专利名称：基于相移技术的谐波抑制节能变压器的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及一种基于相移技术的谐波抑制节能变压器，特别涉及一种基 于相移原理的具有谐波抑制、节能的电力变压器。
背景技术：
在电力的生产、传输、转换和使用的各个环节都会产生一些频率为基波频率 (在我国取工业用电频率50Hz为基波频率)整数倍的正弦波分量，又称为高次 谐波。谐波的产生主要由下列几个原因引起(1)输配电系统产生谐波输配电 系统中主要是电力变压器产生谐波，由于变压器铁心的饱和，磁化曲线的非线性， 加上设计变压器时考虑经济性，其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上，这样 就使得磁化电流呈尖顶波形，因而含有奇次谐波。(2)用电设备产生的谐波如 晶闸管整流设备、变频装置、电弧炉、电石炉、气体放电类电光源以及各式各样 的家用电器。其中用电设备产生的谐波最多。
电力系统中谐波的危害是多方面的，概括起来有以下几个方面 (1)对供配电线路的危害，(2)对电力设备的危害，(3)对用电设备的 危害，(4).影响电力测量的准确性，(5).谐波对人体有影响。
高次谐波对电力系统和用户都产生了比较大的影响。而随着非线性用户的增 加，高次谐波将越来越严重，所以必须抑制电力系统的高次谐波。抑制电力系统 高次谐波的方法很多，常用的有以下几种
(1) 增加换流装置的相数或脉冲数
(2) 加装动态无功补偿装置
(3) 加装滤波装置
增加换流装置的橡树无疑增加了设备的复杂性和设备的成本，降低了设备的 可靠性。
加装动态无功补偿装置的方法是利用电力电子装置实现的，由于电力电子器
件的容量小、成本高、可靠性低，且不同谐波源需要采用不同补偿策略，再者还 可能引发系统的稳定问题，因此各国对此技术还保持着一定的谨慎态度。所以目 前的谐波抑制方法还是以加装无源滤波装置的静态抑制方法为主。
无源滤波装置是利用电感电容对谐波的谐振来消除谐波，谐振时谐回路阻抗 很小，电流很大，损耗增加，而且会引起电抗器的振动和噪音。
很多独立电力系统都有多个不同电压等级的电网，各种电压等级的电网为不 同的负载供电，各具特色。电力电子装置的广泛使用，往往会导致某一电压等级 的电网中电能质量的下降，特别是谐波含量大。为了使某一电压等级的电网中的 谐波不对其他电压等级的电网造成影响，需要对谐波进行抑制或者隔离。清华大 学的王善铭发明了基于谐波倒相的具有谐波抑制功能的电力变压器，它包括两 台容量、变比完全相同的独立电力变压器，由电感、电容串联组成的谐波倒相电 路，并联于电网两端。该实用新型直接利用不同电压等级电网之间本身就存在的 变压器，加入谐波倒相电路，使得谐波得以抑制。但是由于必须采用两台相同容 量的变压器，并加入谐波倒相电路使得成本较高。为了降低成本，简化变压器制 造工艺，提出了本实用新型。本实用新型利用不同电压等级的电网之间本来存在 的变压器，采用相移技术，使得谐波得以抑制，避免某一电网的谐波对其他电压 等级电网的负载造成影响，实现相互隔离。本实用新型利用电网本身具有的电力 变压器，仅仅在二次测绕组的联结方式上采用了双输出的Z联结，避免了不同 电压等级的电网之间谐波的影响，具有结构简单，设备少，成本低，可靠性高， 不存在大的谐振电流，以及变压器自身杂散损耗小等优点。
发明内容
技术问题本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于相移技术的谐波 抑制节能变压器，利用该基于相移技术的谐波抑制节能变压器削弱变压器二次侧 负荷中的谐波电流对一次侧电网的影响。
