配电变压器的制作方法

1.本实用新型实施例涉及电力工程领域，尤其涉及一种配电变压器。


背景技术：

2.目前在岸电工程中，由于船只无法发电，需码头提供岸电电源供给船只使用。岸电电源即岸用变频电源，又称为电子静止式岸电电源，它是专门针对船上、岸边码头等高温、高湿、高腐蚀性、大负荷冲击等恶劣使用环境而特别设计制造的大功率变频电源设备。
3.但是，但是不同国家的码头采用的供电标准不同，可对船只提供的岸电电源电压不同，即不同国家的码头向船只所提供岸电电源的电压不同，为此，如何设置船只上配电变压器的结构，使得船只可使用具有不同电压的岸电电源，成为目前岸电工程中首要解决的技术问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种配电变压器，至少部分解决上述技术问题。
5.本实用新型实施例提供一种配电变压器，用于将外部输入交流电压转换为船只所需的目标交流电压，包括：第一开关、第一开关控器以及多个第二开关，第一开关控制器用于控制第一开关的闭合与断开；第一开关连接在第一绕组的输出端与第二绕组的输入端之间；且第一绕组设置有多个第一调压抽头；第二绕组上设置有多个第二调压抽头，任意一个第一调压抽头与任意一个第二调压抽头之间连接有一个第二开关。
6.可选地，该变压器还包括：铁芯；高压线圈和低压线圈均为圆筒状结构，铁芯为圆柱状结构，低压线圈套在铁芯上，高压线圈套在低压线圈上，高压线圈、低压线圈和铁芯的轴线重合；
7.高压线圈包括第一绕组和第二绕组；
8.第一开关连接在第一绕组的输出端与第二绕组的输入端之间；
9.当外部输入的交流电压为第一交流电压时，第一开关控制器控制第一开关闭合，使第一绕组的输出端与第二绕组的输入端相连接，外部输入的第一交流电压通过第一绕组和第二绕组，使低压线圈输出目标交流电压；
10.当外部输入的交流电压为第二交流电压时，第一开关控制器控制第一开关断开，使第一绕组的输出端与第二绕组的输入端断开，外部输入的第二交流电压通过第一绕组，使低压线圈输出目标交流电压，其中，第一交流电压的额定值大于第二交流电压的额定值。
11.可选地，第一绕组和第二绕组均为圆筒状结构，第一绕组套在第二绕组上，第二绕组套在低压线圈上，第一绕组、第二绕组和铁芯的轴线重合。
12.可选地，第一绕组与第二绕组之间具有第一间隙，第一间隙内设置有第一气道，第一气道用于变压器散热。
13.可选地，第二绕组与低压线圈之间具有第二间隙，第二间隙内设置有第二气道，第
二气道用于变压器散热。
14.可选地，低压线圈与铁芯之间具有第三间隙，第三间隙内设置有第三气道，第三气道用于变压器散热。
15.可选地，第一绕组包括：第一子绕组、第二子绕组和多个第二开关；
16.第一子绕组的第二端与第二子绕组的第一端相对；
17.第一子绕组的第一端为第一绕组的输入端，第一子绕组上靠近第一子绕组的第二端的一侧设置有至少两个第一调压抽头，其中，第一子绕组上相邻第一调压抽头之间具有至少一匝线圈；
18.第二子绕组上靠近第二子绕组的第一端的一侧设置有至少两个第二调压抽头，第二子绕组的第二端为第一绕组的输出端，其中，第二子绕组上相邻第二调压抽头之间具有至少一匝线圈；
19.任意一个第一调压抽头与任意一个第二调压抽头之间连接有一个第二开关；
20.当第一开关闭合，外部输入的第一交流电压通过第一绕组和第二绕组时，仅一个第二开关闭合，使与该闭合的第二开关相连接的第一调压抽头和第二调压抽头相连接，第一绕组的输入端与第二绕组的输出端之间的线圈匝数，与外部输入的第一交流电压的大小相匹配，以使低压线圈输出目标交流电压；
21.当第一开关断开，外部输入的第二交流电压通过第一绕组时，仅一个第二开关闭合，使与该闭合的第二开关相连接的第一调压抽头和第二调压抽头相连接，第一绕组的输入端与输出端之间的线圈匝数，与外部输入的第二交流电压的大小相匹配，以使低压线圈输出目标交流电压。
22.可选地，第一子绕组上任意两个相邻第一调压抽头之间线圈的匝数等于预设的第一匝数；
23.第二子绕组上任意两个相邻第二调压抽头之间线圈的匝数等于预设的第二匝数。
24.可选地，低压线圈、第一绕组和第二绕组具有相同的高度。
25.可选地，上述配电变压器为干式变压器。
