[实用新型]谐波屏蔽平衡变压器

说明书

本实用新型属于一种谐波屏蔽平衡变压器。具体涉及将三相对称的供电系统，变换为二相幅值相等、彼此相位差为90°电角度的二相平衡系统，且在实现三相变二相的过程中，不仅利于抑制负序电流，还对谐波起到屏蔽作用，把用户电流中含有的不良分量，通过电磁变换加以阻挡隔离，使之不能流窜到原方系统，避免有害成份对原方电网引起干扰和危害，这便要把平衡变压器的变压与变相，同谐波屏蔽的电磁关系全面协调起来，以取得更优的综合效益。

专利号为ZL92107152.3的阻抗匹配平衡变压器已实施开发成产品并推广应用。其特点是采用三相变两相的新型接线和阻抗匹配原理，控制相关绕组的电流分布和相位关系，以实现三相对两相的平衡变换，即使两相负荷不等，原方三相电流总能保持平衡，而在两相负荷相等时，原方三相电流形成对称，故可采用三相三柱等截面铁心，在原方引出中性点接地，降低材料消耗，能有效抑制负序电流，减少功率损耗和压降损失，受到用户欢迎。不足的是对负荷引起的谐波干扰仍和已有牵引变压器一样，单纯依靠外接的补偿电容和串有的小值电感支路构成的调谐分流的无源滤波来完成，为避开谐振过电压和合闸涌流的危害，其串接的电感电抗X_L较容抗X_C的l/n²值(n为滤波的谐波次数)明显偏大，削弱了滤波的效果。该阻抗匹配平衡变压器作电气化铁道牵引变电所的主变压器向电力机车供电，负荷电流的谐波含量较大，会对电网带来公害影响，此专利产品虽受到用户欢迎，但滤波效果仍不太佳。

现有的滤波措施都是在负荷供电点接入外加的滤波设备，除上述的无源滤波外，国外工业先进国家还采用有源滤波装置，后者备有电力电子器件构成的谐波源，按测知的谐波实时制造反向的谐波与之相抵消，这虽改善了滤波效果，但其成本昂贵、技术难度大，难以推广应用。

本实用新型的目的是保持专利号为ZL92107152.3的阻抗匹配平衡变压器的技术优点，在不依靠外加元器件的条件下，改进变压器的电磁协调关系，增补滤波功能，对高压原方起到谐波屏蔽的隔离作用，从而把对用户的供电与对用户引起有害干扰的治理结合起来，以发挥牵引变压器的最佳效益。

本实用新型的技术方案为：它包括铁心A、B、C三相绕组，油箱及散热器等，三相侧AX、BY、CZ为星形或三角形接线，二相侧在abc三角形接线的基础上，在ab两端外加两个支臂绕组ad和be，A、C相绕组的布置相同均为三绕组，绕组ac(和bc)分成二个绕组af、fc(和bg、gc)串联，中间相B相为四绕组，A、B、C三相电磁容量相等，安匝数各自平衡，各绕组匝数关系为

W_AX＝W_BY＝W_CZ＝W_I

W_ab＝W_bc＝W_ca＝W_II

W_da＝W_bc＝0.5(1.732-1)W_II＝0.366W_II

作为平衡变压器，不仅空载时要使两相电势形成90°的相位差，且在带负荷后也应维持两相输出电压为90°的相位差不变，这便不单决定于绕组匝数，还与其阻抗有关，采用阻抗匹配方法，控制相关绕组的电流分布及其相位关系，保持压降为一定比值，这对实现三相对两相的平衡变换十分重要。本实用新型A、B、C三相各绕组的等值漏阻抗的关系为：

原方三相Z_AX＝Z_BY＝Z_CZ＝Z_I

副方三角形Z_bc＝Z_ca＝Z_II  Z_ab＝2.732Z_II

外延支臂Z_da＝Z_bc，其值按c、d、e三点短接时，从原方看进去的三相短路阻抗相等的条件确定。本实用新型的特点是：引出套管除接有三相A、B、C和两相输出的c、d、e外，还有屏蔽绕组的引出端f和g，其抽头两端绕组匝数满足

W_fc＝W_gc＝yW_II＝0.634W_II

W_af＝W_bg＝(1-y)W_II＝0.366W_II