[发明专利]一种改进的多功能变压器

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统送变电技术领域，特别涉及一种改进的多功能变压器。

背景技术

电力变压器在电力系统中的应用非常广泛。电力变压器可把高电压变换为低电压，也可把低电压变换为高电压。

电抗器在电力系统中的应用也很广泛。电抗值可以连续调节的可控饱和电抗器简称为饱和电抗器或磁控电抗器。

至今，电力变压器与饱和电抗器这两种设备都是分别研究，分别制造。如果一座变电站同时需要电力变压器与饱和电抗器这两种设备，则设备的总体积大、铁芯重、价格高、占地面积大。

由于“不论变压器铁芯饱和度的变化是多少，引起变压器漏抗的变化不大于7％。”所以，在一台饱和电抗器铁芯的基础上，可以同时实现变压器和饱和电抗器两种功能。变压器模块工作不影响饱和电抗器模块的性能，饱和电抗器模块工作不影响变压器模块的性能。CN201410461882.1，CN 201510010431.0提出的多功能变压器，但其中的饱和电抗器模块的性能不够好，结构可以改进。

发明内容

本发明的目的就是为解决上述问题，提供一种性能更好、结构更合理的改进的多功能变压器。

为实现上述目的，本发明采用如下方法：

一种改进的多功能变压器，它包括安装在同一闭环铁芯上的饱和电抗器和变压器；其中，

所述变压器由一次线圈和二次线圈组成；

所述饱和电抗器共用变压器一次线圈，饱和电抗器其余部分不连接变压器线圈，且不接入电力系统；包括一对结构相同的直流线圈，分别安装在所述闭环铁芯的两铁芯柱上；所述各直流线圈都有抽头；两直流线圈的同名端连接，一个直流线圈的异名端经过一个反向晶闸管与另一直流线圈的抽头连接，另一个直流线圈的异名端经过一个正向晶闸管与前一直流线圈的抽头连接；

所述两晶闸管的控制端接控制电路，控制电路控制两晶闸管触发角的大小；连续调节两直流线圈直流电流的大小，实现饱和电抗器电抗值的连续调节。

该种形式的多功能变压器其直流线圈减为两个，从而使得整个多功能变压器结构简化，但其中的变压器部分与饱和电抗器部分相互影响小，即便变压器部分负载电流有变化，也不会影响饱和电抗器部分的性能。

一种改进的多功能变压器，它包括安装在同一闭环铁芯上的饱和电抗器和变压器；其中，

所述变压器由一次线圈和二次线圈组成；

所述饱和电抗器共用变压器一次线圈，饱和电抗器其余部分不连接变压器线圈，且不接入电力系统；包括两对结构相同的直流线圈，分别安装在所述闭环铁芯的两铁芯柱上，每对直流线圈均由一只没有抽头的直流线圈和一只有抽头的直流线圈组成；没有抽头的两直流线圈的同名端连接，异名端分别连接另一铁芯柱上有抽头的直流线圈的同名端，一个有抽头的直流线圈的异名端经过一个反向晶闸管与另一有抽头的直流线圈的抽头连接，另一个有抽头的直流线圈的异名端经过一个正向晶闸管与前一有抽头的直流线圈的抽头连接；

所述两晶闸管的控制端接控制电路，控制电路控制两晶闸管触发角的大小；连续调节两直流线圈直流电流的大小，实现饱和电抗器电抗值的连续调节。

该种多功能变压器直流线圈有四个，但同一铁芯柱上的两直流线圈电流产生对撞，从而有效缩短了直流磁通的暂态相应时间，进一步提升了饱和电抗器部分的性能。

所述变压器的一次线圈由四只交流线圈组成，各交流线圈匝数相等，分别安装在所述闭环铁芯的两铁芯柱上；不同铁芯柱上的两只交流线圈正向串联形成两交流线圈串，然后两交流线圈串并联形成一次线圈。

所述一次线圈中，至少一个铁芯柱上的两交流线圈间串联续流二极管，为交流线圈中高次谐波提供整流通道。该续流二极管的设置，可为多功能变压器上的各交流线圈与直流线圈提供电压平衡，从而提高多功能变压器的性能。

所述变压器的二次线圈由位于所述闭环铁芯的两铁芯柱上的一对交流线圈正向串接构成；各交流线圈匝数相等。

所述有抽头的两直流线圈的抽头的匝数比δ相等，皆小于1/3。

所述当控制电路控制两晶闸管全截止时，两晶闸管的整流电路不工作，各直流线圈的直流电流等于零，变压器一次线圈有最大电抗值Zmax；

控制电路控制各晶闸管全导通时，流过各直流线圈的直流电流达到最大设计值，变压器一次线圈有最小电抗值Zmin。