[实用新型]感应滤波整流变压器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种供电整流变压器，特别是涉及一种兼有整流、换流与补偿、滤波功能的感应滤波整流变压器。

背景技术

现代电力系统非线性负荷比重逐步增多，较突出的是整流负荷和电弧炉负荷，后者包括交流或直流炼钢，无论哪种炼钢，其电流脉动如同整流供电一样，也是间隙性导通和开断，迫使供电网的电流波形发生畸变，除工频基波外，还有多种高次谐波含量，谐波电流从变压器输出侧注入，形成谐波电流源，经供电变压器绕组向原方系统电网流窜，对通过回路及相邻设备带来多方面的不良影响。传统的治理谐波的方法是无源滤波，常用CL元件构成的滤波器，把后者接在电源母线上，利用调谐方法降低其阻抗值，使之对注入的n次谐波电流予以分流，如滤波支路的等值阻抗Z_f＝nX_L-Xc/n，则在该次谐波频率下，其感抗与串接的容抗相抵消，并联支路的零阻抗把该次谐波电流全吸引分流掉，滤波效果最好。但为避免谐振过电压和谐波放大，实际选用的X_L＝K_sXc/n²，K_S为大于1的安全系数，通常要求该系数取值不宜太小，这样便明显削弱了滤波效果。有源滤波器是以电力电子元器件组成的换流装置，将备有的直流源提供的直流按跟踪检测与自动控制方式，实时逆变为相同于畸变波形但方向相反的补偿电流。该技术在工业发达国家早有应用，但其技术实施难度大，配套设备复杂，成本费用高，至今未能得到广泛应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种既能避免无源滤波器发生谐振过电压和谐波放大，又能达到有源滤波器对畸变电流作出实时补偿与消除而无需备有谐波发生源与复杂控制设备的感应滤波整流变压器。

本实用新型所采用的技术方案是：其包括原方绕组和副方输出绕组，其特征在于，副方还设有对谐波即时清除的屏蔽绕组，所述原方绕组和副方输出绕组及屏蔽绕组在铁芯圆柱体上同心布置，输出绕组套装在铁芯圆柱体的内层，原方绕组布置在铁芯圆柱体的最外层，屏蔽绕组排列在原方绕组和输出绕组之间的中间层；所述屏蔽绕组与输出绕组串接，与容感调谐支路相连接。

所述屏蔽绕组布置在原方绕组和输出绕组之间，目的在于加强屏蔽绕组与输出绕组的磁路耦合，并加大内层输出绕组与外层原方绕组之间的距离，削弱输出绕组与原方绕组的联系，使屏蔽绕组的等值阻抗为零，以利实现感应滤波与谐波屏蔽的作用效果。

滤波的技术性能主要决定于屏蔽绕组，也与容感支路的阻抗调谐匹配相关。

本实用新型工作原理：设滤除谐波次数为n，在对应的n倍频率下，nX_L-X_C/n＝0，该零阻抗支路使屏蔽绕组形成短路，在输出绕组含有谐波电流时，其磁耦作用使屏蔽绕组感生反向电流，而该电流环路的内接绕组与外接支路的阻抗均为零，通过电流无降压，因而无需相应的电势来维持，则该两绕组的磁势相反迫使谐波磁通全抵消，故无剩余谐波磁通穿链外层的同相原方绕组，实现了对原方绕组的谐波屏蔽亦即磁耦的解耦作用，使谐波电流不能越过气隙窜到原方电网。

本实用新型是利用供电变压器绕组的安匝平衡关系实现滤波，故称为感应滤波，配合零阻抗电路的设计与应用，可把变压、换流与滤波的电磁关系全面协调起来，改善了产品性能，促进了多功能集成。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

(1)本实用新型是抓住谐波源头进行治理，在靠近整流变压器的阀侧和谐波电流入口处，利用副方引出套管连接的容感支路对谐波频率构成的低阻抗作用，疏导谐波电流就近返回负荷，而输出绕组通过谐波电流产生的谐波磁通，又随即被屏蔽绕组感生的反向磁通所抵消，阻止了谐波电流向原绕组传送。这相当于在谐波注入处设置了一座屏障，从源头对谐波进行堵截，但对基波电流可照常通过。