K-係數變壓器的製作方法

2023-05-24 00:19:51 1

專利名稱：K-係數變壓器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電力設備，具體來說，是涉及一種K-係數變壓器。
背景技術：
隨著電力電子技術的發展，大功率非線性負載大量出現。例如大型數據中心，重要的計算機房，綜合性辦公大樓等。這些負載一方面容易受到來自電源的諧波幹擾，另一方面其自身也會產生較多的諧波信號，既有共模信號，也有差模信號。來自負載的諧波注入電網後，會干擾其他用電設備，甚至幹擾UPS (變流器)的控制模塊。這些諧波信號同時還會對為其供電的隔離變壓器產生一系列危害，降低供電可靠性。如導致供電變壓器過熱，使用壽命大大縮短，嚴重時甚至還會使變壓器在短時間內燒壞。因此，要作為這類負載供電的隔離變壓器，必須同時具備下列幾個特點:1、具有較強的抗諧波能力。當負載或電源側諧波含量較高時，變壓器能夠安全運行；2、大容量的變壓器繞組採用箔式繞組(銅箔或鋁箔)，降低諧波產生的損耗；3、初級繞組三角形聯結，次級繞組星形聯結；4、各相負載大小相差較大時，中性線不致過熱；5、對於來自負載或電源的諧波具有抑制作用，避免相互幹擾；6、根據應用要求，設置不同形式的屏蔽繞組；屏蔽繞組採用銅箔；7、具有較小的合閘湧流。系統中的諧波大小通常從頻率和含量兩方面考核。為了綜合考量系統中諧波的含量，通常用K係數來衡量。在此背景下，開發了分別適應不同K-係數環境的變壓器一K-係數變壓器。但是，現有市場上，還沒有一種K-係數變壓器能夠完全克服普通變壓器的不足，同時滿足上述要求。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種K-係數變壓器，克服了普通隔離變壓器的不足，可適用於運行在諧波含量較高的電路環境中，具有濾波功能，能夠有效降低變流器和負載諧波之間的諧波互相干擾。本實用新型的目的是這樣實現的:一種K-係數變壓器，包括:一個變壓器上鐵軛、一個變壓器下鐵軛、1-3個變壓器鐵心柱，與所述鐵心柱數量相同的次級線圈繞於對應鐵心柱上，與所述鐵心柱數量相同的初級線圈繞於對應次級線圈外部，所述初級線圈和次級線圈之間繞有一層或兩層屏蔽繞組，所述各屏蔽繞組的引線連接至對應的接線端子上。進一步地，作為本實用新型的一種優選方案，在所述次級線圈與鐵心柱之間也設
有一層屏蔽繞組。進一步地，作為本實用新型的一種優選方案，在所述初級線圈的外部也設有一層屏蔽繞組。其中，所述屏蔽繞組的引線為耐高溫絕緣電纜；所述屏蔽繞組為銅箔或鋁箔。 當所述變壓器鐵心柱為一個時，所述變壓器鐵心柱為EI型鐵心柱，所述K-係數變壓器為單相變壓器；當所述變壓器鐵心柱為兩個時，所述K-係數變壓器為單相變壓器；當所述變壓器鐵心柱為三個時，所述K係數變壓器為三相變壓器。所述變壓器鐵心柱上可以設有氣隙，也可以不設氣隙。當變壓器鐵心柱上設有氣隙時，所述氣隙設在鐵心柱中間或鐵心柱與上鐵軛/下鐵軛的交接處。其中，所述鐵心柱為非晶鐵心柱、取向矽鋼鐵心柱或無取向矽鋼鐵心柱；所述上鐵軛或下鐵軛為4 ^晶鐵軛、取向矽鋼鐵軛或無取向矽鋼鐵軛。本實用新型根據計算不同K係數條件下，變壓器鐵心和繞組中的損耗，設計溫升、合閘湧流等方面滿足要求的變壓器電磁方案和結構方案，使之能夠在諧波含量較高的環境下安全運行，保證變壓器運行在相應的K係數環境下，不會超過允許的溫升；變壓器空載合閘湧流不超過允許範圍，一般可做到10倍以下，變壓器空載合閘時不會引起其前級開關跳閘；通過設置在初級線圈和次級線圈之間的屏蔽繞組實現濾波功能，有效地抑制了電源和負載之間的相互幹擾，保證電源和負載均可安全運行。

