专利名称：具有零序滤波功能的变压器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种变压器，具体地说，涉及一种交流电源使用的具有零序滤波功能的 变压器。
背景技术：
目前，国内的大部分变压器生产厂家已经注意到了零序谐波的危害性，所生产的配 电变压器(无论是油变和千变)已同国际市场接轨，都采取了滤除零序谐波的措施，其 中最常用的-种措施是把电力变压器的负载侧做成三角形接线方式的结构，包括厶| 和YI两种接线方式，当非线性负载产生的零序谐波进入变压器后，因为变压器负载侧 采取了三角形接法，零序谐波电流在变压器中形成了环流，从而有效的削弱谐波向系统 倒送，这样零序电流就不会传到上级电网，不会使上级电网零序保护误动作。实现了零 序滤波的功能。但是，有些场合必须用AlY或者YIY的接线方式，在这些情况下，为了 抑制零序谐波电流，可以在电路中增加LC电路，或者使用我们公司的具有零序滤波功 能的电力变压器。LC电路，连接方式和电路都很复杂，器件匹配比较困难。虽然，负载 侧接成三角形接法的电力变压器能够有效的滤除零序谐波，但是，零序谐波在变压器中 形成的环流，还会增大在变压器的绕阻和铁心上的损耗，会引起额外的损耗并增加绕阻 的温度，更高的零序谐波频率会增大磁损及涡流损耗。
发明内容
本发明的目的在于克服以上缺陷，提供一种设置有非晶变压器电力变压器，并且同 时具有滤除零序谐波的变压器，其可以大大降低配电变压器的空载损耗，从而节约了能 源，并且可以滤除零序波。
本发明的零序滤波器的技术方案是这样的其包括变压器，变压器设置为非晶电力 变压器，非晶电力变压器上连接有纯感性零序滤波器。
纯感性零序滤波器包括线路电抗和滤波电抗。
滤波电抗包括三相，三相分别和电源的三相连接，三相中都设置绕组，经过每相的
绕组的正反向磁场的磁感应强度大小相等，方向相反，互相抵消，每一相中的磁感应强 度为零。
滤波阻抗每相的绕组设置为三个或者三个以上，滤波阻抗每相的绕组设置为偶数个， 其中半数的绕组的电流为正向，半数的绕组的电流为反向，其中各个绕组的磁场的磁感 应强度值相等；滤波阻抗每相的绕组设置为四个，其中两个绕组为正向，另两个为反向， 其中各个绕组的磁场的磁感应强度值相等；滤波阻抗每相的绕组设置为六个，其中三个 绕组为正向，三个为反向，其中各个绕组的磁场的磁感应强度值相等；滤波阻抗每相的 绕组设置为八个，其中四个绕组为正向，四个为反向，其中各个绕组的磁场的磁感应强 度值相等。
滤波阻抗每相的绕组设置为三个或者三个以上，滤波阻抗每相的绕组设置为奇数个， 其中正反向的绕组的个数相差一个，正向绕组的磁场的磁感应强度的总和和反向的磁场 的磁感应强度的总和相等；滤波阻抗每相的绕组设置为三个，其中一个绕组的磁场的磁 感应强度值等于和它反向的个绕组的磁场的磁感应强度值的总和；滤波阻抗每相的绕组 设置为五个，每相中的五个绕组同向的两个绕组的磁感应强度的和，等于和其反向的另 三个绕组的磁感应强度的和。
线路电抗串联在电源线中，它的特性是，对零序电流是高阻抗，专门抑制零序谐波 电流，而几乎对普通的三相交流电不起任何作用。
本变压器具有许多优点，它不但可以大大降低配电变压器的空载损耗，从而节约能 源，并且提出了一种简单、高效的解决零序谐波电流问题的方案，并且不对其装入的交 流电网产生干扰。其主要优点有
1. 改善安全性和可靠性
a. 消除了零序谐波在零线上的电流迭加，改善了电力变压器和输入电网的安 全性；
b. 改善了设备供电电源的质量和受干扰负荷的电压波形；
c. 不需增大供电设备的容量.