26.在本实用新型实施例中，通过提供一种用于将外部输入交流电压转换为船只所需的目标交流电压，包括：高压线圈、低压线圈和铁芯；高压线圈和低压线圈均为圆筒状结构，铁芯为圆柱状结构，低压线圈套在铁芯上，高压线圈套在低压线圈上，高压线圈、低压线圈和铁芯的轴线重合；高压线圈包括第一绕组和第二绕组；当第一绕组的输出端与第二绕组的输入端连接，且在第一绕组的输入端与第二绕组的输出端之间输入第一交流电压时，低压线圈输出目标交流电压；当第一绕组的输出端与第二绕组的输入端断开，且在第一绕组的输入端与第一绕组的输出端之间输入第二交流电压时，低压线圈输出目标交流电压，其中，第一交流电压与第二交流电压不同。通过将高压线圈部分通过第一绕组和第二绕组的串联或者断开的结构实现了同一配电变压器可根据接入外部电源的不同，采用内外线圈布置，实现了高压不同电压及频率输入，低压输出满足船舶用电需求。
附图说明
27.后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型实施例的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应
该理解，这些附图未必是按比值绘制的。附图中：
28.图1为本实用新型实施例提供的一种配电变压器的结构示意图；
29.图2为本实用新型实施例提供的一种配电变压器的结构示意图；
30.图3为本实用新型实施例提供的一种配电变压器的结构示意图。
31.附图标记列表
32.1：高压线圈；2：低压线圈；3：铁芯；4：第一开关；115：第二开关；
33.11：第一绕组；12：第二绕组；13：第一开关控制器；第一气道14；第二气道15；
34.第三气道16；110：第一绕组的输入端；112：第一绕组的输出端；
35.120：第二绕组的输入端；122：第二绕组的输出端；113：第一子绕组；
36.114：第二子绕组；116：第一调压抽头；117：第二调压抽头
具体实施方式
37.在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、
“”
和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
38.应当理解，本实用新型说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
39.下面结合本实用新型实施例附图进一步说明本实用新型实施例具体实现。
40.图1为本实用新型的一种实施例提供的配电变压器的结构示意图，该配电变压器用于将外部输入交流电压转换为船只所需的目标交流电压。
41.本实施例提供了一种变压器，用于将外部输入交流电压转换为船只所需的目标交流电压，包括：第一开关4、第一开关控制器13以及多个第二开关115，第一开关控制器13用于控制第一开关4的闭合与断开；第一开关4连接在第一绕组的输出端112与第二绕组的输入端120 之间；且第一绕组11设置有第一调压抽头116；第二绕组12上设置有第二调压抽头117，任意一个第一调压抽头116与任意一个第二调压抽头117之间连接有一个第二开关115。
42.需要说明的是，本实用新型中的配电变压器均为干式变压器。参照图1所示，该配电变压器还包括：
43.铁芯3；高压线圈1和低压线圈2均为圆筒状结构，铁芯2为圆柱状结构，低压线圈2 套在铁芯3上，高压线圈1套在低压线圈2上，高压线圈1、低压线圈2和铁芯3的轴线重合；
44.高压线圈1包括第一绕组11和第二绕组12；
45.第一开关4连接在第一绕组的输出端112与第二绕组的输入端120之间；
46.其中，第一控制器13可以是无线控制器，当第一控制器检测到外部输入电压为6.6kv时，即当外部输入的交流电压为第一交流电压时，第一开关控制器13控制第一开关4闭合，使第一绕组的输出端112与第二绕组的输入端120相连接，外部输入的第一交流电压通过第一绕组11和第二绕组12，使低压线圈2输出目标交流电压；
47.当第一控制器检测到外部输入电压为4.4kv时，即当外部输入的交流电压为第二交流电压时，第一开关控制器13控制第一开关4断开，使第一绕组的输出端112与第二绕组的输入端120断开，外部输入的第二交流电压通过第一绕组11，使低压线圈2输出目标交流电压，其中，第一交流电压的额定值大于第二交流电压的额定值。
48.在一种可以实现的实施例中，本实用新型所提供的配电变压器适用于船上、岸边码头等高温、高湿、高腐蚀性、大负荷冲击等恶劣使用环境而特别设计制造的大功率变频电源设备。结构中包括铁芯3、低压线圈2、高压线圈1和第一开关4，高压线圈1和低压线圈2均为圆筒状结构，铁芯2为圆柱状结构，低压线圈2套在铁芯3上，高压线圈1套在低压线圈2上，高压线圈1、低压线圈2和铁芯3的轴线重合，其中高压线圈1又包括第一绕组11和第二绕组12，第一绕组11和第二绕组12同样为圆筒状结构，它们的轴线与铁芯重合。
