[發(fā)明專利]K-系數(shù)變壓器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210531882.5
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN102969131A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹祥雄;徐啟惠;曹仲飛
• 申請（專利權(quán)）人: 上海意蘭可電力電子設(shè)備有限公司
• 主分類號: H01F27/30
• 分類號: H01F27/30;H01F27/36;H01F27/24
• 代理公司: 上海東創(chuàng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31245
• 代理人: 余維河

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電力設(shè)備，具體來說，是涉及一種K-系數(shù)變壓器。

背景技術(shù)

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，大功率非線性負載大量出現(xiàn)。例如大型數(shù)據(jù)中心，重要的計算機房，綜合性辦公大樓等。這些負載一方面容易受到來自電源的諧波干擾，另一方面其自身也會產(chǎn)生較多的諧波信號，既有共模信號，也有差模信號。來自負載的諧波注入電網(wǎng)后，會干擾其他用電設(shè)備，甚至干擾UPS（變流器）的控制模塊。這些諧波信號同時還會對為其供電的隔離變壓器產(chǎn)生一系列危害，降低供電可靠性。如導(dǎo)致供電變壓器過熱，使用壽命大大縮短，嚴重時甚至還會使變壓器在短時間內(nèi)燒壞。

因此，要作為這類負載供電的隔離變壓器，必須同時具備下列幾個特點：1、具有較強的抗諧波能力。當負載或電源側(cè)諧波含量較高時，變壓器能夠安全運行；2、大容量的變壓器繞組采用箔式繞組（銅箔或鋁箔），降低諧波產(chǎn)生的損耗；3、初級繞組三角形聯(lián)結(jié)，次級繞組星形聯(lián)結(jié)；4、各相負載大小相差較大時，中性線不致過熱；5、對于來自負載或電源的諧波具有抑制作用，避免相互干擾；6、根據(jù)應(yīng)用要求，設(shè)置不同形式的屏蔽繞組；屏蔽繞組采用銅箔；7、具有較小的合閘涌流。

系統(tǒng)中的諧波大小通常從頻率和含量兩方面考核。為了綜合考量系統(tǒng)中諧波的含量，通常用K系數(shù)來衡量。在此背景下，開發(fā)了分別適應(yīng)不同K-系數(shù)環(huán)境的變壓器-K-系數(shù)變壓器。但是，現(xiàn)有市場上，還沒有一種K-系數(shù)變壓器能夠完全克服普通變壓器的不足，同時滿足上述要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種K-系數(shù)變壓器，克服了普通隔離變壓器的不足，可適用于運行在諧波含量較高的電路環(huán)境中，具有濾波功能，能夠有效降低變流器和負載諧波之間的諧波互相干擾。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

一種K-系數(shù)變壓器，包括：一個變壓器上鐵軛、一個變壓器下鐵軛、1-3個變壓器鐵心柱，與所述鐵心柱數(shù)量相同的次級線圈繞于對應(yīng)鐵心柱上，與所述鐵心柱數(shù)量相同的初級線圈繞于對應(yīng)次級線圈外部，所述初級線圈和次級線圈之間繞有一層或兩層屏蔽繞組，所述各屏蔽繞組的引線連接至對應(yīng)的接線端子上。

進一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，在所述次級線圈與鐵心柱之間也設(shè)有一層屏蔽繞組。

進一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，在所述初級線圈的外部也設(shè)有一層屏蔽繞組。

其中，所述屏蔽繞組的引線為耐高溫絕緣電纜；所述屏蔽繞組為銅箔或鋁箔。

當所述變壓器鐵心柱為一個時，所述變壓器鐵芯柱為EI型鐵心柱，所述K-系數(shù)變壓器為單相變壓器；當所述變壓器鐵心柱為兩個時，所述K-系數(shù)變壓器為單相變壓器；當所述變壓器鐵心柱為三個時，所述K系數(shù)變壓器為三相變壓器。

所述變壓器鐵心柱上可以設(shè)有氣隙，也可以不設(shè)氣隙。當變壓器鐵心柱上設(shè)有氣隙時，所述氣隙設(shè)在鐵心柱中間或鐵心柱與上鐵軛/下鐵軛的交接處。

其中，所述鐵心柱為非晶鐵心柱、取向硅鋼鐵心柱或無取向硅鋼鐵心柱；所述上鐵軛或下鐵軛為非晶鐵軛、取向硅鋼鐵軛或無取向硅鋼鐵軛。

本發(fā)明根據(jù)計算不同K系數(shù)條件下，變壓器鐵心和繞組中的損耗，設(shè)計溫升、合閘涌流等方面滿足要求的變壓器電磁方案和結(jié)構(gòu)方案，使之能夠在諧波含量較高的環(huán)境下安全運行，保證變壓器運行在相應(yīng)的K系數(shù)環(huán)境下，不會超過允許的溫升；變壓器空載合閘涌流不超過允許范圍，一般可做到10倍以下，變壓器空載合閘時不會引起其前級開關(guān)跳閘；通過設(shè)置在初級線圈和次級線圈之間的屏蔽繞組實現(xiàn)濾波功能，有效地抑制了電源和負載之間的相互干擾，保證電源和負載均可安全運行。

附圖說明

通過以下本發(fā)明的實施例并結(jié)合附圖的描述，示出本發(fā)明的其它優(yōu)點和特征，該實施例以實例的形式給出，但并不限于此，其中：

圖1為本發(fā)明K-系數(shù)變壓器的鐵心柱的數(shù)量為三個時的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中所示實施例的左側(cè)視圖方向的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明K-系數(shù)變壓器的鐵心柱的數(shù)量為兩個時的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3中所示實施例的左側(cè)視圖方向的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明K-系數(shù)變壓器的鐵心柱的數(shù)量為一個時的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖5中所示實施例的左側(cè)視圖方向的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明K-系數(shù)變壓器的鐵心柱的剖面結(jié)構(gòu)示意圖（屏蔽繞組的第一種設(shè)置方式）；

圖8為本發(fā)明K-系數(shù)變壓器的鐵心柱的剖面結(jié)構(gòu)示意圖（屏蔽繞組的第二種設(shè)置方式）；

圖9為本發(fā)明K-系數(shù)變壓器的鐵心柱的剖面結(jié)構(gòu)示意圖（屏蔽繞組的第三種設(shè)置方式）；