[发明专利]三相变压器系统及具有其的电网

说明书

技术领域

本发明涉及变电技术领域，具体而言，涉及一种具有可变电抗的三相变压器系统以及具有三相变压器系统的电网。

背景技术

变压器（Transformer）是利用电磁学的电磁感应原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）。变压器常用作升降电压、变压器匹配阻抗和安全隔离等。

通常，变压器的电抗是由其自身尺寸和结构型式决定的，对于确定型号的变压器，其电抗是固定的。但是，在工业应用中通常需要提供这样的变压器，该变压器电抗可调，以向电网中注入电感电流。

例如，在风力发电或者冶金行业中，需要动态调节电网线路的功率因素，这就有必要需要单独地设置电抗器，以调节电网中的电感电流，进而提高电网的功率因素。但这必然造成成本的极大增加。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种三相变压器系统，可以动态调节线路的功率因素，稳定电网电压输出，节约了一次性的投入。

另外，本发明需要提供一种电网，所述电网可以进行调节电网中的电感电流，并提高其功率因素。

为达到上述目的，本发明实施例的第一方面提出了一种三相变压器系统，包括三相变压单元，其中每相变压单元包括：铁芯；第一和第二低压绕组，所述第一和第二低压绕组并联设置在所述铁芯上，其中所述三相变压单元中的所述第一低压绕组和所述第二低压绕组分别进行星形连接；高压绕组，所述高压绕组套装在所述第一和第二低压绕组上。该三相变压器系统并且包括直流电源，所述直流电源的正极和负极分别连接至星形连接的所述第一低压绕组和所述第二低压绕组的中性点。

根据本发明实施例的三相变压器系统，通过调节直流电源的电压大小来改变三相变压单元的铁芯的磁饱和度，从而改变三相变压单元的电抗值，以实现该三相变压器电抗可调。由此在应用中，使用该三相变压器相当于传统的三相变压器和电抗器的组合，从而降低了工业应用成本。

在本发明的一个实施例中，所述直流电源的电压大小可调。由此可以根据需要调节电抗的大小。

在本发明的一个实施例中，所述第一低压绕组和第二低压绕组的横截面为椭圆形，且所述高压绕组的横截面为矩形。

并且，所述高压绕组与所述第一低压绕组以及所述高压绕组与所述第二低压绕组的匝数比相同。

在本发明的一个实施例中，所述三相变压单元的高压绕组可以呈三角形连接。

在本发明的一个实施例中，所述铁芯通过并置的第一固定件和第二固定件并行固定。

并且，所述铁芯一体形成，所述铁芯还包括：上铁芯体和下铁芯体；以及三对铁芯柱，所述三对铁芯柱分别平行连接至上铁芯体和下铁芯体且每对所述铁芯柱上分别缠绕所述第一、第二低压绕组和所述高压绕组。

为达到上述目的，本发明实施例的第二方面还提出了一种电网，该电网包括：主电网；局域电网，所述局域电网通过主升压变压器对所述主电网供电；至少一个风力发电单元，所述风力发电单元通过上述的三相变压器系统对所述局域电网供电；以及控制器，所述控制器用于根据所述局域电网的输入侧或者输出侧的电网功率因素而控制所述直流电源的电压。

根据本发明实施例的电网，通过控制电网中三相变压器系统的直流电源的电压大小，从而产生电感电流，并注入电网，达到了动态调节电网线路功率因素的目的，提高发电、变电以及用电设备的有功功率，稳定输变电的电网电压，改善电能质量。同时，不再需要另外增加可调电抗器等设备，大大节约了一次性的成本投入。

此外，在本发明的实施例中，所述电网还包括：电容补偿单元，所述电容补偿单元用于对所述至少一个风力发电单元的输出进行无功补偿。

本发明实施例的第三方面还提出了一种局域电网，包括所述的三相变压器系统。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的三相变压器系统的原理示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的三相变压单元的俯视图；

图3为根据本发明的一个实施例的三相变压单元的剖视图；

图4为根据本发明的一个实施例的电网的供电网络示意图；以及

图5为根据本发明的一个具体示例的电网的供电网络示意图。