49.需要说明的是，不同的地区，使用的岸电标准不同，则可以给船只的配电变压器提供的电源电压大小和频率不同，通过第一开关控制器13提前检测外部输入电压的大小，决定控制第一开关4的断开和闭合，实现自动识别外部输入电压控制电压切换。当外部电源提供较大的电压时，当第一开关控制器13控制第一开关4闭合时，这里的第一开关控制器13可以是人为手动控制闭合，也可以是通过底层的应用程序进行自动化控制，第一绕组的输出端112 通过第一开关4的闭合与第二绕组的输入端120连接，当第一交流电压的输出端接入第一绕组的输入端110，第一交流电压的输入端接入第二绕组的输出端122，即在第一绕组的输入端 110与第二绕组的输出端122之间输入较大的第一交流电压，低压线圈2输出目标交流电压；当外部电源提供较小的电压时，当第一开关控制器13控制第一开关断开时，第一绕组的输出端112与第二绕组的输入端120断开，且在第一绕组的输入端110与第一绕组的输出端112 之间输入较小的第二交流电压时，低压线圈2输出目标交流电压。
50.结合图2，在一种可能实现的实施例中，例如，第一绕组11上的分压为6.6kv，第二绕组上的分压为4.4kv，使得6.6kv的绕组和4.4kv的绕组共同组成高压线圈1，用于外部电源的输入，当第一控制开器13控制第一开关4闭合时，即当第一绕组的输出端112通过第一开关4的闭合与第二绕组的输入端120连接，且在第一绕组的输入端110与第二绕组的输出端122之间输入60hz的高质量稳频稳压电源，即输入第一交流电压时，低压线圈2输出11kv 的交流电压供船只使用，即输出目标交流电压。
51.结合图2，在一种可能实现的实施例中，当第一控制开器13控制第一开关4断开时，即当第一绕组的输出端112通过第一开关4的断开与第二绕组的输入端120断开，且在第一绕组的输入端110与第一绕组的输出端112之间输入50hz的稳频稳压电源，即输入第二交流电压时，低压线圈2输出6.6kv目标交流电压的交流电压供船只使用，其中，第一交流电压与第二交流电压不同。
52.由此可以看出，由本实用新型的配电变压器结构，通过将高压线圈部分通过第一绕组和第二绕组的串联或者断开的结构实现了同一配电变压器可根据接入外部电源的不同，采用内外线圈布置，实现了高压不同电压及频率输入，低压输出满足船舶用电需求，并
且可以通过不同的第一调压抽头与不同的第二调压抽头的连接，调节高压线圈的匝数，保证变压器在工作过程中输出比较稳定低压供船只使用。
53.可选地，第一绕组11和第二绕组12均为圆筒状结构，第一绕组11套在第二绕组12上，第二绕组12套在低压线圈2上，第一绕组11、第二绕组12和铁芯3的轴线重合。
54.可选地，第一绕组11与第二绕组12之间具有第一间隙，第一间隙内设置有第一气道14，第一气道14用于变压器散热。
55.可选地，第二绕组12与低压线圈2之间具有第二间隙，第二间隙内设置有第二气道15，第二气道15用于变压器散热。
56.可选地，低压线圈2与铁芯3之间具有第三间隙，第三间隙内设置有第三气道16，第三气道16用于变压器散热。
57.结合图3，在一种可能实现的实施例中，由于是专门针对船上、岸边码头等高温、高湿、高腐蚀性、大负荷冲击等恶劣使用环境而特别设计制造的大功率变频电源设备。所以为了提高配电变压器的防护能力，在配电变压器的第一绕组11和第二绕组12之间的间隙设置有第一气道14、第二绕组12和低压线圈2之间的间隙设置有第二气道15、低压线圈2和铁芯3 之间的间隙设置有第三气道16，用于为整个配电变压器散热。在一种可能的实现方式下，在每个间隙的处可设置气道，用于散热，起到保护配电变压器由于温度过高而损坏的作用。
58.可选地，第一绕组11包括：第一子绕组113、第二子绕组114和多个第二开关115；
59.第一子绕组113的第二端与第二子绕组114的第一端相对；
60.第一子绕组113的第一端为第一绕组的输入端110，第一子绕组113上靠近第一子绕组 (113)的第二端的一侧设置有至少两个第一调压抽头116，其中，第一子绕组113上相邻第一调压抽头116之间具有至少一匝线圈；
61.第二子绕组114上靠近第二子绕组114的第一端的一侧设置有至少两个第二调压抽头117，第二子绕组114的第二端为第一绕组的输出端112，其中，第二子绕组114上相邻第二调压抽头117之间具有至少一匝线圈；
62.任意一个第一调压抽头116与任意一个第二调压抽头117之间连接有一个第二开关115；
