[發明專利]一種磁控孤立的多功能變壓器

有效

• 申請號: 201510010431.0
• 申請日: 2015-01-08
• 公開（公告）號: CN104485824B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 李曉明
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H02M5/10
• 分類號: H02M5/10;H02P13/00;H01F27/28
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本發明涉及電力系統送變電技術領域，特別涉及一種磁控孤立的多功能變壓器。

背景技術

電力變壓器在電力系統中的應用非常廣泛。電力變壓器可把高電壓變換為低電壓，也可把低電壓變換為高電壓。

并聯電抗器在電力系統中的應用也很廣泛。并聯電抗器可限制過電壓；電抗器與電容聯合可構成電力系統無功調節電路。在一些應用領域，并聯電抗器的電抗值是固定不變的；在一些應用領域，電抗器的電抗值應隨著電力系統運行方式的變化而不斷調節。電抗值可以連續調節的可控飽和電抗器簡稱為飽和電抗器或磁控電抗器。

至今，電力變壓器、磁控飽和電抗器這兩種設備都是分別研究，分別制造。兩種設備分別都有較大的鐵芯，都需要匝數較多的線圈。如果一座變電站同時需要電力變壓器、磁控飽和電抗器、這兩種設備，則設備的總體積大、鐵芯重、價格高、占地面積大。

CN201410461882.1提出一種多功能變壓器，在一臺磁控飽和電抗器鐵芯的基礎上，實現變壓器功能、磁控飽和電抗器功能。但該發明的變壓器負載大小變化會對磁控飽和電抗器電抗值產生影響。不適合變壓器負載變化較大，且要求磁控飽和電抗器電抗值不變化的場合。

發明內容

本發明的目的就是為解決上述問題，提供一種變壓器負載變化，不會對磁控飽和電抗器電抗值產生影響的，磁控孤立的多功能變壓器。

為實現上述目的，本發明采用如下方法：

一種磁控孤立的多功能變壓器，它為單相的，包括安裝在同一閉環鐵芯上的磁控飽和電抗器和變壓器；其中，

所述變壓器由一次線圈和二次線圈組成，一次線圈與二次線圈變比等于變壓器變比；

所述磁控飽和電抗器的包括各交流線圈與直流線圈以及控制電路，所述各線圈與所述變壓器一次線圈和二次線圈不直接連接，也不接入電力系統；

所述控制電路調整磁控飽和電抗器的直流電流大小，實現連續調節一次線圈電抗值的大小。

所述變壓器的一次線圈和二次線圈分別由一對安裝在兩鐵芯柱上，并正向串接的交流線圈組成；

所述磁控飽和電抗器包括位于兩鐵芯柱上的兩組線圈，這兩組線圈的結構相同；每組線圈均包括第一交流線圈、第二交流線圈和一個直流線圈；所述兩第一直流線圈的同名端以及所述兩直流線圈的同名端連接在一起的；

所述兩直流線圈的異名端則一個經正向晶閘管，另一個經反向晶閘管接連接點N；

所述各鐵芯柱上的第一交流線圈異名端均與另一鐵芯柱上的第二交流線圈同名端連接；所述兩第二線圈的異名端接連接點N；

所述兩晶閘管的控制端接控制電路，控制電路控制兩晶閘管觸發角的大小，實現連續調節兩晶閘管整流量的大小，進而調整所述兩直流線圈直流電流的大小。

所述一次線圈的兩交流線圈匝數相等；二次線圈的兩交流線圈匝數相等；一次線圈各交流線圈與二次線圈各交流線圈的匝數比等于變壓器一次線圈與二次線圈的變比。

所述磁控飽和電抗器中位于同一鐵芯柱上的第一交流線圈與第二交流線圈間串接一續流二極管。

所述磁控飽和電抗器中各交流線圈匝數相等；各直流線圈匝數相等；各直流線圈匝數不等于其所在鐵芯柱上第一交流線圈匝數的二倍，以確保兩晶閘管的兩端有電壓存在。

所述變壓器一次線圈由兩對正向串接的交流線圈組成，每對交流線圈的兩交流線圈分別位于不同的鐵芯柱上；兩對交流線圈中處于同一位置的兩交流線圈同名端連接，剩余兩交流線圈的異名端連接；二次線圈則由位于兩鐵芯柱上的一對正向串接交流線圈構成；

所述磁控飽和電控器由兩組直流線圈組成，分別位于不同的鐵芯柱上；各組直流線圈中在兩鐵芯柱上同一位置的兩直流線圈同名端連接；剩余異名端中，同一組的直流線圈的兩異名端一個直接接連接點N，另一個經正向或反向晶閘管接連接點N，但與晶閘管連接的直流線圈在鐵芯柱上位置不對應；各晶閘管與控制電路連接；控制電路控制兩晶閘管觸發角的大小，實現連續調節兩晶閘管整流量的大小，進而調整所述兩直流線圈直流電流的大小。

所述一次線圈的各交流線圈匝數相等；二次線圈各交流線圈匝數相等；

一次線圈各交流線圈的匝數與二次線圈各交流線圈匝數比等于變壓器一次線圈與二次線圈的變比的2倍。

所述一次線圈中同一鐵芯柱上兩交流線圈間串接續流二極管。

所述當控制電路控制兩晶閘管全截止時，兩晶閘管的整流電路不工作，各直流線圈的直流電流等于零，變壓器一次線圈有最大電抗值Zmax；