專利名稱：三相變四相阻抗匹配變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變壓器，特別涉及一種三相變四相阻抗匹配變壓器。
背景技術(shù)：
我國首創(chuàng)了三相變兩相阻抗匹配平衡變壓器，并已成功應(yīng)用于電氣化鐵路 牽引變電所，在此基礎(chǔ)上提出了四相輸電理論。四相輸電在不改變現(xiàn)有發(fā)電與 用電結(jié)構(gòu)的情況下，能夠顯著降低輸電導(dǎo)線表面的電位梯度，使相間絕緣的要 求降低，從而可減小導(dǎo)線的相間距離，線路結(jié)構(gòu)變得緊湊，提高線路輸送功率密 度，節(jié)省線路走廊，降低輸送單位容量的投資成本，其運行的可聞噪聲、無線 電噪聲、地面電磁場等環(huán)境指標均優(yōu)于三相線路，同時可采用兩相鄰相運行， 提高系統(tǒng)運行可靠性與暫態(tài)穩(wěn)定性，是一種具有廣闊前途的新型輸電方式。四 相輸電系統(tǒng)得以成功應(yīng)用于實際工程的關(guān)鍵是三相變四相及其逆變換的電力
變壓器的設(shè)計，其中較有影響的有YN/^平衡變壓器和三相變四相電力變壓器。 由于三相變四相輸電與三相變兩相輸電一樣是一種不對稱變換，只有各繞組之 間滿足一定的阻抗匹配關(guān)系，才能保證變壓器在負載廣泛變化時三相側(cè)的零序 電流為零，實現(xiàn)輸變電的平衡轉(zhuǎn)換。已有的三相變四相變壓器都是通過外部繞 組的曲折連接來實現(xiàn)相位的轉(zhuǎn)換，繞組結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以做到繞組間的阻抗匹配， 也就無法保證在負載變化時實現(xiàn)三相與四相輸變電的平衡對稱轉(zhuǎn)換，離工程實 際應(yīng)用尚有一定距離。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有三相變四相變壓器存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單的三相變四相阻抗匹配平衡變壓器，本發(fā)明能實現(xiàn)在負載廣泛變化情況 下三相與四相交流電的平衡轉(zhuǎn)換。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是變壓器的原邊采用星形連 接，其A、 B、 C三相繞組匝數(shù)均為1V 二次側(cè)采用三角形連接，各繞組匝數(shù)
為W。6 = Wfc = Wca = W'6' = ,V = = W2 ，支臂繞組匝數(shù)為
W必=~ = 1)W2，"旦；繞組等值阻抗?jié)M足以下
關(guān)系z。6 = z。,y = +i)z。c ， z力o = z￡。 = zco 。
上述的三相變四相阻抗匹配平衡變壓器中，所述變壓器采用三相三柱式通
用鐵心，其中&、 /g繞組與原邊B繞組繞在中間鐵心柱上，"c("V)與原邊 A繞組以及6c(6'c')與原邊c繞組分別繞在兩旁鐵心柱上。
本發(fā)明的技術(shù)效果在于本發(fā)明按照繞組內(nèi)部阻抗匹配關(guān)系構(gòu)建的三相變
四相阻抗匹配平衡變壓器能保證在四相側(cè)負載平衡對稱情況下實現(xiàn)三相側(cè)與 四相側(cè)電壓、電流的平衡對稱轉(zhuǎn)換，三相側(cè)無電壓、電流的零序分量與負序分
量；能保證在四相側(cè)負載廣泛變化情況下實現(xiàn)三相側(cè)與四相側(cè)電流、電壓的平 衡轉(zhuǎn)換，三相側(cè)無電壓、電流的零序分量；能實現(xiàn)兩相鄰相獨立運行，并能保 證在兩相鄰相運行時三相側(cè)無零序分量產(chǎn)生。
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
圖l是本發(fā)明的原理圖。
圖2是本發(fā)明的繞線布置圖。
具體實施例方式
參見圖1，本發(fā)明中變壓器的原邊繞組匝數(shù)A、 B、 C均為w,， 二次側(cè)三角形各繞組匝數(shù)為W"6二^^"^^Wc7/二^V =W2 ，支臂繞組匝數(shù)為
2
w，
;繞組等值阻抗?jié)M足以下關(guān)系
Z。6 =ZW =(^ + 1)Z"c， ZM = Zso
CO
當各繞組匝數(shù)及阻抗關(guān)系滿足
以上要求時，三相側(cè)與四相側(cè)電流、電壓的變換關(guān)系如式(1)、 (2)所示，能 實現(xiàn)三相與四相的平衡對稱轉(zhuǎn)換。
2拉
-2 _22 2
一 "
厶
一 2o —"二
10-(VI-1)2
- 2+ (v^-1)0
01_ 2
參見圖2，本發(fā)明中的變壓器采用三相三柱式通用鐵心，其中&、 /g繞組 與原邊B繞組繞在中間鐵心柱上，MOV)與原邊A繞組以及6c(6'c〕與原邊C繞
組分別繞在兩旁鐵心柱上。
權(quán)利要求
