[发明专利]基于电场敏感磁性材料的调压变压器结构

说明书

本发明涉及一种基于电场敏感磁性材料的调压变压器结构，于变压器磁路上设置由电场敏感磁性材料制作的调压模块，在调压模块与变压器输出侧之间设置电压调制模块和模拟电路比较器。本发明将电场敏感磁性材料制作成电压调整模块，置于变压器磁路，可通过模拟电路输出电压负反馈的方式控制电场幅度来调整整个变压器磁通量，通过磁路换算配置调压范围，实现快速响应调压。这种调压机构由于利用模拟电路和电磁响应组成，调压跟踪速率在5ms以内，远远超出目前有载调压的指标，具有良好的暂态性能和更高的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种变压器，具体涉及一种基于电场敏感磁性材料的调压变压器结构。

背景技术

目前，随着可再生能源接入和高铁及地铁等大型负荷的不断增加，电压波动问题是电网面临的主要电能质量问题之一。调压器变压器是解决有功传输引起的电压越限问题的主要装置，各能源部门对其性能和可靠性的要求越来越高。

当前变压器调压一般采用两种主要方式，变换分接头有载调压和电力电子装置调压。变换分接头有载调压是通过调整变压器的电压分接头来调节电压，分接头动作调整有载调压变压器绕组的变比，以维持监测点的电压在规定范围内。电力电子装置调压通过电力电子变压器的交流-直流-交流变换，控制开断角度来进行电压调节，并能够进行分相电压调整。此外，目前也存在利用电力电子装置来切换分接头的少量装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于电场敏感磁性材料的调压变压器结构，可通过模拟电路输出电压负反馈的方式控制电场幅度来调整整个变压器磁通量，通过磁路换算配置调压范围，实现快速响应调压。

本发明所采用的技术方案为：

基于电场敏感磁性材料的调压变压器结构，其特征在于：

于变压器磁路上设置由电场敏感磁性材料制作的调压模块，在调压模块与变压器输出侧之间设置电压调制模块和模拟电路比较器。

调压模块包括电场敏感磁性材料主体、压电极板和控制电路。

电场敏感磁性材料为石墨烯铁磁体。

在变压器输出测PT测量输出侧电压，通过与参考电压比较，输出调节量产生电场E作用于调压模块，改变磁性材料的磁通ΔФ，ΔФ=kE， k为比例常数，该磁通ΔФ叠加于变压器输出侧的主磁通，通过反馈稳定Ф2，

磁通与电压控制磁性材料的换算关系为：

E＝1.029Y³-2.254Y²+0.869Y-1.327

其中E和Y代表施加的电场和磁性材料的杨氏模量，为磁场强度和施加电场强度的夹角，设计电压调制模块的换算量，调节施加在调压模块上的电压大小。

调压模块根据调制换算量电压的大小，通过控制电路调节压电极板的电场强度，完成对石墨烯铁磁体磁性参数的调整。

通过模拟电路比较器输出的电压正向和负向偏离度，对电压敏感磁性材料的磁性参数进行正向和反向调节，改变变压器磁通量。

本发明具有以下优点：

本发明将电场敏感磁性材料制作成电压调整模块，置于变压器磁路，可通过模拟电路输出电压负反馈的方式控制电场幅度来调整整个变压器磁通量，通过磁路换算配置调压范围，实现快速响应调压。这种调压机构由于利用模拟电路和电磁响应组成，调压跟踪速率在5ms以内，远远超出目前有载调压的指标，具有良好的暂态性能和更高的可靠性。