[实用新型]三相—两相平衡变相变压器

说明书

本实用新型是将电压幅值相等、相位差为120°电角度的三相对称电力系统变换为电压幅值相等、相位差为120°电角度的两相电力系统的变相变压器，以满足两相交流供电的需要；也可以将电压幅值相等、相位差为90°电角度的两相电力系统变换为三相对称电力系统。当各输出臂负荷幅值相等、性质相同时，能保持输入侧电网的对称性不变。

本实用新型是三相-两相平衡变相变压器新的接线方式和绕组配置的发明。

铁路和矿井的交流牵引电源多采用两相或单相供电，而电力系统电网多为三相对称系统。如果从对称三相电力系统中强行取用两相或单相电源，必将导致三相电力系统的对称性遭到破坏，在运行时将向电网反送负序和零序电流，这给电力系统的安全运行和经济性带来严重影响。采用三相平衡变两相的变压器可以大大地减轻或消除负序或零序的不良影响。目前，国内外广泛使用的三相变两相变压器有Scott、Leblanc、Woodbridge(及其变形)和Kübler、(YN,V,d)等，现将各种接线方式主要特征与本实用新型特征列表分析如下：现使用技术与本实用新型性能特征比较表

从上表可以看出，本实用新型三相侧有高电压电力系统所希望满足的中性点大电流接地点，这样可以降低高压绕组绝缘水平；两相侧也有-公共点可供接地用，特别适用于铁路牵引BT供电方式(BT供电设备简单、电压水平低、运行经济)；设计制造难度低；线圈数量少，减少了线圈绝缘空道，而且不需因阻抗匹配人为增加空道距离，产品实际体积最小；变压器理论结构容量除Scott、Kübler外，也是最小的。

另外，由于单臂不对称运行时，参与运行的导线截面较其它接线方式都大，减小了此工况下的负载损耗，可降低变压器运行成本。因此本实用新型是非常具有社会价值的发明。

图1a)中，三个匝数均为W₁的线圈接成星形，中性点可引出接地，构成三相YN接法。当三相侧电压≤60kV时，三个线圈还可以接成三角形，如图4。三相侧绕组的三个首端分别被命名为A、B、C端子，分别接入三相对称电力系统A相、B相、C相。

图1b)中，三角形每边线圈的匝数均为W₂，其中带有抽头边的线圈可制成一个带抽头线圈，也可以制成匝数为倍W₂和倍w₂的两个线圈串联而成。延伸边的匝数为w₃连接在三角形抽头边的线圈抽头上，形成“”接线(即d′)。两相侧输出端口是由延伸边首端和公共点、三角形一个顶点与公共点所构成的，分别被命名为β和α端口，两相侧输出端口电压_αc和_βc幅值相等，相位差为90°电角度。

输出端口α和β间电的联系有一公共边，这样，在两相侧负荷电流对称时，变压器三相侧无负序、无零序电流产生；当两相侧负荷电流不对称时，变压器三相侧负序电流也比其它接线方式小，零序电流为零。