2. 提供优异的性能
a. 零序谐波衰减率10:1;
b. 逾新平衡三相电流；
c. 没有电容器，具有无可比拟的可靠性；
3. 选择简单易行
a. 不需要特殊的研究和分析；
b. 快速、简便地安装。
4. 低噪音、低损耗，节约能源
本系统对零序谐波，滤波效果好，非线性负载产生的零序谐波，返回到电网的零序 谐波小于十分之一，很好的抑制了零序谐波对电力变压器和电网的危害，可以在受零序 谐波干扰的系统中广泛使用。
图1是本发明的具有零序滤波功能的变压器的结构示意图 图2是本发明的零序滤波器和电源连接的电路图； 图3是本发明的零序滤波器的实施例1的滤波电抗的结构示意图； 图4是本发明的零序滤波器的实施例2的滤波阻抗的结构示意图； 图5是本发明的零序滤波器的实施例3的滤波阻抗的结构示意图； 图6是本发明的零序滤波器的实施例4的滤波阻抗的结构示意图； 图7是本发明的零序滤波器的实施例5的滤波阻抗的结构示意图。
具体实施例方式
实施例1:
如图l、 2所示，本发明的具有零序滤波功能的变压器其包括变压器，变压器设置为
非晶电力变压器，非晶电力变压器上连接有纯感性零序滤波器，本发明的零序滤波器包
括线路电抗Za和滤波电抗Zb，它们串联后和电源连接，负载可以和滤波电抗Zb并联， 滤波电抗Zb包括三相，三相分别和电源的三相连接，三相中都设置绕组，经过每相的绕 组的正反向磁场的磁感应强度大小相等，方向相反，互相抵消，每一相中的磁感应强度 为零，滤波阻抗每相的绕组设置为奇数个，其中正反向的绕组的个数相差一个，正向绕 组的磁场的磁感应强度的总和和反向的磁场的磁感应强度的总和相等，每相的绕组设置 为三个，其中一个绕组的磁场的磁感应强度值等于和它反向的个绕组的磁场的磁感应强 度值的总和，而线路电抗Za对零序电流，是高阻抗，专门抑制零序谐波电流，而几乎对 普通的三相交流电不起任何作用。这样，Za和Zb的结合，组成了一个零序滤波系统，有效 地抑制了非线性负载产生的零序谐波返回到电网中。
如图3所示，Ul、 U2、 U3代表U相中的三个绕组，V相、W相同U相。本方案每相中 采用了三线包的绕制方式，当零序谐波流过时，通过相—相间的磁场叠加，实现了磁场 的相互抵消，从而达到了滤除零序谐波的目的。下面具体的分析一下，当6、 7、 8流过 零序谐波电流时，16流过U相的Ul 、 U3绕组和W相的W2绕组，17流过V相的VI 、 V3绕 组和U相的U2绕组，(上图中的绕组上的黑点代表绕组的同名端)，Ie在U相的Ul、 U3 绕组中产生的磁场和I7在U相的U2绕组中产生的磁场方向相反，相互抵消，U相中的磁 感应强度几乎为零。同理，可以得出V、 W相中的磁感应强度也几乎为零。因此，本电抗 对零序谐波电流为低阻抗，零序谐波电流几乎可以完全流过。而当普通的三相交流电流 过本电抗时，由以上分析可知，当6、 7、 8流过三相交流电时，16流过U相的U1、 U3 绕组和W相的W2绕组，17流过V相的VI 、 V3绕组和U相的U2绕组，(上图中的绕组上 的黑点代表绕组的同名端)，16在U相的U1、 U3绕组中产生的磁场和I7在U相的U2绕 组中产生的磁场方向存在120度的相位差，通过矢量的叠加，磁感应强度成倍增加，U 相中的磁感应强度大大增加。同理，可以得出V、 W相中的磁感应强度也大大增加。因此， 本电抗对三相交流电为高阻抗，三相交流电几乎不能通过。而线路电抗Za对零序电流是 高阻抗，专门抑制零序谐波电流，而几乎对普通的三相交流电不起任何作用，这样的话， 如图1所示，由于线路电抗Za对普通的三相交流电是地阻抗的，而滤波电抗Zb对普通 的三相交流电是高阻抗的，电源中的普通的三相交流电就可以通过线路电抗Za安全地输 送到负载端，几乎没有衰减；如果负载端由零序谐波电流通过，由于线路电抗Za对零序 波是高阻抗的，而滤波电抗Zb对零序波是低阻抗的，零序波就会通过滤波电抗Zb流向 地端，从而完全地滤除了电路中的零序波。
实施例2:
本实施例和实施例1的区别在于，本实施例的具有零序滤波功能的变压器的零序滤 波器的滤波电抗Zb的绕组的结构和实施例1的有区别，如图4所示，本实施例的滤波电 抗Zb的每相的绕组设置为五个，每相中的五个绕组同向的两个绕组的磁感应强度的和， 等于和其反向的另三个绕组的磁感应强度的和。
