[发明专利]一种集成电抗感应滤波变压器

说明书

本发明涉及一种感应滤波变压器，具体是一种集成电抗感应滤波变压器，属变压器技术领域。它包括四个绕组，从内到外分别为集成电抗绕组、阀侧绕组、滤波绕组和网侧绕组；所述的网侧绕组连接电网电源，所述的阀侧绕组连接整流系统，所述的滤波绕组连接调谐滤波器；调谐滤波器由集成于变压器中的集成电抗绕组与外部的电容器串联构成；当整流系统产生谐波电流时调谐滤波器产生相反的电流将谐波电流抵消。绕组的连接方式采用D，d0，yn11结构适用于低压配电网工况，在感应滤波基础上采取了基于非正交解耦的集成电抗方案，使其解决了调谐滤波系统电抗器的体积和占地面积过大的问题，避免了空心电抗器产生的磁场相互影响造成偏调谐，影响滤波效果的问题。

技术领域

本发明涉及一种感应滤波变压器，属变压器技术领域，具体是一种将电抗器集成于感应变压器的一种集成电抗感应滤波变压器，应用于交直整流系统。

背景技术

电力电子器件在电网中的广泛应用不可避免地给电网系统带来谐波污染等问题。大功率变流设备的使用会带来大量的谐波，如不采取有效的措施，则会使导致电网电压电流严重失真，电能质量降低，损害配电、用电设备，引起安全事故。

传统的电力滤波可以有效地对谐波进行滤除，解决电能质量的问题，通常措施有在网侧使用无源滤波器，有源滤波器亦或混合滤波器。但是传统的电力滤波方案无法解决连接非线性负载和配电网之间的电能质量问题。在大功率直流供电系统中换流变压器二次交流侧的相电流很高，因此无法在二次侧安装滤波以及无功补偿装置。故滤波装置需放在换流变压器的网侧，这意味着换流器产生的谐波可以在变压器中自由流通，这会使变压器产生振动、升温以及噪声等带来额外的损耗，降低了变压器的寿命，增加成本。无源滤波器在滤波系统中得到了广泛的应用，其中空心电抗器是其重要的部分，因为空心电抗器具有线性度好，噪音小的特点。然而空心电抗器的体积大，而且为了避免各电抗器的磁通相互影响，需要为此留出足够的空间，因此影响了其在空间有限的场合使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成电抗感应滤波变压器，用来解决现有滤波方案中谐波流经变压器会对变压器本体造成损耗的问题，以及空心电抗器的占地面积大而影响使用的限制。

为了实现上述目的，本发明是以如下技术方案实现的：一种集成电抗感应滤波变压器，它包括变压器主体，所述变压器主体电路包括四个绕组，从内到外分别为集成电抗绕组、阀侧绕组、滤波绕组和网侧绕组；所述的网侧绕组连接电网电源，所述的阀侧绕组连接整流系统，所述的滤波绕组连接调谐滤波器；所述的调谐滤波器由集成与变压器中的集成电抗绕组与外部的电容器串联构成；当整流系统产生谐波电流时，调谐滤波器产生相反的电流将谐波电流抵消。

所述的变压器中网侧绕组、滤波绕组、阀侧绕组接线方式为D，d0，yn11的接线方式，即一次网侧绕组为三角形接法，并接于网侧电源，二次阀侧绕组为星形连接，与整流系统和非线性负载连接，三次滤波绕组为三角形连接，并与调谐滤波器串联。

所述的集成电抗绕组是基于非正交解耦的集成电抗绕组。

所述的滤波绕组为零阻抗设计，实现超导。滤波绕组零阻抗设计通过改变绕组的间距、轴向和辐向尺寸实现：

其中Z_k12、Z_k13、Z'_k23分别为网侧-阀侧、网侧-滤波侧、阀侧-滤波侧的短路阻抗。

采用了此结构由于磁势平衡原理与调谐滤波器相互作用，实现谐波抑制，补偿无功，减小变压器网侧容量。

新型集成电抗感应滤波变压器具有以下特点：

(1)集成电抗感应滤波变压器一次网侧接线采用三角形接线法其能够对高次谐波起到抑制作用，而且Dyn11接线法有利于单相短路接地故障的切除。