具有零序濾波功能的變壓器的製作方法
2023-05-08 17:42:06 1
專利名稱：具有零序濾波功能的變壓器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種變壓器，具體地說，涉及一種交流電源使用的具有零序濾波功能的 變壓器。
背景技術：
目前，國內的大部分變壓器生產廠家已經注意到了零序諧波的危害性，所生產的配 電變壓器(無論是油變和千變)已同國際市場接軌，都採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載側做成三角形接線方式的結構，包括厶| 和YI兩種接線方式，當非線性負載產生的零序諧波進入變壓器後，因為變壓器負載側 採取了三角形接法，零序諧波電流在變壓器中形成了環流，從而有效的削弱諧波向系統 倒送，這樣零序電流就不會傳到上級電網，不會使上級電網零序保護誤動作。實現了零 序濾波的功能。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濾波功 能的電力變壓器。LC電路，連接方式和電路都很複雜，器件匹配比較困難。雖然，負載 側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 形成的環流，還會增大在變壓器的繞阻和鐵心上的損耗，會引起額外的損耗並增加繞阻 的溫度，更高的零序諧波頻率會增大磁損及渦流損耗。
發明內容
本發明的目的在於克服以上缺陷，提供一種設置有非晶變壓器電力變壓器，並且同 時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，從而節約了能 源，並且可以濾除零序波。
本發明的零序濾波器的技術方案是這樣的其包括變壓器，變壓器設置為非晶電力 變壓器，非晶電力變壓器上連接有純感性零序濾波器。
純感性零序濾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，三相中都設置繞組，經過每相的
繞組的正反向磁場的磁感應強度大小相等，方向相反，互相抵消，每一相中的磁感應強 度為零。
濾波阻抗每相的繞組設置為三個或者三個以上，濾波阻抗每相的繞組設置為偶數個， 其中半數的繞組的電流為正向，半數的繞組的電流為反向，其中各個繞組的磁場的磁感 應強度值相等；濾波阻抗每相的繞組設置為四個，其中兩個繞組為正向，另兩個為反向， 其中各個繞組的磁場的磁感應強度值相等；濾波阻抗每相的繞組設置為六個，其中三個 繞組為正向，三個為反向，其中各個繞組的磁場的磁感應強度值相等；濾波阻抗每相的 繞組設置為八個，其中四個繞組為正向，四個為反向，其中各個繞組的磁場的磁感應強 度值相等。
濾波阻抗每相的繞組設置為三個或者三個以上，濾波阻抗每相的繞組設置為奇數個， 其中正反向的繞組的個數相差一個，正向繞組的磁場的磁感應強度的總和和反向的磁場 的磁感應強度的總和相等；濾波阻抗每相的繞組設置為三個，其中一個繞組的磁場的磁 感應強度值等於和它反向的個繞組的磁場的磁感應強度值的總和；濾波阻抗每相的繞組 設置為五個，每相中的五個繞組同向的兩個繞組的磁感應強度的和，等於和其反向的另 三個繞組的磁感應強度的和。
線路電抗串聯在電源線中，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點，它不但可以大大降低配電變壓器的空載損耗，從而節約能 源，並且提出了一種簡單、高效的解決零序諧波電流問題的方案，並且不對其裝入的交 流電網產生幹擾。其主要優點有
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的安 全性；
b. 改善了設備供電電源的質量和受幹擾負荷的電壓波形；
c. 不需增大供電設備的容量.
2. 提供優異的性能
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，節約能源
本系統對零序諧波，濾波效果好，非線性負載產生的零序諧波，返回到電網的零序 諧波小於十分之一，很好的抑制了零序諧波對電力變壓器和電網的危害，可以在受零序 諧波幹擾的系統中廣泛使用。
圖1是本發明的具有零序濾波功能的變壓器的結構示意圖 圖2是本發明的零序濾波器和電源連接的電路圖； 圖3是本發明的零序濾波器的實施例1的濾波電抗的結構示意圖； 圖4是本發明的零序濾波器的實施例2的濾波阻抗的結構示意圖； 圖5是本發明的零序濾波器的實施例3的濾波阻抗的結構示意圖； 圖6是本發明的零序濾波器的實施例4的濾波阻抗的結構示意圖； 圖7是本發明的零序濾波器的實施例5的濾波阻抗的結構示意圖。
具體實施例方式
實施例1:
如圖l、 2所示，本發明的具有零序濾波功能的變壓器其包括變壓器，變壓器設置為
非晶電力變壓器，非晶電力變壓器上連接有純感性零序濾波器，本發明的零序濾波器包
括線路電抗Za和濾波電抗Zb，它們串聯後和電源連接，負載可以和濾波電抗Zb並聯， 濾波電抗Zb包括三相，三相分別和電源的三相連接，三相中都設置繞組，經過每相的繞 組的正反向磁場的磁感應強度大小相等，方向相反，互相抵消，每一相中的磁感應強度 為零，濾波阻抗每相的繞組設置為奇數個，其中正反向的繞組的個數相差一個，正向繞 組的磁場的磁感應強度的總和和反向的磁場的磁感應強度的總和相等，每相的繞組設置 為三個，其中一個繞組的磁場的磁感應強度值等於和它反向的個繞組的磁場的磁感應強 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的結合，組成了一個零序濾波系統，有效 地抑制了非線性負載產生的零序諧波返回到電網中。
