[发明专利]配电变压器、配电系统及调节或控制配电变压器的方法

说明书

相关申请的引用

本申请请求于2012年8月24日提交申请的名称为“DISTRIBUTION TRANSFORMER(配电变压器)”的U.S.临时申请No.60/692,759的优先权，其中的至少一部分可以并入本文。

背景技术

本申请涉及配电领域，更具体地涉及被配置为调节负载电压的混合配电变压器。

现代社会进入数字时代需要开发一种更可靠的高质量的电力供应。向终端用户供电的不可缺少的部件是配电变压器。传统的配电变压器将一个电压的电转换为另一个电压的电，其可以是更高或更低的值。变压器使用初级绕组和次级绕组来实现这种电压转换，每一个绕组被缠绕在铁磁芯上，并包括一定匝数的电导体(例如金属导线或其它导体)。当前的配电系统中采用的传统配电变压器无法保护数字负载免受功率质量不佳的影响，例如陷落、增大、和/或畸变。据估计，世界各地的工业在电压扰动上每年花费了数百万美元。

有时，系统连接到配电线路以改善功率质量。这种系统的例子包括动态电压恢复(DVR)和静态VAR补偿器(SVC)。在供电的陷落和/或尖峰期间，DVR维持和/或恢复运行的电力负载，而SVC在电力网络中提供快速动作的功率补偿。通常将DVR和SVC“添加”在系统中，它们连接到传统配电变压器并与其一同使用。

发明内容

本申请的各方面解决了上述和/或其它问题。根据一个方面，提供了一种配电变压器，其具有从电源接收输入电压和输入电流的初级侧以及向负载提供输出电压和输出电流的次级侧。配电变压器包括至少第一铁磁芯和第二铁磁芯。第一绕组和第二绕组缠绕在第一铁磁芯上。控制绕组和第二绕组缠绕在第二铁磁芯上。所述第一或第二绕组中的至少一个被配置为连接到电源，并且所述第一或第二绕组中的至少一个配置为连接到所述负载。

根据另一方面，提供了一种配电系统，其包括链接在一起的两个或更多个变压器。配电变压器的各个变压器具有从电源接收输入电压和输入电流的初级侧以及向负载提供输出电压和输出电流的次级侧。各个变压器还包括至少第一铁磁芯和第二铁磁芯。第一绕组和第二绕组缠绕在第一铁磁芯上。控制绕组和第二绕组缠绕在第二铁磁芯上。所述第一或第二绕组中的至少一个被配置为连接到电源，并且所述第一或第二绕组中的至少一个配置为连接到所述负载。各个变压器还包括AC-AC转换器。

根据另一方面，提供了一种方法，用于调节配电变压器的输出电压或控制接收输入电压的配电变压器的初级侧上的功率因数中的至少一个。该方法包括在AC-AC转换器处接收由电源、第二绕组或辅助绕组中的至少一个输出的第一电信号，所述电源被配置为提供输入电压，所述第二绕组电耦合至负载，所述辅助绕组感性耦合到第一绕组，所述第一绕组电耦合到电源。所述方法还包括在AC-AC转换器处基于第一电信号产生控制电压。该方法还包括经由电耦合到所述AC-AC转换器的控制绕组，将所述控制电压施加至第二电信号，以用于调节配电变压器的输出电压或控制配电变压器初级侧上的功率因数中的至少一个。

附图说明

该申请是以示例的方式来示出，并不局限于附图，其中相同的附图标记通常表示相同的元件。

图1示出了示例的配电变压器的电磁变压器部分。

图2示出了示例的配电变压器的示意图。

图3示出了示例的配电变压器的示意图。

图4示出了示例的配电变压器的AC-AC转换器的示意图。

图5示出了示例的配电变压器的AC-AC转换器的示意图。

图6示出了示例的配电变压器的滤波器的示意图。

图7示出了示例的配电变压器的示意图。

图8示出了示例的配电变压器的示意图。

图9示出了如本文所述的示例方法的流程图。

具体实施方式

现在参考附图描述所要求保护的主题，其中相同的附图标记通常被用于指代相同的元件。在以下描述中，出于解释的目的，阐述了很多具体的细节，以提供对所要求保护的主题的全面理解。然而，很明显，所要求保护的主题可以在没有这些具体细节的情况下实施。在其他情形中，结构和装置以框图形式示出以便于描述所要求保护的主题。