

複參閱圖2及圖3所示，為了要接成Y接線，第一低壓線圈組3a的第二線圈32a的尾端耦接於中性點X0，首端耦接於第一低壓線圈組3a的第三線圈33a的尾端，且第一低壓線圈組3a的第三線圈33a的首端耦接於其中一個調壓模組6，以輸出一第一相電壓X1；又，第二低壓線圈組3b的第二線圈32b的尾端耦接於中性點X0，首端耦接於第二低壓線圈組3b的第三線圈33b的尾端，且第二低壓線圈組3b的第三線圈33b的首端耦接於另外一個調壓模組6，以輸出一第二相電壓X2；此外，第三低壓線圈組3c的第二線圈32c的尾端耦接於中性點X0，首端耦接於第三低壓線圈組3c的第三線圈33c的尾端，且第三低壓線圈組3c的第三線圈33c的首端耦接於剩餘的調壓模組6，以輸出一第三相電壓X3。

複參閱圖4及圖5所示，為了要接成Z接線，第一低壓線圈組3a的第二線圈32a的首端耦接於一中性點X0，尾端耦接於第一低壓線圈組3a的第一線圈31a的首端，第一低壓線圈組3a的第一線圈31a的尾端耦接於第二低壓線圈組3b的第三線圈33b的尾端，且第二低壓線圈組3b的第三線圈33b的首端耦接於其中一個調壓模組6，以輸出一第二相電壓X2；又，第二低壓線圈組3b的第二線圈32b的首端耦接於中性點X0，尾端耦接於第二低壓線圈組3b的第一線圈31b的首端，第二低壓線圈組3b的第一線圈31b的尾端耦接於第三低壓線圈組3c的第三線圈33c的尾端，且第三低壓線圈組3c的第三線圈33c的首端耦接於另外一個調壓模組6，以輸出一第三相電壓X3；此外，第三低壓線圈組3c的第二線圈32c的首端耦接於中性點X0，尾端耦接於第三低壓線圈組3c的第一線圈31c的首端，第三低壓線圈組3c的第一線圈31c的尾端耦接於第一低壓線圈組3a的第三線圈33a的尾端，且第一低壓線圈組3a的第三線圈33a的首端耦接於剩餘的調壓模組6，以輸出一第一相電壓X1。

參閱圖6及圖7所示，以下將描述接線模組4切換低壓線圈組3的接線方式的技術細節。接線模組4包括一第一端子組41、一第二端子組42及一第三端子組43，其各包括彼此分離的一第一端子411、421、431、一第二端子412、422、432、一第三端子413、423、433、一第四端子414、424、434及一第五端子415、425、435。實際應用時，接線模組4可為一端子板，但不限於此。

進一步而言，在第一端子組41中，第一端子411耦接於第一低壓線圈組3a的第二線圈32a的首端，第二端子412耦接於中性點X0，第三端子413耦接於第一低壓線圈組3a的第二線圈32a的尾端，第四端子414耦接於第一低壓線圈組3a的第三線圈33a的首端，且第五端子415耦接於第三低壓線圈組3c的第一線圈31c的首端。在第二端子組42中，第一端子421耦接於第二低壓線圈組3b的第二線圈32b的首端，第二端子422耦接於中性點X0，第三端子423耦接於第二低壓線圈組3b的第二線圈32b的尾端，第四端子424耦接於第二低壓線圈組3b的第三線圈33b的首端，且第五端子425耦接於第一低壓線圈組3a的第一線圈31a的首端。在第三端子組43中，第一端子431耦接於第三低壓線圈組3c的第二線圈32c的首端，第二端子432耦接於中性點X0，第三端子433耦接於第三低壓線圈組3c的第二線圈32c的尾端，第四端子434耦接於第三低壓線圈組3c的第三線圈33c的首端，且第五端子435耦接於第二低壓線圈組3b的第一線圈31b的首端。

如圖6所示，當接線模組4處於第一使用狀態時，每一第一端子411、421、431通過一導電件44與同組的第二端子412、422、432電導通，且每一第三端子413、423、433通過另一導電件44與同組的第四端子414、424、434電導通，如此第一使用狀態時，第一低壓線圈組3a、第二低壓線圈組3b與第三低壓線圈組3c即接成Y接線。另外，如圖7所示，當接線模組4處於第二使用狀態時，每一第二端子412、422、432通過一導電件44與同組的第三端子413、423、433電導通，且每一第四端子414、424、434通過另一導電件44與同組的第五端子415、425、435電導通，如此於第二使用狀態時，第一低壓線圈組3a、第二低壓線圈組3b與第三低壓線圈組3c即接成Z接線。

[實施例的有益效果]

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的三相變壓裝置，其能通過“三個所述低壓線圈組各包括一第一線圈、一第二線圈以及一第三線圈，所述第一線圈上允許施加的電壓為1.176伏特，所述第二線圈上允許施加的電壓為3.192伏特，所述第三線圈上允許施加的電壓為4.368伏特”以及“所述接線模組與三個所述低壓線圈組相連接，用以使三個所述低壓線圈組接成Y接線或Z接線”的技術特徵，以實現Y接線方式與Z接線方式的快速切換並簡化接線工序，達到傳統兩台變壓裝置的功能，從而減少成本和佔用空間(佔地面積)。

