專利名稱：具有零序?yàn)V波功能的變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變壓器，具體地說，涉及一種交流電源使用的具有零序?yàn)V波功能的 變壓器。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)的大部分變壓器生產(chǎn)廠家已經(jīng)注意到了零序諧波的危害性，所生產(chǎn)的配 電變壓器(無論是油變和千變)已同國際市場接軌，都采取了濾除零序諧波的措施，其 中最常用的-種措施是把電力變壓器的負(fù)載側(cè)做成三角形接線方式的結(jié)構(gòu)，包括厶| 和YI兩種接線方式，當(dāng)非線性負(fù)載產(chǎn)生的零序諧波進(jìn)入變壓器后，因?yàn)樽儔浩髫?fù)載側(cè) 采取了三角形接法，零序諧波電流在變壓器中形成了環(huán)流，從而有效的削弱諧波向系統(tǒng) 倒送，這樣零序電流就不會(huì)傳到上級電網(wǎng)，不會(huì)使上級電網(wǎng)零序保護(hù)誤動(dòng)作。實(shí)現(xiàn)了零 序?yàn)V波的功能。但是，有些場合必須用AlY或者YIY的接線方式，在這些情況下，為了 抑制零序諧波電流，可以在電路中增加LC電路，或者使用我們公司的具有零序?yàn)V波功 能的電力變壓器。LC電路，連接方式和電路都很復(fù)雜，器件匹配比較困難。雖然，負(fù)載 側(cè)接成三角形接法的電力變壓器能夠有效的濾除零序諧波，但是，零序諧波在變壓器中 形成的環(huán)流，還會(huì)增大在變壓器的繞阻和鐵心上的損耗，會(huì)引起額外的損耗并增加繞阻 的溫度，更高的零序諧波頻率會(huì)增大磁損及渦流損耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服以上缺陷，提供一種設(shè)置有非晶變壓器電力變壓器，并且同 時(shí)具有濾除零序諧波的變壓器，其可以大大降低配電變壓器的空載損耗，從而節(jié)約了能 源，并且可以濾除零序波。
本發(fā)明的零序?yàn)V波器的技術(shù)方案是這樣的其包括變壓器，變壓器設(shè)置為非晶電力 變壓器，非晶電力變壓器上連接有純感性零序?yàn)V波器。
純感性零序?yàn)V波器包括線路電抗和濾波電抗。
濾波電抗包括三相，三相分別和電源的三相連接，三相中都設(shè)置繞組，經(jīng)過每相的
繞組的正反向磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，互相抵消，每一相中的磁感應(yīng)強(qiáng) 度為零。
濾波阻抗每相的繞組設(shè)置為三個(gè)或者三個(gè)以上，濾波阻抗每相的繞組設(shè)置為偶數(shù)個(gè)， 其中半數(shù)的繞組的電流為正向，半數(shù)的繞組的電流為反向，其中各個(gè)繞組的磁場的磁感 應(yīng)強(qiáng)度值相等；濾波阻抗每相的繞組設(shè)置為四個(gè)，其中兩個(gè)繞組為正向，另兩個(gè)為反向， 其中各個(gè)繞組的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度值相等；濾波阻抗每相的繞組設(shè)置為六個(gè)，其中三個(gè) 繞組為正向，三個(gè)為反向，其中各個(gè)繞組的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度值相等；濾波阻抗每相的 繞組設(shè)置為八個(gè)，其中四個(gè)繞組為正向，四個(gè)為反向，其中各個(gè)繞組的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng) 度值相等。
濾波阻抗每相的繞組設(shè)置為三個(gè)或者三個(gè)以上，濾波阻抗每相的繞組設(shè)置為奇數(shù)個(gè)， 其中正反向的繞組的個(gè)數(shù)相差一個(gè)，正向繞組的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的總和和反向的磁場 的磁感應(yīng)強(qiáng)度的總和相等；濾波阻抗每相的繞組設(shè)置為三個(gè)，其中一個(gè)繞組的磁場的磁 感應(yīng)強(qiáng)度值等于和它反向的個(gè)繞組的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度值的總和；濾波阻抗每相的繞組 設(shè)置為五個(gè)，每相中的五個(gè)繞組同向的兩個(gè)繞組的磁感應(yīng)強(qiáng)度的和，等于和其反向的另 三個(gè)繞組的磁感應(yīng)強(qiáng)度的和。
線路電抗串聯(lián)在電源線中，它的特性是，對零序電流是高阻抗，專門抑制零序諧波 電流，而幾乎對普通的三相交流電不起任何作用。
本變壓器具有許多優(yōu)點(diǎn)，它不但可以大大降低配電變壓器的空載損耗，從而節(jié)約能 源，并且提出了一種簡單、高效的解決零序諧波電流問題的方案，并且不對其裝入的交 流電網(wǎng)產(chǎn)生干擾。其主要優(yōu)點(diǎn)有
1. 改善安全性和可靠性
a. 消除了零序諧波在零線上的電流迭加，改善了電力變壓器和輸入電網(wǎng)的安 全性；
b. 改善了設(shè)備供電電源的質(zhì)量和受干擾負(fù)荷的電壓波形；
c. 不需增大供電設(shè)備的容量.
