[发明专利]一种基于倒A型接线的平衡变压器及其供电方法

说明书

本发明公开了一种基于倒A型接线的平衡变压器及其供电方法，平衡变压器包括铁芯、一次侧绕组和二次侧绕组；一次侧绕组由三相绕组AN，BN，CN组成，采用星形接线，N为中性点；一次侧A、B和C构成三相系统；二次侧绕组中，A相为绕组dc，其中点为e，B相由绕组fd和db组成；C相由绕组ac和cf组成；绕组dc、cf和fd构成闭合的三角形，构成三次谐波电流的通路；二次侧a、e和e、b构成两相系统，e点为两相系统的公共点；同时，d、c、f构成三相系统，能对外提供三相电源，两相和三相系统能同时或者单独对外供电；该基于倒A型接线的平衡变压器结构紧凑，使用灵活，能有效避免供电的不平衡。

技术领域

本发明属于电力变压器领域，涉及一种基于倒A型接线的平衡变压器及其供电方法。

背景技术

传统的输配电系统为三相系统。但许多用户需要两相或者单相供电电源，这势必造成三相系统的不对称运行，产生较大的负序电流和零序电流分量。使电网供电质量下降，影响其他用户正常供电。在电气化铁路牵引网中，采用两相电源，其不对称运行尤为严重。对于110KV及以上三相电网，变压器高压侧一般均采用中性点接地运行方式，以降低变压器电压绝缘水平。这就要求变压器负载所产生的高压侧中性点接地电流(零序电流)必须在允许值以内。对于两相运行方式，减轻或消除负序电流和零序电流的重要方法就是采用平衡变压器。目前生产的平衡变压器采用Scott接线、LeBlanc接线或Woodbridge接线三种基本的形式，其他的变压器都是从这三种形式演变而来，其中比较有名的的是阻抗匹配平衡变压器，YN/A变压器。Scott接线变压器一次侧采用不对称T型连接，不能引出中性点接地点，材料利用率也不高，由于变压器高低压侧没有三角形回路，因此磁通及电压中含有三次谐波分量，影响电压波形，并给沿线通信带来干扰。另外，绕组和铁芯结构复杂；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，但高压侧没有中性点，需要按全绝缘设计，增加了成本。Woodbridge接线高压侧中性点可以直接接地，高压绕组可以按分级绝缘(相电压)设计，在低压侧有三角形回路，但低压侧两相出现无公共点，故需两台所内自耦变压器，增加了设备投资。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，两相出现有公共点，可引出接铁轨。但该变压器阻抗匹配较困难，需人为将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，以降低两延边绕组间的相互影响，故绕组结构复杂。若用于AT供电设计，则b相铁芯柱上将布置有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，故该种变压器只能用于直供和BT供电方式。YN/A平衡变压器其基本特性与阻抗匹配平衡变压器相同，也只能用于直供和BT供电方式。尚有二次侧梯形、双梯形接线等接线方案的三相变两相平衡变压器，目前还未见产品实施和应用。

传统的牵引主变压器只提供两相电源，但在牵引变电所中需要提供照明用电、测量系统、控制系统等三相电源。为降低成本，一般采用逆Scott变压器将变电所内两相电压(2×27.5kV)变换为三相电压(10.5kV或0.4kV)。也有采用单相或三相变压器将27.5kV降为10.5kV或0.4kV的三相电压，但属于不对称运行，增加了电网的负序电流。

因此，有必要设计一种新的三相变两相和三相变三相的平衡变压器及其供电方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于倒A型接线的平衡变压器及其供电方法，二次侧同时能提供两相和三相电源，两相输出有公共点，三相输出接近配电网电压等级(10.5kV或0.4kV)，综合性能优良，结构简单，生产实施方便，能实现平衡供电。

发明的技术解决方案如下：

一种基于倒A型接线的平衡变压器，包括铁芯、一次侧绕组和二次侧绕组；

一次侧绕组由三相绕组AN，BN，CN组成，采用星形接线，N为中性点；一次侧A、B和C构成三相系统；