通過以下本實用新型的實施例並結合附圖的描述，示出本實用新型的其它優點和特徵，該實施例以實例的形式給出，但並不限於此，其中:圖1為本實用新型K-係數變壓器的鐵心柱的數量為三個時的結構示意圖；圖2為圖1中所示實施例的左側視圖方向的結構示意圖；圖3為本實用新型K-係數變壓器的鐵心柱的數量為兩個時的結構示意圖；圖4為圖3中所示實施例的左側視圖方向的結構示意圖5為本實用新型K-係數變壓器的鐵心柱的數量為一個時的結構示意圖；圖6為圖5中所示實施例的左側視圖方向的結構示意圖；圖7為本實用新型K-係數變壓器的鐵心柱的剖面結構示意圖(屏蔽繞組的第一種設置方式);圖8為本實用新型K-係數變壓器的鐵心柱的剖面結構示意圖(屏蔽繞組的第二種設置方式);圖9為本實用新型K-係數變壓器的鐵心柱的剖面結構示意圖(屏蔽繞組的第三種設置方式);圖10為本實用新型K-係數變壓器的鐵心柱的剖面結構示意圖(屏蔽繞組的第四種設置方式)。
具體實施方式
如圖1、圖2所示，一種K-係數變壓器，包括一個變壓器上鐵軛1、一個變壓器下鐵軛3和三個變壓器鐵心柱2，每個鐵心柱2的外部分別繞有一組次級線圈4繞和一組初級線圈5，每個鐵心柱上均設有屏蔽繞組6，結合圖7所示，一組次級線圈4繞於鐵心柱2上，一組初級線圈5繞於次級線圈4的外部，初級線圈5和次級線圈4之間繞有一層屏蔽繞組6，屏蔽繞組6的引線連接至對應的接線端子7上。其中，屏蔽繞組6為銅箔或鋁箔，其引線為耐高溫絕緣電纜。本實施例中，變壓器鐵心柱2的數量為三個，本實用新型K係數變壓器為三相變壓器。[0027]變壓器鐵心柱2上可以設有氣隙，也可以不設氣隙。氣隙可以設在鐵心柱2中間或鐵心柱2與上鐵軛I或下鐵軛3的交接處，附圖中未示出氣隙結構。其中，鐵心柱2為非晶鐵心柱、取向矽鋼鐵心柱或無取向矽鋼鐵心柱；上鐵軛I或下鐵軛3為非晶鐵軛、取向矽鋼鐵軛或無取向矽鋼鐵軛。屏蔽繞組的設置方式有多種，如圖7所示為其中一種:一組次級線圈4繞於鐵心柱2上，一組初級線圈5繞於次級線圈4的外部，初級線圈5和次級線圈4之間繞有一層屏蔽繞組6，屏蔽繞組6的引線連接至對應的接線端子7上。如圖8所示為屏蔽繞組的第二種設置方式:一組次級線圈4繞於鐵心柱2上，一組初級線圈5繞於次級線圈4的外部，在初級線圈5和次級線圈4之間繞有一層屏蔽繞組6，在次級線圈4和鐵心柱2之間也繞有一層屏蔽繞組6，屏蔽繞組6的引線連接至對應的接線端子7上。如圖9所示為屏蔽繞組的第三種設置方式:一組次級線圈4繞於鐵心柱2上，一組初級線圈5繞於次級線圈4的外部，在初級線圈5和次級線圈4之間繞有一層屏蔽繞組6，在次級線圈4和鐵心柱2之間也繞有一層屏蔽繞組6，以及在初級線圈5的外部仍繞有一層屏蔽繞組6，蔽繞組6的引線連接至對應的接線端子7上。如圖10所示為屏蔽繞組的第四種設置方法:其與第三種方法的差別在於，本方法中，初級線圈5和次級線圈4之間繞有兩層屏蔽繞組6。如圖3、圖4所示，當變壓器鐵心柱2的數量為兩個時，本實用新型K-係數變壓器為單相變壓器，包括一個變壓器上鐵軛1、一個變壓器下鐵軛3和兩個變壓器鐵心柱2。