2. 提供優(yōu)異的性能
a. 零序諧波衰減率10:1;
b. 逾新平衡三相電流；
c. 沒有電容器，具有無可比擬的可靠性；
3. 選擇簡單易行
a. 不需要特殊的研究和分析；
b. 快速、簡便地安裝。
4. 低噪音、低損耗，節(jié)約能源
本系統(tǒng)對零序諧波，濾波效果好，非線性負(fù)載產(chǎn)生的零序諧波，返回到電網(wǎng)的零序 諧波小于十分之一，很好的抑制了零序諧波對電力變壓器和電網(wǎng)的危害，可以在受零序 諧波干擾的系統(tǒng)中廣泛使用。


圖1是本發(fā)明的具有零序?yàn)V波功能的變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖 圖2是本發(fā)明的零序?yàn)V波器和電源連接的電路圖； 圖3是本發(fā)明的零序?yàn)V波器的實(shí)施例1的濾波電抗的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明的零序?yàn)V波器的實(shí)施例2的濾波阻抗的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本發(fā)明的零序?yàn)V波器的實(shí)施例3的濾波阻抗的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是本發(fā)明的零序?yàn)V波器的實(shí)施例4的濾波阻抗的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7是本發(fā)明的零序?yàn)V波器的實(shí)施例5的濾波阻抗的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:
如圖l、 2所示，本發(fā)明的具有零序?yàn)V波功能的變壓器其包括變壓器，變壓器設(shè)置為
非晶電力變壓器，非晶電力變壓器上連接有純感性零序?yàn)V波器，本發(fā)明的零序?yàn)V波器包
括線路電抗Za和濾波電抗Zb，它們串聯(lián)后和電源連接，負(fù)載可以和濾波電抗Zb并聯(lián)， 濾波電抗Zb包括三相，三相分別和電源的三相連接，三相中都設(shè)置繞組，經(jīng)過每相的繞 組的正反向磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，互相抵消，每一相中的磁感應(yīng)強(qiáng)度 為零，濾波阻抗每相的繞組設(shè)置為奇數(shù)個(gè)，其中正反向的繞組的個(gè)數(shù)相差一個(gè)，正向繞 組的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的總和和反向的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的總和相等，每相的繞組設(shè)置 為三個(gè)，其中一個(gè)繞組的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度值等于和它反向的個(gè)繞組的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng) 度值的總和，而線路電抗Za對零序電流，是高阻抗，專門抑制零序諧波電流，而幾乎對 普通的三相交流電不起任何作用。這樣，Za和Zb的結(jié)合，組成了一個(gè)零序?yàn)V波系統(tǒng)，有效 地抑制了非線性負(fù)載產(chǎn)生的零序諧波返回到電網(wǎng)中。
如圖3所示，Ul、 U2、 U3代表U相中的三個(gè)繞組，V相、W相同U相。本方案每相中 采用了三線包的繞制方式，當(dāng)零序諧波流過時(shí)，通過相—相間的磁場疊加，實(shí)現(xiàn)了磁場 的相互抵消，從而達(dá)到了濾除零序諧波的目的。下面具體的分析一下，當(dāng)6、 7、 8流過 零序諧波電流時(shí)，16流過U相的Ul 、 U3繞組和W相的W2繞組，17流過V相的VI 、 V3繞 組和U相的U2繞組，(上圖中的繞組上的黑點(diǎn)代表繞組的同名端)，Ie在U相的Ul、 U3 繞組中產(chǎn)生的磁場和I7在U相的U2繞組中產(chǎn)生的磁場方向相反，相互抵消，U相中的磁 感應(yīng)強(qiáng)度幾乎為零。同理，可以得出V、 W相中的磁感應(yīng)強(qiáng)度也幾乎為零。因此，本電抗 對零序諧波電流為低阻抗，零序諧波電流幾乎可以完全流過。