更進一步來說，相較於傳統的變壓裝置，本發明的三相變壓裝置的輸出電壓相位可以有更多的變化，以滿足特殊供電需求。

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

Z:三相變壓裝置 C:外殼 M:變壓器主體 1:鐵心 11:腳部 2:高壓線圈 3:低壓線圈組 3a:第一低壓線圈組 3b:第二低壓線圈組 3c:第三低壓線圈組 31a、31b、31c:第一線圈 32a、32b、32c:第二線圈 33a、33b、33c:第三線圈 4:接線模組 41:第一端子組 42:第二端子組 43:第三端子組 411、421、431:第一端子 412、422、432:第二端子 413、423、433:第三端子 414、424、434:第四端子 415、425、435:第五端子 44:導電件 5:夾件 6:調壓模組 X0:中性點 X1:第一相電壓 X2:第二相電壓 X3:第三相電壓

圖1為本發明的可產生特殊相角位的三相變壓裝置的示意圖。

圖2為本發明的可產生特殊相角位的三相變壓裝置的三個低壓線圈組的其中一接線方式示意圖。

圖3為對應圖2所示三個低壓線圈組的接線方式的電壓接線圖。

圖4為本發明的可產生特殊相角位的三相變壓裝置的三個低壓線圈組的另外一接線方式示意圖。

圖5為對應圖4所示三個低壓線圈組的接線方式的電壓接線圖。

圖6為本發明的可產生特殊相角位的三相變壓裝置低壓側的其中一使用狀態示意圖。

圖7為本發明的可產生特殊相角位的三相變壓裝置低壓側的另外一使用狀態示意圖。

Z:三相變壓裝置

C:外殼

M:變壓器主體

1:鐵心

11:腳部

2:高壓線圈

3:低壓線圈組

4:接線模組

5:夾件

Claims (10)