实施例3:
本实施例和实施例1的区别在于，本实施例的具有零序滤波功能的变压器的零序滤 波器的滤波电抗Zb的绕组的结构和实施例1的有区别，如图5所示，每相的绕组设置为 偶数个，其中半数的绕组的电流为正向，半数的绕组的电流为反向，其中各个绕组的磁
场的磁感应强度值相等。每相的绕组可以设置为四个，其中两个绕组为正向，另两个为 反向，其中各个绕组的磁场的磁感应强度值相等。
实施例4:
本实施例和实施例1的区别在于，本实施例的具有零序滤波功能的变压器的零序滤
波器的滤波电抗Zb的绕组的结构和实施例1的有区别，如图6所示，滤波电抗Zb每相 的绕组设置为六个，其中三个绕组为正向，三个为反向，其中各个绕组的磁场的磁感应
强度值相等。
实施例5:
本实施例和实施例1的区别在于，本实施例的具有零序滤波功能的变压器的零序滤
波器的滤波电抗Zb的绕组的结构和实施例1的有区别，如图7所示，滤波电抗Zb每相 的绕组设置为八个，其中四个绕组为正向，四个为反向，其中各个绕组的磁场的磁感应 强度值相等。
权利要求
1.一种具有零序滤波功能的电路变压器，其包括变压器，其特征在于变压器设置为非晶电力变压器，非晶电力变压器上连接有纯感性零序滤波器。
2. 根据权利要求1所述的纯感性零序滤波器，其特征在于纯感性零序滤波器包括线路电 抗和滤波电抗。
3. 根据权利要求2所述的具有零序滤波功能的电路变压器，其特征在于滤波电抗包括三 相，三相分别和电源的三相连接，三相中都设置绕组，经过每相的绕组的正反向磁场的 磁感应强度大小相等，方向相反，互相抵消，每一相中的磁感应强度为零。
4. 根据权利要求3所述的具有零序滤波功能的电路变压器，其特征在于滤波阻抗每相的 绕组设置为三个或者三个以上，滤波阻抗每相的绕组设置为偶数个，其中半数的绕组的 电流为正向，半数的绕组的电流为反向，其中各个绕组的磁场的磁感应强度值相等。
5. 根据权利要求4所述的具有零序滤波功能的电路变压器，其特征在于滤波阻抗每相的 绕组设置为四个，其中两个绕组为正向，另两个为反向，其中各个绕组的磁场的磁感应 强度值相等。
6. 根据权利要求4所述的具有零序滤波功能的电路变压器，其特征在于滤波阻抗每相的 绕组设置为六个，其中三个绕组为正向，三个为反向，其中各个绕组的磁场的磁感应强 度值相等。
7. 根据权利要求4所述的具有零序滤波功能的电路变压器，其特征在于滤波阻抗每相的 绕组设置为八个，其中四个绕组为正向，四个为反向，其中各个绕组的磁场的磁感应强 度值相等。
8. 根据权利要求3所述的具有零序滤波功能的电路变压器，其特征在于:滤波阻抗每相的 绕组设置为三个或者三个以上，滤波阻抗每相的绕组设置为奇数个，其中正反向的绕组 的个数相差一个，正向绕组的磁场的磁感应强度的总和和反向的磁场的磁感应强度的总 和相等。
9. 根据权利要求8所述的具有零序滤波功能的电路变压器，其特征在于滤波阻抗每相的 绕组设置为三个，其中一个绕组的磁场的磁感应强度值等于和它反向的个绕组的磁场的 磁感应强度值的总和。
10. 根据权利要求8所述的具有零序滤波功能的电路变压器，其特征在于滤波阻抗每相 的绕组设置为五个，每相中的五个绕组同向的两个绕组的磁感应强度的和，等于和其反向的另三个绕组的磁感应强度的和。
全文摘要
本发明涉及一种变压器，具体地说，涉及一种交流电源使用的具有零序滤波功能的变压器，提供一种设置有有非晶变压器电力变压器，并且同时具有滤除零序波的零序滤波器的变压器，其可以大大降低配电变压器的空载损耗，从而节约了能源，并且可以滤除零序波，其包括变压器，变压器设置为非晶电力变压器，非晶电力变压器上连接有纯感性零序滤波器，纯感性零序滤波器包括线路电抗和滤波电抗，它不但可以大大降低配电变压器的空载损耗，从而节约能源，并且提出了一种简单、高效的解决零序谐波电流问题的方案，并且不对其装入的交流电网产生干扰。
文档编号H01F27/28GK101373662SQ20071013929
公开日2009年2月25日 申请日期2007年8月25日 优先权日2007年8月25日
发明者张世军, 李晓雨 申请人:青岛云路电气有限公司