技术方案为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是所述变压 器的二次侧绕组采用双输出的曲折形联接，即将所述二次侧绕组分成第一组绕组 (Al)和第二组绕组(A2)，第一组绕组(Al)包括第一相绕组(al)、第二相 绕组(bl)和第三相绕组(cl);第二组绕组(A2)包括第四相绕组(a2)、第
五相绕组(b2)和第六相绕组(c2);其中第一组绕组(Al)中的第一相绕组(al) 的上半部分尾端(ala)与第二相绕组(bl)的下半部分首端(blb)反接串联组 成第一输出相(all)，依次类推，得到第二输出相(bll)和第三输出相(cll)， 将所述第一相绕组(al)、第二相绕组(bl)、第三相绕组(cl)绕组的下半部分 尾端连在一起，引出第一中性线(nl);将第二组绕组(A2)中的第四相绕组(a2) 的上半部分尾端(a2a)和第六相绕组(c2)的下半部分首端(c2b)反接串联组 成第四输出相(a21)，依次类推，得到第五输出相(b21)和第六输出相(c21)， 将第四相绕组(a2)、第五相绕组(b2)、第六相绕组(c2)的下半部分尾端连在 一起，引出第二中性线(n2);第一输出相绕组(all)的输出电压与第四输出相 绕组(a21)的输出电压相角相差30度，第二输出相绕组(bll)的输出电压与 第五输出相绕组(b21)的输出电压相角相差30度，第三输出相绕组(cll)的 输出电压与第六输出相绕组(c21)的输出电压相角相差30度，第一输出相绕组 (all)的输出电压相角超前同相一次侧绕组的侧电压15度，第四输出相绕组 (a21)的输出电压相角滞后同相一次侧绕组的侧电压15度，第二输出相绕组 (bll)的输出电压相角超前同相一次侧绕组的侧电压15度，第五输出相绕组 (b21)的输出电压相角滞后同相一次侧绕组的侧电压15度，第三输出相绕组 (cll)的输出电压相角超前同相一次侧绕组的侧电压15度，第六输出相绕组 (c21)的输出电压相角滞后同相一次侧绕组的侧电压15度，每一个输出在不同
铁心柱上反串联的匝数需要满足^-J^A^，『2=(^-;)iV2， ^为上半部
、3 2
分的匝数，『2为下半部分匝数，A^为二次侧绕组的额定等效匝数。 在本实用新型的一个优选实施例中，所述变压器为三柱两框结构。 在本实用新型的一个优选实施例中，所述一次侧绕组和所述二次侧绕组的输
出容量、变比、绕向完全相同。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述一次侧绕组和所述二次侧绕组的输
出容量分别为所述变压器额定容量的一半。
有益效果基于相移技术的谐波抑制节能变压器能够抑制3倍次谐波和消除
5、 7、 17、 19倍次谐波，同时可以削弱谐波电流和由此引起的一、二次侧绕组
耦合磁通及一次侧绕组环流，减小变压器的杂散损耗，能够极大的改善二次侧谐波对其一次侧电网造成的影响。以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型做进一步说明。
图1是基于相移技术的谐波抑制节能变压器的二次侧绕组联结示意图； 图2是基于相移技术的谐波抑制节能变压器电压矢量图； 图3是基于相移技术的谐波抑制节能变压器的二次侧绕组每个输出的上、 下(或内、夕卜)两部分匝数与二次侧额定匝数间的向量关系图。
具体实施方式
