[發明專利]一種基于倒A型接線的平衡變壓器及其供電方法

在審

• 申請號: 201811372601.X
• 申請日: 2018-11-16
• 公開（公告）號: CN109346301A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 許志偉;許智萌;謝衛才;劉志華;彭曉
• 申請（專利權）人: 湖南工程學院
• 主分類號: H01F30/12
• 分類號: H01F30/12;H01F27/28;H02J3/26
• 代理公司: 深圳市深軟翰琪知識產權代理有限公司 44380
• 代理人: 黃美成

本發明公開了一種基于倒A型接線的平衡變壓器及其供電方法，平衡變壓器包括鐵芯、一次側繞組和二次側繞組；一次側繞組由三相繞組AN，BN，CN組成，采用星形接線，N為中性點；一次側A、B和C構成三相系統；二次側繞組中，A相為繞組dc，其中點為e，B相由繞組fd和db組成；C相由繞組ac和cf組成；繞組dc、cf和fd構成閉合的三角形，構成三次諧波電流的通路；二次側a、e和e、b構成兩相系統，e點為兩相系統的公共點；同時，d、c、f構成三相系統，能對外提供三相電源，兩相和三相系統能同時或者單獨對外供電；該基于倒A型接線的平衡變壓器結構緊湊，使用靈活，能有效避免供電的不平衡。

技術領域

本發明屬于電力變壓器領域，涉及一種基于倒A型接線的平衡變壓器及其供電方法。

背景技術

傳統的輸配電系統為三相系統。但許多用戶需要兩相或者單相供電電源，這勢必造成三相系統的不對稱運行，產生較大的負序電流和零序電流分量。使電網供電質量下降，影響其他用戶正常供電。在電氣化鐵路牽引網中，采用兩相電源，其不對稱運行尤為嚴重。對于110KV及以上三相電網，變壓器高壓側一般均采用中性點接地運行方式，以降低變壓器電壓絕緣水平。這就要求變壓器負載所產生的高壓側中性點接地電流(零序電流)必須在允許值以內。對于兩相運行方式，減輕或消除負序電流和零序電流的重要方法就是采用平衡變壓器。目前生產的平衡變壓器采用Scott接線、LeBlanc接線或Woodbridge接線三種基本的形式，其他的變壓器都是從這三種形式演變而來，其中比較有名的的是阻抗匹配平衡變壓器，YN/A變壓器。Scott接線變壓器一次側采用不對稱T型連接，不能引出中性點接地點，材料利用率也不高，由于變壓器高低壓側沒有三角形回路，因此磁通及電壓中含有三次諧波分量，影響電壓波形，并給沿線通信帶來干擾。另外，繞組和鐵芯結構復雜；LeBlanc接線變壓器一次側接成三角形，消除了三次諧波磁通的影響，但高壓側沒有中性點，需要按全絕緣設計，增加了成本。Woodbridge接線高壓側中性點可以直接接地，高壓繞組可以按分級絕緣(相電壓)設計，在低壓側有三角形回路，但低壓側兩相出現無公共點，故需兩臺所內自耦變壓器，增加了設備投資。阻抗匹配平衡變壓器高壓側中性點可以直接接地，低壓側有三角形回路，兩相出現有公共點，可引出接鐵軌。但該變壓器阻抗匹配較困難，需人為將a相(或c相)低壓繞組進行拆分，以滿足等值阻抗的匹配關系，b相兩延邊低壓繞組需做交叉布置，并要求耦合緊密，以降低兩延邊繞組間的相互影響，故繞組結構復雜。若用于AT供電設計，則b相鐵芯柱上將布置有7個繞組，即一個高壓繞組，6個低壓繞組。低壓繞組中4個均要作交叉布置，使設計上難以實現，故該種變壓器只能用于直供和BT供電方式。YN/A平衡變壓器其基本特性與阻抗匹配平衡變壓器相同，也只能用于直供和BT供電方式。尚有二次側梯形、雙梯形接線等接線方案的三相變兩相平衡變壓器，目前還未見產品實施和應用。

傳統的牽引主變壓器只提供兩相電源，但在牽引變電所中需要提供照明用電、測量系統、控制系統等三相電源。為降低成本，一般采用逆Scott變壓器將變電所內兩相電壓(2×27.5kV)變換為三相電壓(10.5kV或0.4kV)。也有采用單相或三相變壓器將27.5kV降為10.5kV或0.4kV的三相電壓，但屬于不對稱運行，增加了電網的負序電流。

因此，有必要設計一種新的三相變兩相和三相變三相的平衡變壓器及其供電方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于倒A型接線的平衡變壓器及其供電方法，二次側同時能提供兩相和三相電源，兩相輸出有公共點，三相輸出接近配電網電壓等級(10.5kV或0.4kV)，綜合性能優良，結構簡單，生產實施方便，能實現平衡供電。

發明的技術解決方案如下：

一種基于倒A型接線的平衡變壓器，包括鐵芯、一次側繞組和二次側繞組；

一次側繞組由三相繞組AN，BN，CN組成，采用星形接線，N為中性點；一次側A、B和C構成三相系統；