一种双向平衡变压器制造技术

本发明专利技术涉及一种双向平衡变压器，包括平面三柱铁芯，以及三个一次线圈和九个二次线圈，平面三柱铁芯包括三个芯柱，三个芯柱上分别依次绕制一个一次线圈和三个二次线圈，所述第一、第二和第三芯柱上还分别绕制有三个稳定线圈，三个稳定线圈分别位于各芯柱上的一次线圈和二次线圈之间且相互连接成三角形；三个一次线圈连接成星形，九个二次线圈每三个为一组，分别交叉串联为a相输出绕组、b相输出绕组和c相输出绕组，三个输出绕组连接成星形；且位于第一、第二和第三芯柱底端的三个二次线圈的绕制方向与其余二次线圈及一次线圈的绕制方向相反；本发明专利技术较现有的平衡变压器，结构更简单，制造更便利，工艺更简单，材料成本更低且具有更好的平衡效果。

Bidirectional balance transformer

The invention relates to a bidirectional balance transformer, including plane three and three column iron core, a coil and a nine coil plane two times, three column iron core consists of three columns, three columns are respectively wound a coil and a three coil two times, the first, second and third the core also has three stable winding coil, three stable coil are respectively positioned between the primary coils of each core and the two secondary coil and connected with each other to form a triangle; three a coil connected into a star, nine times two coils each for a group of three, respectively, for a series cross output winding, B phase and C phase winding output output winding, three output windings connected into a star; and in the first, second and third of the bottom end of the stem three two winding direction and the remaining two secondary coil and a secondary coil winding in the opposite direction The present invention has the advantages of simple structure, convenient manufacture, simple process, lower material cost and better balance effect.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及变压器领域，特别涉及一种双向平衡变压器。
技术介绍
在三相电力系统中，要保证系统中的发电机、变压器、电动机等电力主设备安全高效地运行，保持三相负荷的对称和平衡是十分必要的。但是，在实际供电系统中，三相负荷很难做到完全地对称和平衡，尤其是在以单相工频交流电作为牵引动力的机车供电系统中，由于牵引负荷为两相或单相不对称的非线性负荷，且负荷波动范围大，因此造成前级供电系统的三相负荷电流和三相电压严重不平衡，按照数学理论，三相不平衡电流可分解为正序电流、负序电流、零序电流（包括谐波电流），其中负序电流和谐波电流会对电力系统的安全及供电质量造成极大的危害，具体如下：一、 负序电流的危害：1、使得发电机或电动机定、转子的铁、铜耗大大增加并严重发热，易灼伤定转子，且产生二倍频的附加振动力矩，使发电机或电动机的振动和噪声大大增加，危及设备的安全运行和正常出力。2、 造成电力系统的三相电压不平衡，从而引起以负序电量为启动元件的多种保护发生误动作。