每個鐵心柱2的外部分別繞有一組次級線圈4繞和一組初級線圈5，每個鐵心柱上均設有屏蔽繞組6，屏蔽繞組的設置方式可選擇如圖7-10中所示的任意一種。變壓器鐵心柱2上可以設有氣隙，也可以不設氣隙。氣隙可以設在鐵心柱2中間或鐵心柱2與上鐵軛I或下鐵軛3的交接處，附圖中未示出氣隙結構。其中，鐵心柱2為非晶鐵心柱、取向矽鋼鐵心柱或無取向矽鋼鐵心柱；上鐵軛I或下鐵軛3為非晶鐵軛、取向矽鋼鐵軛或無取向矽鋼鐵軛。如圖5、圖6所示的K-系變壓器為單相變壓器，包括一個變壓器上鐵軛1、一個變壓器下鐵軛3和一個變壓器鐵心柱2。變壓器鐵心柱2為EI型鐵心柱(如圖5所示)，鐵心柱2的外部繞有一組次級線圈4繞和一組初級線圈5，鐵心柱2上還設有屏蔽繞組6，屏蔽繞組的設置方式可選擇如圖7-10中所示的任意一種。變壓器鐵心柱2上可以設有氣隙，也可以不設氣隙。氣隙可以設在鐵心柱2中間或鐵心柱2與上鐵軛I或下鐵軛3的交接處，附圖中未示出氣隙結構。其中，鐵心柱2為非晶鐵心柱、取向矽鋼鐵心柱或無取向矽鋼鐵心柱；上鐵軛I或下鐵軛3為非晶鐵軛、取向矽鋼鐵軛或無取向矽鋼鐵軛。
權利要求1.一種K-係數變壓器，其特徵在於，包括:一個變壓器上鐵軛、一個變壓器下鐵軛、1-3個變壓器鐵心柱，與所述鐵心柱數量相同的次級線圈繞於對應鐵心柱上，與所述鐵心柱數量相同的初級線圈繞於對應次級線圈外部，所述初級線圈和次級線圈之間繞有一層或兩層屏蔽繞組，所述各屏蔽繞組的引線連接至對應的接線端子上。
2.如權利要求1所述的K-係數變壓器，其特徵在於:在所述次級線圈與鐵心柱之間設有一層屏蔽繞組。
3.如權利要求1所述的K-係數變壓器，其特徵在於:在所述初級線圈的外部設有一層屏蔽繞組。
4.如權利要求1-3中任一權利要求所述的K-係數變壓器，其特徵在於:所述屏蔽繞組的引線為耐高溫絕緣電纜。
5.如權利要求1-3中任一權利要求所述的K-係數變壓器，其特徵在於:所述屏蔽繞組為銅箔或鋁箔。
6.如權利要求1所述的K-係數變壓器，其特徵在於:所述變壓器鐵心柱為一個時，所述變壓器鐵心柱為EI型鐵心柱。
7.如權利要求1所述的K-係數變壓器，其特徵在於:所述變壓器鐵心柱上設有氣隙。
8.如權利要求7所述的K-係數變壓器，其特徵在於:所述氣隙設在鐵心柱中間或鐵心柱與上鐵軛/下鐵軛的交接處。
9.如權利要求1所述的K-係數變壓器，其特徵在於:所述鐵心柱為非晶鐵心柱、取向矽鋼鐵心柱或無取向矽鋼鐵心柱。
10.如權利要求1所述的K-係數變壓器，其特徵在於:所述上鐵軛或下鐵軛為非晶鐵軛、取向矽鋼鐵軛或無取向矽鋼鐵軛。
專利摘要本實用新型涉及一種K-係數變壓器。其目的是提供一種K-係數變壓器，克服了普通隔離變壓器的不足，可適用於運行在諧波含量較高的電路環境中，具有濾波功能，能夠有效降低變流器和負載諧波之間的諧波互相干擾。一種K-係數變壓器，包括一個變壓器上鐵軛、一個變壓器下鐵軛、1-3個變壓器鐵心柱，與所述鐵心柱數量相同的次級線圈繞於對應鐵心柱上，與所述鐵心柱數量相同的初級線圈繞於對應次級線圈外部，所述初級線圈和次級線圈之間繞有一層或兩層屏蔽繞組，所述各屏蔽繞組的引線連接至對應的接線端子上。
文檔編號H01F27/30GK203070896SQ201220681548
公開日2013年7月17日 申請日期2012年12月11日 優先權日2012年12月11日
發明者曹祥雄, 徐啟惠, 曹仲飛 申請人:上海意蘭可電力電子設備有限公司