[發明專利]防雷擊防干擾容性變壓器

無效

• 申請號: 01110400.7
• 申請日: 2001-04-11
• 公開（公告）號: CN1379420A
• 公開（公告）日: 2002-11-13
• 發明（設計）人: 尢大千
• 申請（專利權）人: 尢大千
• 主分類號: H01F27/28
• 分類號: H01F27/28;H01F27/34;H01F30/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于一種配電用、整流用和電子設備電源用的變壓器，特別涉及一種防雷擊防干擾容性變壓器。

目前，三相變壓器繞組的接法無外乎Y(包括Y0)接，△接和Z(包括Z0)接三種方式。對于高壓電網中向用戶供電的三相雙卷配電變壓器，當二次低壓電網采用三相四線制(TN-S或TN-C-S)系統配電時，常用的接線方式有Y/Y0和△/Y0二種。這兩種接線方式的變壓器防雷性能都較差。尤其是Y/Y0接線方式。當雷電進行波(包括直擊雷和感應雷)沿著低壓線路通過Y0接變壓器繞組而入地時，由于其頻率和峰值均很高，通常在三相電路中又是同相位的，會在高壓繞組中感應出極高的過電壓，危及高壓電氣設備，并容易引起Y接繞組中性點擊穿。后來又采用了一種Z形或Zo形接線的繞組。即把同一電壓側或不同電壓側的每個繞組分成二個獨立繞制的線圈。當同相位的雷電進行波沿著低壓線路通過Zo接線的變壓器二次繞組入地時，每個鐵芯柱上兩個線圈中通過的電流是反向的，因此由該電流產生的鐵芯柱中的合成磁通為零，就不會在一次繞組中感應出高電壓，從而消除了雷害。同理，零序的高次諧波電流通過Zo接線繞組時，也不會在一次Y接線繞組中感應出零序電勢或在△接線繞組中產生環流。如果將二次繞組接成Yo，一次繞組接成Z形，也能達到同樣的防雷目的，但卻不能減少變壓器中的零序附加鐵損。所以通常還是采用△/Zo接線方式。對于二次為中性點不接地系統(IT)的配電變壓器，以及其他各種用途的三相隔離變壓器，整流變壓器和電子設備的電源變壓器等，其繞組的接線方式則基本上都是采用△接或Y(Yo)接的不同組合方式。至于單相變壓器，除了鐵芯形式有“□”字形和殼式之分，繞組采用線繞、箔繞之分外，更沒有什么特殊的結構形式，也談不上什么防干擾、防雷擊特殊措施。

上述各種不同用途、不同繞組接法的變壓器，都存在著一些不可克服的缺點：

其一，當三相變壓器一次輸入或二次輸出為對稱負荷，各相基波電流數值相同，且相位差為120°時，各相三次諧波及其三倍頻率的諧波電流(包括三、六、九……各次)才成為同相位的數值相等的電流，才能稱之為零序諧波電流。如果各相基波電流數值不等，或其相位差不是120°時(例如二相間用電設備產生的諧波電流)則各相的三次及其三倍頻率的諧波電流就不會是同相位、數值相等的了，就不能稱之為零序諧波電流(同理，對諧波電勢、電壓也一樣)。對于這種非對稱的三次及其三倍頻率的諧波電流，仍然可以分成正序、負序、零序三種分量。無論變壓器采用上述任何一種組合接線方式，只能對零序的高次諧波電流或電勢起到一定的抑制作用。而對于正序或負序(包括三、五、七各次)的各種高次諧波則起不到抑制作用(不考慮變壓器阻抗的抑制作用)。

其二，現有各種變壓器，每相每側繞組無論是線繞還是箔繞，是由一個線圈還是二個線圈組成，其每個線圈都是獨立繞制，變壓器均呈感性。其感性無功損耗遠大于有功損耗。而電網中絕大多數負載亦均為感性負載。因而變壓器的接入只能增加整個電力系統的無功消耗，降低電網的功率因數，增加由此而引起的有功損耗。箔式繞組，雖然每匝線圈之間存在匝間電容，由于匝間電壓很低，所以其電容容量是很小的，通常忽略不計。所以電力部門均要求用電單位增加無功功率補償裝置，以改善其功率因數，由此而增加的電網投資是十分可觀的。

也曾有人提出過，配電變壓器的低壓繞組采用箔式線圈，將線圈的金屬箔同另一附加的金屬箔之間加上絕緣層后進行并繞，形成一組很大的電容，通過改變兩個并繞箔式線圈的抽頭連接，來變換兩層銅箔之間的電壓，從而實現電容容量的調節。

這種做法盡管可以使變壓器由感性變成容性，然而卻存在明顯的不合理性：即將大大增加繞組和鐵芯的尺寸、用料和成本，并使變壓器的各項參數、性能變壞，損耗加大，又降低了變壓器的可靠性。

本發明的目的是提供一種不需要附加的元件并具有較大的并聯電容容量，并能較好地雙向抑制雷電進行波和高次諧波，較好地提高了電網中電氣設備、電子設備的防雷性能和電磁兼容性能的防雷擊防干擾容性變壓器，以克服現有技術之不足。

本發明的目的是這樣實現的：