图1是基于相移技术的谐波抑制节能变压器的二次侧绕组联结示意图。所述 变压器的一次侧绕组采用三角形联接，所述变压器的二次侧绕组采用双输出的曲 折形联接，即将所述二次侧绕组分成第一组绕组Al和第二组绕组A2，第一组 绕组Al包括第一相绕组al、第二相绕组bl和第三相绕组cl;第二组绕组A2 包括第四相绕组a2、第五相绕组b2和第六相绕组c2;其中第一组绕组A1中的 第一相绕组al的上半部分尾端ala与第二相绕组bl的下半部分首端blb反接串 联组成第一输出相all，依次类推，得到第二输出相bll和第三输出相cll，将 所述第一相绕组al、第二相绕组bl、第三相绕组cl绕组的下半部分尾端连在一 起，引出第一中性线nl;将第二组绕组A2中的第四相绕组a2的上半部分尾端 a2a和第六相绕组c2的下半部分首端c2b反接串联组成第四输出相a21，依次类 推，得到第五输出相b21和第六输出相c21，将第四相绕组a2、第五相绕组b2、 第六相绕组c2的下半部分尾端连在一起，引出第二中性线n2;第一输出相绕组 all的输出电压与第四输出相绕组a21的输出电压相角相差30度，第二输出相绕 组bll的输出电压与第五输出相绕组b21的输出电压相角相差30度，第三输出 相绕组cll的输出电压与第六输出相绕组c21的输出电压相角相差30度，第一 输出相绕组all的输出电压相角超前同相一次侧绕组的侧电压15度，第四输出 相绕组a21的输出电压相角滞后同相一次侧绕组的侧电压15度，第二输出相绕 组bll的输出电压相角超前同相一次侧绕组的侧电压15度，第五输出相绕组b21 的输出电压相角滞后同相一次侧绕组的侧电压15度，第三输出相绕组cll的输
出电压相角超前同相一次侧绕组的侧电压15度，第六输出相绕组c21的输出电 压相角滞后同相一次侧绕组的侧电压15度，每一个输出在不同铁心柱上反串联
的匝数需要满足<formula>formula see original document page 8</formula>为上半部分的匝数，『2为
下半部分匝数，iV2为二次侧绕组的额定等效匝数。
所述变压器为三柱两框结构。
所述一次侧绕组和所述二次侧绕组的输出容量、变比、绕向完全相同。 所述一次侧绕组和所述二次侧绕组的输出容量分别为所述变压器额定容量 的一半。
图2为每一相输出的电压矢量图，第一个输出的电压相角超前同相一次侧电 压15度，第二个输出电压相角滞后同相一次侧电压15度。
设变压器的一次侧和二次侧的相电压之比为C/le/t/2e， 一次侧的额定分接匝数
为M，则二次侧的额定匝数为A^-^"iV,，针对同相双输出相角之间的30度
移相，每个输出的上下(或内外)两部分匝数与二次侧额定匝数满足图3所示的 向量图。从而可以求得每个输出的上(或内)部分匝数M和下(或外)部分匝
数
<formula>formula see original document page 8</formula>
设二次侧的负载电流为/，对于二次侧绕组在a相铁心柱上产生的合成磁势F
为
尸=尸ll +尸21 +尸12 +尸22
Fu表示a相第一个输出上部分线圈产生的磁势，F12表示c相第一个输出下部分 线圈产生的磁势，Fu表示a相第二个输出上部分线圈产生的磁势，F22表示b相 第二个输出下部分线圈产生的磁势。 sin(2洲
F21 = / R sin(2* + ! A;)
6
F12 = / 『2 sin(2一 - f
3 6
当谐波次数&5、 7、 17、 19时，合成磁势F为0，高次谐波不能产生同时 交链一、二次侧的主磁通，从而可以抑制二次侧的谐波分量对一次侧电网的影响。