1、一種三相變四相阻抗匹配平衡變壓器，其特征在于變壓器的原邊采用星形連接，其A、B、C三相繞組匝數(shù)均為w1，二次側(cè)采用三角形連接，各繞組匝數(shù)為wab＝wbc＝wca＝wc′b′＝wb′c′＝wa′b′＝w2，支臂繞組匝數(shù)為<maths id="math0001" num="0001" ><math><![CDATA[ <mrow><msub> <mi>w</mi> <mi>da</mi></msub><mo>=</mo><msub> <mi>w</mi> <mi>be</mi></msub><mo>=</mo><msub> <mi>w</mi> <mi>fd</mi></msub><mo>=</mo><msub> <mi>w</mi> <mi>gb</mi></msub><mo>=</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mn>2</mn></mfrac><mrow> <mo>(</mo> <msqrt><mn>3</mn> </msqrt> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow><msub> <mi>w</mi> <mn>2</mn></msub><mo>,</mo> </mrow>]]></math> id="icf0001" file="A2009100425730002C1.tif" wi="92" he="11" top= "60" left = "21" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths><maths id="math0002" num="0002" ><math><![CDATA[ <mrow><mi>k</mi><mo>=</mo><mfrac> <msub><mi>w</mi><mn>1</mn> </msub> <msub><mi>w</mi><mn>2</mn> </msub></mfrac><mo>;</mo> </mrow>]]></math> id="icf0002" file="A2009100425730002C2.tif" wi="15" he="10" top= "62" left = "117" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>繞組等值阻抗?jié)M足以下關(guān)系<maths id="math0003" num="0003" ><math><![CDATA[ <mrow><msub> <mi>Z</mi> <mi>ab</mi></msub><mo>=</mo><msub> <mi>Z</mi> <mrow><msup> <mi>a</mi> <mo>′</mo></msup><msup> <mi>b</mi> <mo>′</mo></msup> </mrow></msub><mo>=</mo><mrow> <mo>(</mo> <msqrt><mn>3</mn> </msqrt> <mo>+</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow><msub> <mi>Z</mi> <mi>ac</mi></msub><mo>,</mo> </mrow>]]></math> id="icf0003" file="A2009100425730002C3.tif" wi="42" he="6" top= "76" left = "35" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>ZA0＝ZB0＝ZC0。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相變四相阻抗匹配平衡變壓器，其特征在于變壓器采用三相三柱式通用鐵心，其中de、 /g繞組與原邊B繞組繞在中間鐵心柱上，"c("V)與原邊A繞組以及6c(Z/c')與原邊c繞組分別繞在兩旁鐵心柱上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種能夠?qū)崿F(xiàn)三相與四相交流電流平衡對稱轉(zhuǎn)換的三相變四相阻抗匹配平衡變壓器。變壓器的原邊繞組匝數(shù)A、B、C均為w<sub>1</sub>，二次側(cè)三角形各繞組匝數(shù)為w<sub>ab</sub>＝w<sub>bc</sub>＝w<sub>ca</sub>＝w<sub>c′b′</sub>＝w<sub>b′c′</sub>＝w<sub>a′b′</sub>＝w<sub>2</sub>，支臂繞組匝數(shù)為w<sub>da</sub>＝w<sub>be</sub>＝w<sub>fd</sub>＝w<sub>gb</sub>＝1/2(√3-1)w<sub>2</sub>，k＝w<sub>1</sub>/w<sub>2</sub>；繞組等值阻抗?jié)M足以下關(guān)系Z<sub>ab</sub>＝Z<sub>a′b′</sub>＝(√3+1)Z<sub>ac</sub>，Z<sub>A0</sub>＝Z<sub>B0</sub>＝Z<sub>C0</sub>。本發(fā)明能實現(xiàn)在負載廣泛變化情況下三相與四相交流電的平衡轉(zhuǎn)換。
文檔編號H01F27/28GK101552118SQ20091004257
公開日2009年10月7日 申請日期2009年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月21日
發(fā)明者劉福生, 羅隆福, 賀達江 申請人:湖南大學(xué)