而當(dāng)普通的三相交流電流 過本電抗時(shí)，由以上分析可知，當(dāng)6、 7、 8流過三相交流電時(shí)，16流過U相的U1、 U3 繞組和W相的W2繞組，17流過V相的VI 、 V3繞組和U相的U2繞組，(上圖中的繞組上 的黑點(diǎn)代表繞組的同名端)，16在U相的U1、 U3繞組中產(chǎn)生的磁場和I7在U相的U2繞 組中產(chǎn)生的磁場方向存在120度的相位差，通過矢量的疊加，磁感應(yīng)強(qiáng)度成倍增加，U 相中的磁感應(yīng)強(qiáng)度大大增加。同理，可以得出V、 W相中的磁感應(yīng)強(qiáng)度也大大增加。因此， 本電抗對三相交流電為高阻抗，三相交流電幾乎不能通過。而線路電抗Za對零序電流是 高阻抗，專門抑制零序諧波電流，而幾乎對普通的三相交流電不起任何作用，這樣的話， 如圖1所示，由于線路電抗Za對普通的三相交流電是地阻抗的，而濾波電抗Zb對普通 的三相交流電是高阻抗的，電源中的普通的三相交流電就可以通過線路電抗Za安全地輸 送到負(fù)載端，幾乎沒有衰減；如果負(fù)載端由零序諧波電流通過，由于線路電抗Za對零序 波是高阻抗的，而濾波電抗Zb對零序波是低阻抗的，零序波就會(huì)通過濾波電抗Zb流向 地端，從而完全地濾除了電路中的零序波。
實(shí)施例2:
本實(shí)施例和實(shí)施例1的區(qū)別在于，本實(shí)施例的具有零序?yàn)V波功能的變壓器的零序?yàn)V 波器的濾波電抗Zb的繞組的結(jié)構(gòu)和實(shí)施例1的有區(qū)別，如圖4所示，本實(shí)施例的濾波電 抗Zb的每相的繞組設(shè)置為五個(gè)，每相中的五個(gè)繞組同向的兩個(gè)繞組的磁感應(yīng)強(qiáng)度的和， 等于和其反向的另三個(gè)繞組的磁感應(yīng)強(qiáng)度的和。
實(shí)施例3:
本實(shí)施例和實(shí)施例1的區(qū)別在于，本實(shí)施例的具有零序?yàn)V波功能的變壓器的零序?yàn)V 波器的濾波電抗Zb的繞組的結(jié)構(gòu)和實(shí)施例1的有區(qū)別，如圖5所示，每相的繞組設(shè)置為 偶數(shù)個(gè)，其中半數(shù)的繞組的電流為正向，半數(shù)的繞組的電流為反向，其中各個(gè)繞組的磁
場的磁感應(yīng)強(qiáng)度值相等。每相的繞組可以設(shè)置為四個(gè)，其中兩個(gè)繞組為正向，另兩個(gè)為 反向，其中各個(gè)繞組的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度值相等。
實(shí)施例4:
本實(shí)施例和實(shí)施例1的區(qū)別在于，本實(shí)施例的具有零序?yàn)V波功能的變壓器的零序?yàn)V
波器的濾波電抗Zb的繞組的結(jié)構(gòu)和實(shí)施例1的有區(qū)別，如圖6所示，濾波電抗Zb每相 的繞組設(shè)置為六個(gè)，其中三個(gè)繞組為正向，三個(gè)為反向，其中各個(gè)繞組的磁場的磁感應(yīng)
強(qiáng)度值相等。
實(shí)施例5:
本實(shí)施例和實(shí)施例1的區(qū)別在于，本實(shí)施例的具有零序?yàn)V波功能的變壓器的零序?yàn)V
波器的濾波電抗Zb的繞組的結(jié)構(gòu)和實(shí)施例1的有區(qū)別，如圖7所示，濾波電抗Zb每相 的繞組設(shè)置為八個(gè)，其中四個(gè)繞組為正向，四個(gè)為反向，其中各個(gè)繞組的磁場的磁感應(yīng) 強(qiáng)度值相等。
權(quán)利要求
1.一種具有零序?yàn)V波功能的電路變壓器，其包括變壓器，其特征在于變壓器設(shè)置為非晶電力變壓器，非晶電力變壓器上連接有純感性零序?yàn)V波器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的純感性零序?yàn)V波器，其特征在于純感性零序?yàn)V波器包括線路電 抗和濾波電抗。