1. 一種可產生特殊相角位的三相變壓裝置，包括： 一鐵心，包括三個彼此分離的腳部； 三個高壓線圈，分別設置於三個所述腳部； 三個低壓線圈組，分別設置於三個所述腳部，且分別與三個所述高壓線圈對應並耦合，其中三個所述低壓線圈組各包括一第一線圈、一第二線圈以及一第三線圈；以及 一接線模組，與三個所述低壓線圈組相連接，用以使三個所述低壓線圈組接成Y接線或Z(Zig-Zag)接線。
2. 如請求項1所述的可產生特殊相角位的三相變壓裝置，還包括三個調壓模組，且三個所述調壓模組分別耦接於三個所述低壓線圈組的所述第三線圈，以進行固定幅度之電壓調整。
3. 如請求項2所述的可產生特殊相角位的三相變壓裝置，三個所述調壓模組各為一有載分接頭切換器(On-Load Tap Changer，OLTC)。
4. 如請求項2或3所述的可產生特殊相角位的三相變壓裝置，其中，三個所述低壓線圈組分別為一第一低壓線圈組、一第二低壓線圈組以及一第三低壓線圈組，且所述接線模組具有一第一使用狀態以及一第二使用狀態；當所述接線模組處於所述第一使用狀態時，所述第一低壓線圈組、所述第二低壓線圈組與所述第三低壓線圈組接成Y接線，且當所述接線模組處於所述第二使用狀態時，所述第一低壓線圈組、所述第二低壓線圈組與所述第三低壓線圈組接成Z接線。
5. 如請求項4所述的可產生特殊相角位的三相變壓裝置，其中，當所述接線模組處於所述第一使用狀態時，所述第一低壓線圈組的所述第二線圈的尾端耦接於一中性點，首端耦接於所述第一低壓線圈組的所述第三線圈的尾端，且所述第一低壓線圈組的所述第三線圈的首端耦接於三個所述調壓模組的其中一個，以輸出一第一相電壓；所述第二低壓線圈組的所述第二線圈的尾端耦接於所述中性點，首端耦接於所述第二低壓線圈組的所述第三線圈的尾端，且所述第二低壓線圈組的所述第三線圈的首端耦接於三個所述調壓模組的另外一個，以輸出一第二相電壓；所述第三低壓線圈組的所述第二線圈的尾端耦接於所述中性點，首端耦接於所述第三低壓線圈組的所述第三線圈的尾端，且所述第三低壓線圈組的所述第三線圈的首端耦接於三個所述調壓模組的另外再一個，以輸出一第三相電壓。
6. 如請求項5所述的可產生特殊相角位的三相變壓裝置，其中，所述接線模組包括一第一端子組、一第二端子組以及一第三端子組，其各包括彼此分離的一第一端子、一第二端子、一第三端子、一第四端子以及一第五端子，每一所述第一端子與同組的所述第二端子電導通，且每一所述第三端子與同組的所述第四端子電導通；所述第一端子組的所述第一端子耦接於所述第一低壓線圈組的所述第二線圈的首端，所述第一端子組的所述第二端子耦接於所述中性點，所述第一端子組的所述第三端子耦接於所述第一低壓線圈組的所述第二線圈的尾端，所述第一端子組的所述第四端子耦接於所述第一低壓線圈組的所述第三線圈的首端，且所述第一端子組的所述第五端子耦接於所述第三低壓線圈組的所述第一線圈的首端；所述第二端子組的所述第一端子耦接於所述第二低壓線圈組的所述第二線圈的首端，所述第二端子組的所述第二端子耦接於所述中性點，所述第二端子組的所述第三端子耦接於所述第二低壓線圈組的所述第二線圈的尾端，所述第二端子組的所述第四端子耦接於所述第二低壓線圈組的所述第三線圈的首端，且所述第二端子組的所述第五端子耦接於所述第一低壓線圈組的所述第一線圈的首端；所述第三端子組的所述第一端子耦接於所述第三低壓線圈組的所述第二線圈的首端，所述第三端子組的所述第二端子耦接於所述中性點，所述第三端子組的所述第三端子耦接於所述第三低壓線圈組的所述第二線圈的尾端，所述第三端子組的所述第四端子耦接於所述第三低壓線圈組的所述第三線圈的首端，且所述第三端子組的所述第五端子耦接於所述第二低壓線圈組的所述第一線圈的首端。
7. 如請求項4所述的可產生特殊相角位的三相變壓裝置，其中，當所述接線模組處於所述第二使用狀態時，所述第一低壓線圈組的所述第二線圈的首端耦接於一中性點，尾端耦接於所述第一低壓線圈組的所述第一線圈的首端，所述第一低壓線圈組的所述第一線圈的尾端耦接於所述第二低壓線圈組的所述第三線圈的尾端，且所述第二低壓線圈組的所述第三線圈的首端耦接於三個所述調壓模組的其中一個，以輸出一第二相電壓；所述第二低壓線圈組的所述第二線圈的首端耦接於所述中性點，尾端耦接於所述第二低壓線圈組的所述第一線圈的首端，所述第二低壓線圈組的所述第一線圈的尾端耦接於所述第三低壓線圈組的所述第三線圈的尾端，且所述第三低壓線圈組的所述第三線圈的首端耦接於三個所述調壓模組的另外一個，以輸出一第三相電壓；所述第三低壓線圈組的所述第二線圈的首端耦接於所述中性點，尾端耦接於所述第三低壓線圈組的所述第一線圈的首端，所述第三低壓線圈組的所述第一線圈的尾端耦接於所述第一低壓線圈組的所述第三線圈的尾端，且所述第一低壓線圈組的所述第三線圈的首端耦接於三個所述調壓模組的另外再一個，以輸出一第一相電壓。
8. 如請求項7所述的可產生特殊相角位的三相變壓裝置，其中，所述接線模組包括一第一端子組、一第二端子組以及一第三端子組，其各包括彼此分離的一第一端子、一第二端子、一第三端子、一第四端子以及一第五端子，每一所述第二端子與同組的所述第三端子電導通，且每一所述第四端子與同組的所述第五端子電導通；所述第一端子組的所述第一端子耦接於所述第一低壓線圈組的所述第二線圈的首端，所述第一端子組的所述第二端子耦接於所述中性點，所述第一端子組的所述第三端子耦接於所述第一低壓線圈組的所述第二線圈的尾端，所述第一端子組的所述第四端子耦接於所述第一低壓線圈組的所述第三線圈的首端，且所述第一端子組的所述第五端子耦接於所述第三低壓線圈組的所述第一線圈的首端；所述第二端子組的所述第一端子耦接於所述第二低壓線圈組的所述第二線圈的首端，所述第二端子組的所述第二端子耦接於所述中性點，所述第二端子組的所述第三端子耦接於所述第二低壓線圈組的所述第二線圈的尾端，所述第二端子組的所述第四端子耦接於所述第二低壓線圈組的所述第三線圈的首端，且所述第二端子組的所述第五端子耦接於所述第一低壓線圈組的所述第一線圈的首端；所述第三端子組的所述第一端子耦接於所述第三低壓線圈組的所述第二線圈的首端，所述第三端子組的所述第二端子耦接於所述中性點，所述第三端子組的所述第三端子耦接於所述第三低壓線圈組的所述第二線圈的尾端，所述第三端子組的所述第四端子耦接於所述第三低壓線圈組的所述第三線圈的首端，且所述第三端子組的所述第五端子耦接於所述第二低壓線圈組的所述第一線圈的首端。
9. 如請求項1所述的可產生特殊相角位的三相變壓裝置，其中，所述第一線圈上允許施加的電壓為1.176伏特，所述第二線圈上允許施加的電壓為3.192伏特，所述第三線圈上允許施加的電壓為4.368伏特。
10. 如請求項1所述的可產生特殊相角位的三相變壓裝置，還包括三個夾件，且所述鐵心、三個所述高壓線圈與三個所述低壓線圈組夾緊固定在三個所述夾件之間；其中，三個所述高壓線圈分別繞置於三個所述低壓線圈組外側，且每一所述高壓線圈與相對應的所述低壓線圈組彼此電絕緣。

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