如圖3所示，Ul、 U2、 U3代表U相中的三個繞組，V相、W相同U相。本方案每相中 採用了三線包的繞制方式，當零序諧波流過時，通過相—相間的磁場疊加，實現了磁場 的相互抵消，從而達到了濾除零序諧波的目的。下面具體的分析一下，當6、 7、 8流過 零序諧波電流時，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代表繞組的同名端)，Ie在U相的Ul、 U3 繞組中產生的磁場和I7在U相的U2繞組中產生的磁場方向相反，相互抵消，U相中的磁 感應強度幾乎為零。同理，可以得出V、 W相中的磁感應強度也幾乎為零。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。而當普通的三相交流電流 過本電抗時，由以上分析可知，當6、 7、 8流過三相交流電時，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 的黑點代表繞組的同名端)，16在U相的U1、 U3繞組中產生的磁場和I7在U相的U2繞 組中產生的磁場方向存在120度的相位差，通過矢量的疊加，磁感應強度成倍增加，U 相中的磁感應強度大大增加。同理，可以得出V、 W相中的磁感應強度也大大增加。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，由於線路電抗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 送到負載端，幾乎沒有衰減；如果負載端由零序諧波電流通過，由於線路電抗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。
實施例2:
本實施例和實施例1的區別在於，本實施例的具有零序濾波功能的變壓器的零序濾 波器的濾波電抗Zb的繞組的結構和實施例1的有區別，如圖4所示，本實施例的濾波電 抗Zb的每相的繞組設置為五個，每相中的五個繞組同向的兩個繞組的磁感應強度的和， 等於和其反向的另三個繞組的磁感應強度的和。
實施例3:
本實施例和實施例1的區別在於，本實施例的具有零序濾波功能的變壓器的零序濾 波器的濾波電抗Zb的繞組的結構和實施例1的有區別，如圖5所示，每相的繞組設置為 偶數個，其中半數的繞組的電流為正向，半數的繞組的電流為反向，其中各個繞組的磁
場的磁感應強度值相等。每相的繞組可以設置為四個，其中兩個繞組為正向，另兩個為 反向，其中各個繞組的磁場的磁感應強度值相等。
實施例4:
本實施例和實施例1的區別在於，本實施例的具有零序濾波功能的變壓器的零序濾
波器的濾波電抗Zb的繞組的結構和實施例1的有區別，如圖6所示，濾波電抗Zb每相 的繞組設置為六個，其中三個繞組為正向，三個為反向，其中各個繞組的磁場的磁感應
強度值相等。
實施例5:
本實施例和實施例1的區別在於，本實施例的具有零序濾波功能的變壓器的零序濾
波器的濾波電抗Zb的繞組的結構和實施例1的有區別，如圖7所示，濾波電抗Zb每相 的繞組設置為八個，其中四個繞組為正向，四個為反向，其中各個繞組的磁場的磁感應 強度值相等。
權利要求
1.一種具有零序濾波功能的電路變壓器，其包括變壓器，其特徵在於變壓器設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濾波器。
2. 根據權利要求1所述的純感性零序濾波器，其特徵在於純感性零序濾波器包括線路電 抗和濾波電抗。
3. 根據權利要求2所述的具有零序濾波功能的電路變壓器，其特徵在於濾波電抗包括三 相，三相分別和電源的三相連接，三相中都設置繞組，經過每相的繞組的正反向磁場的 磁感應強度大小相等，方向相反，互相抵消，每一相中的磁感應強度為零。
4. 根據權利要求3所述的具有零序濾波功能的電路變壓器，其特徵在於濾波阻抗每相的 繞組設置為三個或者三個以上，濾波阻抗每相的繞組設置為偶數個，其中半數的繞組的 電流為正向，半數的繞組的電流為反向，其中各個繞組的磁場的磁感應強度值相等。
5. 根據權利要求4所述的具有零序濾波功能的電路變壓器，其特徵在於濾波阻抗每相的 繞組設置為四個，其中兩個繞組為正向，另兩個為反向，其中各個繞組的磁場的磁感應 強度值相等。
6. 根據權利要求4所述的具有零序濾波功能的電路變壓器，其特徵在於濾波阻抗每相的 繞組設置為六個，其中三個繞組為正向，三個為反向，其中各個繞組的磁場的磁感應強 度值相等。
7. 根據權利要求4所述的具有零序濾波功能的電路變壓器，其特徵在於濾波阻抗每相的 繞組設置為八個，其中四個繞組為正向，四個為反向，其中各個繞組的磁場的磁感應強 度值相等。
8. 根據權利要求3所述的具有零序濾波功能的電路變壓器，其特徵在於:濾波阻抗每相的 繞組設置為三個或者三個以上，濾波阻抗每相的繞組設置為奇數個，其中正反向的繞組 的個數相差一個，正向繞組的磁場的磁感應強度的總和和反向的磁場的磁感應強度的總 和相等。
9. 根據權利要求8所述的具有零序濾波功能的電路變壓器，其特徵在於濾波阻抗每相的 繞組設置為三個，其中一個繞組的磁場的磁感應強度值等於和它反向的個繞組的磁場的 磁感應強度值的總和。
10. 根據權利要求8所述的具有零序濾波功能的電路變壓器，其特徵在於濾波阻抗每相 的繞組設置為五個，每相中的五個繞組同向的兩個繞組的磁感應強度的和，等於和其反向的另三個繞組的磁感應強度的和。
全文摘要
本發明涉及一種變壓器，具體地說，涉及一種交流電源使用的具有零序濾波功能的變壓器，提供一種設置有有非晶變壓器電力變壓器，並且同時具有濾除零序波的零序濾波器的變壓器，其可以大大降低配電變壓器的空載損耗，從而節約了能源，並且可以濾除零序波，其包括變壓器，變壓器設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濾波器，純感性零序濾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，從而節約能源，並且提出了一種簡單、高效的解決零序諧波電流問題的方案，並且不對其裝入的交流電網產生幹擾。
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 優先權日2007年8月25日
發明者張世軍, 李曉雨 申請人:青島雲路電氣有限公司