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有零序?yàn)V波功能的電路變壓器，其特征在于濾波電抗包括三 相，三相分別和電源的三相連接，三相中都設(shè)置繞組，經(jīng)過每相的繞組的正反向磁場的 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，互相抵消，每一相中的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有零序?yàn)V波功能的電路變壓器，其特征在于濾波阻抗每相的 繞組設(shè)置為三個(gè)或者三個(gè)以上，濾波阻抗每相的繞組設(shè)置為偶數(shù)個(gè)，其中半數(shù)的繞組的 電流為正向，半數(shù)的繞組的電流為反向，其中各個(gè)繞組的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度值相等。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有零序?yàn)V波功能的電路變壓器，其特征在于濾波阻抗每相的 繞組設(shè)置為四個(gè)，其中兩個(gè)繞組為正向，另兩個(gè)為反向，其中各個(gè)繞組的磁場的磁感應(yīng) 強(qiáng)度值相等。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有零序?yàn)V波功能的電路變壓器，其特征在于濾波阻抗每相的 繞組設(shè)置為六個(gè)，其中三個(gè)繞組為正向，三個(gè)為反向，其中各個(gè)繞組的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng) 度值相等。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有零序?yàn)V波功能的電路變壓器，其特征在于濾波阻抗每相的 繞組設(shè)置為八個(gè)，其中四個(gè)繞組為正向，四個(gè)為反向，其中各個(gè)繞組的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng) 度值相等。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有零序?yàn)V波功能的電路變壓器，其特征在于:濾波阻抗每相的 繞組設(shè)置為三個(gè)或者三個(gè)以上，濾波阻抗每相的繞組設(shè)置為奇數(shù)個(gè)，其中正反向的繞組 的個(gè)數(shù)相差一個(gè)，正向繞組的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的總和和反向的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的總 和相等。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有零序?yàn)V波功能的電路變壓器，其特征在于濾波阻抗每相的 繞組設(shè)置為三個(gè)，其中一個(gè)繞組的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度值等于和它反向的個(gè)繞組的磁場的 磁感應(yīng)強(qiáng)度值的總和。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有零序?yàn)V波功能的電路變壓器，其特征在于濾波阻抗每相 的繞組設(shè)置為五個(gè)，每相中的五個(gè)繞組同向的兩個(gè)繞組的磁感應(yīng)強(qiáng)度的和，等于和其反向的另三個(gè)繞組的磁感應(yīng)強(qiáng)度的和。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種變壓器，具體地說，涉及一種交流電源使用的具有零序?yàn)V波功能的變壓器，提供一種設(shè)置有有非晶變壓器電力變壓器，并且同時(shí)具有濾除零序波的零序?yàn)V波器的變壓器，其可以大大降低配電變壓器的空載損耗，從而節(jié)約了能源，并且可以濾除零序波，其包括變壓器，變壓器設(shè)置為非晶電力變壓器，非晶電力變壓器上連接有純感性零序?yàn)V波器，純感性零序?yàn)V波器包括線路電抗和濾波電抗，它不但可以大大降低配電變壓器的空載損耗，從而節(jié)約能源，并且提出了一種簡單、高效的解決零序諧波電流問題的方案，并且不對其裝入的交流電網(wǎng)產(chǎn)生干擾。
文檔編號H01F27/28GK101373662SQ20071013929
公開日2009年2月25日 申請日期2007年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月25日
發(fā)明者張世軍, 李曉雨 申請人:青島云路電氣有限公司