3、造成变压器负荷大的一相线圈因过热而缩短寿命甚至烧毁，同时还会出现磁路不平衡，大量漏磁经油箱壁闭合引起箱壁严重发热，增加变压器的损耗并危及变压器的安全。4.、增加供电线路的能量损失和电压损失。二、谐波电流及零序电流的危害：1、可能使电力系统的继电保护和自动装置产生误动和拒动，直接危及电网的安全运行。2、增加各种电气设备的损耗与发热，使发电机或电动机振动和噪声加剧，危及设备安全。3、对周围的通讯系统产生严重干扰，破坏通讯信号的正常传递，甚至毁坏通讯设备。4、使电网中发生谐波谐振的可能性大大增加，从而产生危害性极大的过电流和过电压，威胁电网安全。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于针对电网中普遍存在三相负荷不平衡的状况以及现有技术存在的弊端和不足，根据变压器的电磁平衡原理，研制开发出了一种双向平衡变压器，使得电源侧的三相电压和三相电流的不平衡度大幅降低，大大减轻不平衡负荷电流分解出的负序电流对电力系统和有关电力设备的危害。为此，本专利技术具体方案如下：一种双向平衡变压器，包括平面三柱铁芯，以及三个一次线圈和九个二次线圈，所述平面三柱铁芯包括第一芯柱、第二芯柱及第三芯柱，所述第一芯柱上依次绕制一个一次线圈和三个二次线圈，所述第二芯柱上依次绕制一个一次线圈和三个二次线圈，所述第三芯柱上依次绕制一个一次线圈和三个二次线圈，所述第一、第二和第三芯柱上还分别绕制有三个稳定线圈，所述三个稳定线圈分别位于各芯柱上的一次线圈和二次线圈之间且相互连接成三角形；所述三个一次线圈连接成星形，所述三个二次线圈交叉串联为a相输出绕组，三个二次线圈交叉串联为b相输出绕组，三个二次线圈交叉串联为c相输出绕组，所述a相输出绕组、b相输出绕组和c相输出绕组连接成星形；且位于第一、第二和第三芯柱底端的三个二次线圈的绕制方向与其余二次线圈及三个一次线圈的绕制方向相反。根据电压等级和容量的不同，可将上述一次线圈和二次线圈的组成方式和连接方式互换使用。进一步，所述三个稳定线圈的容量为双向平衡变压器额定容量的30%。进一步，所述三个一次线圈的匝数相同，所述九个二次线圈的匝数相同且各为额定励磁所需匝数的1/2。本专利技术的有益效果如下：本专利技术根据变压器的电磁平衡原理，通过变压器二次（负荷）侧的二次线圈的特殊交叉布置与极性组合，并增加一组闭合三角形连接不输出的稳定线圈绕组，将变压器二次（负荷）侧的一相或两相不平衡电流均匀地感应到一次（电源）侧的三相中，从而使得一次侧的三相电压和三相电流的不平衡度大幅降低，大大减轻不平衡负荷电流分解出的负序电流对电力系统和有关电力设备的危害。通过稳定绕组流通三次谐波电流以阻止三次谐波电流流入电网，有效防止三次谐波电流造成电网污染、干扰通讯信号的正常传递。同时，当一次（电源）侧电压出现不平衡时亦能通过电磁感应将一次侧不平衡电压平均分配到二次侧的三相中，降低二次侧输出电压的不平衡度，以提高负荷侧的供电质量，起到双向平衡的作用。本专利技术的双向平衡变压器可根据电压等级和容量的不同，可将一次线圈和二次线圈的组成方式和连接方式互换；本专利技术较现有的平衡变压器，结构更简单，制造更便利，工艺更简单，材料成本更低且具有更好的平衡效果。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术各线圈绕组的原理图，其中a为一次线圈接法原理图，b为稳定线圈接法原理图，c为二次线圈接法原理图；图3是本专利技术的平衡效果图，其中a为一次（高压）电压向量图，b为一次（高压）电流向量图，c为二次（低压）电压向量图，d为二次（低压）电流向量图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。参照图1和图2所示的一种双向平衡变压器，包括平面三柱铁芯，以及三个一次线圈A1、B1、C1和九个二次线圈a1、a2、a3、b1、b2、b3、c1、c2、c3，所述平面三柱铁芯包括第一芯柱1、第二芯柱2及第三芯柱3，所述第一芯柱1上依次绕制一次线圈A1和三个二次线圈a3、a2、a1，所述第二芯柱2上依次绕制一次线圈B1和三个二次线圈b3、b2、b1，所述第三芯柱3上依次绕制一次线圈C1和三个二次线圈b3、b2、b1。三个一次线圈A1、B1、C1按左绕向分别绕制在第一芯柱1、第二芯柱2及第三芯柱3上做星形（Y）连接，三个一次线圈A1、B1、C1的起头引出接入电源（图中的A、B、C接点），三个一次线圈A1、B1、C1的尾头连接在一起形成星形中性点O（必要时中性点可引出），三个一次线圈A1、B1、C1组成双向平衡变压器电源输入的一次侧绕组。