[发明专利]T接线平衡变压器

说明书

技术领域

本发明属于平衡变压器技术领域，涉及一种三相变两相平衡变压器。

背景技术

我国的电力系统采用的是三相交流制，但某些特殊用户需要两相或单相供电电源，这会造成三相系统的不对称运行和严重的负序问题。电气化铁路牵引供电系统就是特殊的两相供电系统，目前解决牵引供电系统负序问题的方法是牵引变压器采用三相变两相平衡接线方式。目前国内外平衡变压器接线方式主要有Scott接线、LeBlanc接线或Woodbridge接线三种基本形式。

Scott接线变压器高压侧不能引出中性点接地运行，并且材料利用率和容量利用率不高，低压侧也没有三角形回路，因此电压中含有三次谐波分量，造成严重的通信干扰。

LeBlanc接线变压器一次侧接成三角形，消除了三次谐波磁通的影响，但是高压侧没有中性点，需要按全绝缘设计，增加了成本，用于电气化铁路AT供电时，由于低压侧两相没有公共点，需要增加两台容量为主变压器容量一半的自耦变压器，整体投资增加。

Woodbridge接线变压器中性点可以直接接地，高压绕组可以按分级绝缘设计，在低压侧有三角形回路，但是低压侧两相出现无公共点，需要两台自耦变压器，这也较大的增加了设备投资。

国产的平衡变压器主要是阻抗匹配平衡变压器，阻抗匹配平衡变压器高压侧中性点可以直接接地，低压侧有三角形回路，两相出线有公共点可以引出接铁轨。但是阻抗匹配平衡变压器的绕组阻抗匹配较困难，需要人为将a相(或c相)低压绕组进行拆分，以满足等值阻抗的匹配关系，b相两延边低压绕组需做交叉布置，并要求耦合紧密，以降低两眼边绕组的相互影响，故绕组结构复杂。若用于AT供电设计，则b相铁芯柱上将布置7个绕组，即一个高压绕组，6个低压绕组。低压绕组中4个均要作交叉布置，使设计上难以实现。所以阻抗匹配平衡变压器只能用于直供和BT供电方式。

目前电气化铁路牵引供电系统的主流供电方式是AT供电方式，并且对于平衡变压器要求两相或三相绕组对称，这给生产实施带来了困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提出一种接线简单，绕组对称性好的三相变两相平衡变压器接线方法。该接线方式结构简单，材料利用率高，生产实施难度小，并且适用于电气化铁路AT供电系统。

本发明的技术方案如下：

一种T接线平衡变压器，包括一台T接线三相变两相变压器和一台变比为的升压自耦变压器，T接线三相变两相变压器二次侧两相中的一相连接升压自耦变压器。其中T接线三相变两相变压器的接线方法是本发明的核心，T接线三相变两相变压器包括铁芯、一次侧绕组和二次侧绕组。铁芯为三相柱式铁芯或者三相壳式铁芯。一次侧绕组采用Y型接线，中性点N允许接地，一次侧绕组匝数均为W₁。

二次侧绕组为三角形接法。A相绕组由ao和ob两个绕组组成，B相绕组为bc绕组，C相绕组为ca绕组。ao和ob绕组匝数均为0.5W₂，bc和ca绕组匝数均为W₂。A相的两个绕组ao和ob以o为公共连接点，连接成为ab绕组。ab、bc和ca三个绕组分别以a、b、c为公共连接点接成三角形，引出a、b、c、o四个电压输出端。其中a、b输出端输出电压U_ab，c、o输出端输出电压U_co。以上描述的接线方式构成T接线三相变两相变压器的接线方法。输出相位相差90°的两相电压，并且输出电压有效值关系如下式所示：

Uco=32Uab---(1)]]>

T接线三相变两相变压器输出的两相电压有效值大小不同，因此U_co需要经过一台变比为的升压自耦变压器将电压升至与U_ab有效值大小相同。经过升压后的输出电压作为U_α，U_ab作为输出电压U_β。