权利要求1、一种基于相移技术的谐波抑制节能变压器，其特征在于所述变压器的一次侧绕组采用三角形联接，所述变压器的二次侧绕组采用双输出的曲折形联接，即将所述二次侧绕组分成第一组绕组(A1)和第二组绕组(A2)，第一组绕组(A1)包括第一相绕组(a1)、第二相绕组(b1)和第三相绕组(c1)；第二组绕组(A2)包括第四相绕组(a2)、第五相绕组(b2)和第六相绕组(c2)；其中第一组绕组(A1)中的第一相绕组(a1)的上半部分尾端(a1a)与第二相绕组(b1)的下半部分首端(b1b)反接串联组成第一输出相(a11)，依次类推，得到第二输出相(b11)和第三输出相(c11)，将所述第一相绕组(a1)、第二相绕组(b1)、第三相绕组(c1)绕组的下半部分尾端连在一起，引出第一中性线(n1)；将第二组绕组(A2)中的第四相绕组(a2)的上半部分尾端(a2a)和第六相绕组(c2)的下半部分首端(c2b)反接串联组成第四输出相(a21)，依次类推，得到第五输出相(b21)和第六输出相(c21)，将第四相绕组(a2)、第五相绕组(b2)、第六相绕组(c2)的下半部分尾端连在一起，引出第二中性线(n2)；第一输出相绕组(a11)的输出电压与第四输出相绕组(a21)的输出电压相角相差30度，第二输出相绕组(b11)的输出电压与第五输出相绕组(b21)的输出电压相角相差30度，第三输出相绕组(c11)的输出电压与第六输出相绕组(c21)的输出电压相角相差30度，第一输出相绕组(a11)的输出电压相角超前同相一次侧绕组的侧电压15度，第四输出相绕组(a21)的输出电压相角滞后同相一次侧绕组的侧电压15度，第二输出相绕组(b11)的输出电压相角超前同相一次侧绕组的侧电压15度，第五输出相绕组(b21)的输出电压相角滞后同相一次侧绕组的侧电压15度，第三输出相绕组(c11)的输出电压相角超前同相一次侧绕组的侧电压15度，第六输出相绕组(c21)的输出电压相角滞后同相一次侧绕组的侧电压15度，每一个输出在不同铁心柱上反串联的匝数需要满足<math-cwu><![CDATA[<math> <mrow><msub> <mi>W</mi> <mn>1</mn></msub><mo>=</mo><msqrt> <mfrac><mn>2</mn><mn>3</mn> </mfrac></msqrt><msub> <mi>N</mi> <mn>2</mn></msub><mo>,</mo> </mrow></math>]]></math-cwu><!--img id="icf0001" file="Y2007200431110002C1.gif" wi="20" he="10" top= "212" left = "146" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/-->
2、如权利要求1所述的基于相移技术的谐波抑制节能变压器，其特征在于,所述变压器为三柱两框结构。
3、 如权利要求1所述的基于相移技术的谐波抑制节能变压器，其特征在于， 所述一次侧绕组和所述二次侧绕组的输出容量、变比、绕向完全相同。
4、 如权利要求1所述的基于相移技术的谐波抑制节能变压器，其特征在于， 所述一次侧绕组和所述二次侧绕组的输出容量分别为所述变压器额定容量的一 半。
专利摘要基于相移技术的谐波抑制节能变压器涉及一种基于相移原理的具有谐波抑制、节能的电力变压器。该变压器的一次侧绕组采用D联结，二次侧绕组采用双输出的Z联结，即将所述二次侧绕组分成第一组绕组(A1)和第二组绕组(A2)，第一组绕组(A1)包括第一相绕组(a1)、第二相绕组(b1)和第三相绕组(c1)；第二组绕组(A2)包括第四相绕组(a2)、第五相绕组(b2)和第六相绕组(c2)；基于相移技术的谐波抑制节能变压器能够抑制3倍次谐波和消除5、7、17、19倍次谐波，同时可以削弱谐波电流和由此引起的一、二次侧绕组耦合磁通及一次侧绕组环流，减小变压器的杂散损耗，能够极大的改善二次侧谐波对其一次侧电网造成的影响。
文档编号H01F27/28GK201069694SQ20072004311
公开日2008年6月4日 申请日期2007年8月10日 优先权日2007年8月10日
发明者杨成峰, 林鹤云, 健 郭 申请人:东南大学