[发明专利]低压三相负荷自动平衡变压器

说明书

技术领域

本发明涉及变压器领域，具体的说是一种低压三相负荷自动平衡变压器。

背景技术

工业配电网中的整流设备、电弧炉及电气化铁道等非线性、不对称负载导致了系统中电机和变压器发热、振动加剧，引起继电保护误动作，还使得线路损耗大幅增加，严重超出供电系统线损考核指标，造成电能的巨大浪费。

目前对无功、三相不平衡等问题主要采取负荷规划、平衡化补偿装置等方式进行治理，增加了额外的硬件开销。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种低压三相负荷自动平衡变压器。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种低压三相负荷自动平衡变压器，包括三个铁芯A、B、C和一次侧绕组及二次侧绕组，所述一次侧绕组包括绕制在铁芯A上的绕组AN、绕制在铁芯B上的绕组BN和绕制在铁芯C上的绕组CN；所述二次侧绕组包括绕制在铁芯A上的A相绕组a0、f0及be，绕制在铁芯B上的B相绕组b0、d0及cf，绕制在铁芯C上的C相绕组c0、e0及ad；所述绕组ad、d0通过导线串联连接，并与绕组a0并联连接；所述绕组be、e0通过导线串联连接，并与绕组b0并联连接；所述绕组cf、f0通过导线串联连接，并与绕组c0并联连接。

所述三相绕组AN、BN、CN为星形接线结构。

所述三相绕组AN、BN、CN的中性点N接地。

所述铁芯A、B、C为硅钢片叠装而成的芯柱。

所述二次侧绕组a0、f0、be、b0、d0、cf、c0、e0及ad的匝数相等。

所述二次侧绕组与一次侧绕组绕向相同。

本发明具有以下优点及有益效果：

1. 基于曲折型变压器进行改进创新，能有效抑制电压零点漂移、降低不平衡线损，在配电网二次侧负载不对称的条件下能改善一次侧的电流分布，使得三相电流趋于平衡，从而减少了变压器及输电线路的损耗，提高变压器的容量利用率。

2．一次侧中性点可接地、接线较为简单、阻抗关系易于实现，对使用环境要求较低，技术成熟，制造成本低。

附图说明

图1为本发明外部结构的主视图；

图2为本发明内部结构的俯视图；

图3为本发明的一次侧绕组接线图；

图4为本发明的二次侧绕组接线图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1、图2所示，本发明包括：

a）线圈6，包含一次侧绕组和二次侧绕组。一次侧绕组由三相绕组AN、BN、CN组成，采用星形接线，其中性点N可以接地。二次侧绕组包括A相绕组a0、f0及be；B相绕组b0、d0及cf；C相绕组c0、e0及ad。所述绕组ad、d0通过导线串联连接，并与绕组a0并联连接；所述绕组be、e0通过导线串联连接，并与绕组b0并联连接；所述绕组cf、f0通过导线串联连接，并与绕组c0并联连接，如图4所示。三相绕组AN、BN、CN为星形接线结构，如图3所示，中性点N接地。二次侧绕组a0、f0、be、b0、d0、cf、c0、e0及ad的匝数相等。二次侧绕组与一次侧绕组的绕向相同。二次侧绕组d0及ad 、e0及be、f0及cf采用曲折形反相位连接。

b）铁芯5，三个铁芯A、B、C由优质硅钢片叠装而成。

c）夹件4、垫脚1，由型材制作而成。

铁芯5作为产品的骨架，线圈6套在铁芯5芯柱上，靠拉螺杆2、旁螺杆3、夹件4、垫脚1夹紧固定。

负载平衡变压器处于对称运行状态时，二次侧a相负载电流是由A相铁芯上的主绕组a0以及B、C相芯柱上的曲折接线附加绕组d0、ad按比例关系共同提供。

若处于不对称运行状态（假定二次侧a相电流幅值较其余两相更大），该重载相负荷会引起二次侧主绕组a0及附加绕组d0、ad的电流按比例共同增加。接线方案中为二次侧a相提供电流的附加绕组d0、ad分别反向位布置于B、C芯柱并串联连接，由于变压器内部的电磁感应，二次侧a相负载电流的变化必定会引起A、B、C芯柱主磁通同时发生变化，最终反应到一次侧三相电流上来。

负荷平衡变压器二次侧各绕组匝数相等，因此二次侧绕组的零序磁势可相互抵消，零序主磁通为零，在一次侧绕组感应的电流中也将无零序分量，从而极大减少了零序附加铁损；且因器零序励磁阻抗接近于零，故能很好地抑制不对称运行时的零点漂移现象，保证单相负荷时二次侧相电压的对称。

该变压器通过一次侧绕组的星形接线方式和二次侧绕组的曲折形改进接线方式，制作一种新型的曲折接线负荷平衡变压器，与负荷不平衡电网并联使用，能有效抑制目前电网三相用电不平衡引起的零点偏移造成的输电线路的损耗增加。