所述第一、第二和第三芯柱1、2、3上分别按左绕向绕制有三个稳定线圈4、5、6，所述三个稳定线圈4、5、6分别位于各芯柱上的一次线圈A1、B1、C1和二次线圈a3、b3、c3之间，三个稳定线圈4、5、6的起尾头依次相连，接成一个不输出的闭合三角形，组成阻止三次谐波电流流入电网的稳定绕组。通常该稳定绕组的容量为双向变压器额定容量的30%。九个二次线圈每三个线圈对应一相，三个二次线圈c3、b2、a1交叉串联为a相输出绕组，三个二次线圈a3、c2、b1交叉串联为b相输出绕组，三个二次线圈b3、a2、c1交叉串联为c相输出绕组，a相输出绕组、b相输出绕组和c相输出绕组做星形（Y）连接，二次线圈a1、b1、c1的起头引出接入负载（图中的a、b、c接点），二次线圈a3、b3、c3的尾头连接在一起形成中性点0（中性点0必要时可引出），组成双向平衡变压器的输出的二次侧绕组。其中，二次线圈a1、b1、c1按左绕向绕制，其余二次线圈a2、b2、c2、a3、b3、c3按右绕向绕制，形成特殊的极性组合。其中，三个一次线圈A1、B1、C1的匝数相同，九个二次线圈a1、a2、a3、b1、b2、b3、c1、c2、c3的匝数相同，且各为额定励磁所需匝数的1/2。本专利技术的双向平衡变压器特别适用于低、中、高压三相电压不平衡或三相负载不平衡尤其是带有单相机车牵引装置的供电系统以及三次波谐波严重的供电系统。同时，本专利技术的双向平衡变压器可根据电压等级和容量的不同，将上述一次侧绕组和二次侧绕组的组成方式和连接方式互换使用。经实践检验本专利技术的双向平衡变压器的平衡效果可参照图3所示，参照图3中的一次（高压）电压向量图a和二次（低压）电压向量图c所示，当一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双向平衡变压器，包括平面三柱铁芯，以及三个一次线圈（A1、B1、C1）和九个二次线圈（a1、a2、a3、b1、b2、b3、c1、c2、c3），所述平面三柱铁芯包括第一芯柱（1）、第二芯柱（2）及第三芯柱（3），所述第一芯柱（1）上依次绕制一个一次线圈（A1）和三个二次线圈（a3、a2、a1），所述第二芯柱（2）上依次绕制一个一次线圈（B1）和三个二次线圈（b3、b2、b1），所述第三芯柱（3）上依次绕制一个一次线圈（C1）和三个二次线圈（c3、c2、c1），其特征在于，所述第一、第二和第三芯柱（1、2、3）上还分别绕制有三个稳定线圈（4、5、6），所述三个稳定线圈（4、5、6）分别位于各芯柱上的一次线圈（A1、B1、C1）和二次线圈（a3、b3、c3）之间且相互连接成三角形；所述三个一次线圈（A1、B1、C1）连接成星形，所述三个二次线圈（c3、b2、a1）交叉串联为a相输出绕组，三个二次线圈（a3、c2、b1）交叉串联为b相输出绕组，三个二次线圈（b3、a2、c1）交叉串联为c相输出绕组，所述a相输出绕组、b相输出绕组和c相输出绕组连接成星形；且位于第一、第二和第三芯柱（1、2、3）底端的三个二次线圈(a1、b1、c1)的绕制方向与其余二次线圈（a2、b2、c2、a3、b3、c3）及三个一次线圈（A1、B1、C1）的绕制方向相反。...

【技术特征摘要】
1.一种双向平衡变压器，包括平面三柱铁芯，以及三个一次线圈（A1、B1、C1）和九个二次线圈（a1、a2、a3、b1、b2、b3、c1、c2、c3），所述平面三柱铁芯包括第一芯柱（1）、第二芯柱（2）及第三芯柱（3），所述第一芯柱（1）上依次绕制一个一次线圈（A1）和三个二次线圈（a3、a2、a1），所述第二芯柱（2）上依次绕制一个一次线圈（B1）和三个二次线圈（b3、b2、b1），所述第三芯柱（3）上依次绕制一个一次线圈（C1）和三个二次线圈（c3、c2、c1），其特征在于，所述第一、第二和第三芯柱（1、2、3）上还分别绕制有三个稳定线圈（4、5、6），所述三个稳定线圈（4、5、6）分别位于各芯柱上的一次线圈（A1、B1、C1）和二次线圈（a3、b3、c3）之间且相互连接成三角形；所述三个一次线圈（A1、B1、C1）连接成星形，所述三个二次...

【专利技术属性】
技术研发人员：程罗发，
申请(专利权)人：合肥申通电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34