63.当第一开关4闭合，外部输入的第一交流电压通过第一绕组11和第二绕组12时，仅一个第二开关115闭合，使与该闭合的第二开关115相连接的第一调压抽头116和第二调压抽头117相连接，第一绕组的输入端110与第二绕组的输出端122之间的线圈匝数，与外部输入的第一交流电压的大小相匹配，以使低压线圈2输出目标交流电压；
64.当第一开关4断开，外部输入的第二交流电压通过第一绕组11时，仅一个第二开关115 闭合，使与该闭合的第二开关115相连接的第一调压抽头116和第二调压抽头117相连接，第一绕组的输入端110与输出端112之间的线圈匝数，与外部输入的第二交流电压的大小相匹配，以使低压线圈2输出目标交流电压。
65.可选地，第一子绕组113上任意两个相邻第一调压抽头116之间线圈的匝数等于预设的第一匝数；第二子绕组114上任意两个相邻第二调压抽头117之间线圈的匝数等于预设的第二匝数。
66.在一种可实现的实施例中，为了使得配电变压器能够稳定输出可供船只使用的工作电压，由于配电变压器外部接入电压的频繁切换以及配电变压器常年使用的损耗、不同
环境等因素的影响，配电变压器在工作过程中高压线圈的输入电压容易产生波动，为此第一绕组11上设置了第一子绕组113和第二子绕组114，由于第一子绕组113和第二子绕组114在空中上下垂直放置，第一子绕组113垂直地面的上面一端为第一端，下部一端为第二端，同理第二子绕组114垂直地面的上面一端为第一端，下部一端为第二端，如图2所示，分别在第一子绕组113上靠近第一子绕组113的第二端处设置了多个第一调压抽头，可以根据实际需要而设置，此处不做限制。第一调压抽头116，任意相邻两个第一调压抽头116之间等于预设的第一匝数，即任意相邻两个第一调压抽头之间间隔的线圈数相，至少间隔一圈线圈。在第二子绕组114上靠近第二子绕组114的第一端处设置了多个第二调压抽头117，可根据实际情况需要而设置，此处不做限制。第二调压抽头117，任意相邻两个第二调压抽头之间等于预设的第二匝数，即任意相邻两个第二调压抽头之间间隔的线圈数相，至少间隔一圈线圈。当配电变压器在工作过程中高压线圈的输入电压产生波动，为了减小电压波动，通过第二开关115 将第一调压抽头116中的任意一个抽头与第二调压抽头117中的任意一个调压抽头相连接，实现任意一个第一调压抽头与任意一个第二调压抽头相连，由于改变了可改变第一绕组11的输出线圈匝数，因此可改变第一绕组11上的输出电压值，用于调节配电变压器在工作过程中高压线圈的输入电压产生的波动。比如，为了能够让第一绕组11获得6.6kv的分压，在第一绕组11上第一子绕组113相应的位置设置第一调压抽头116，其电压调节范围在(-5％，0)，在第一绕组11上第二子绕组114相应的位置设置第二调压抽头117，其电压调节范围在(0， 5％)。当第一子绕组113的任意一个第一调压抽头与第二子绕组114上的任意一个第二调压抽头之间相连，可以在允许误差范围(-5％，5％)内调整第一绕组11的分压。例如，当外部输入电压不足6.6kv时，相差6.6kv额定输出电压的2.5％，则通过第二开关115将从上至下最后一个第一调压抽头和从上至下第二个第二调压抽头相连，保证第一绕组11上获得的 6.6kv的分压在误差允许范围内；当外部输入电压大于6.6kv时，高于6.6kv额定输出电压的5％，则通过第二开关115将从上至下的第一个调压抽头和从上至下的第一个调压抽头相连，保证第一绕组11上获得的6.6kv的分压在误差允许范围内。因此可以通过任意一个调压抽头和任意一个第二调压抽头的连接，对高压线圈1的分压进行调节，保证低压线圈2可以稳定输出目标交流电压。
67.需要说明的是，本实用新型所提供的配电变压器在接入外部电源时，统一通过外部电源的输出端与第一绕组的输入端110相连，以及外部电源的输入端与第二绕组的输出端122相连，实现外部电源接入当外部电源的输出电压为第一交流电压时，外部电源的输入端与第二绕组的输出端122相连接，第二绕组的输入端120与第一绕组的输出端112相连接，使得外部电源在第一绕组的输入端110与第二绕组的输出端122之间输入第一交流电压时，低压线圈2输出目标交流电压。
68.在一种可以实现的实施例中，a港口提供外部电源为6.6kv，b港口提供外部电源为11kv，当船只从a港口行驶到b港口进行充电，由于船只所需的电压增高，高压线圈1需要较多线圈，因此需要将船只上的配电变压器结构转换到内部第二绕组的输入端120与第一绕组的输出端112相连的状态，且外部电源的输入端与第二绕组的输出端122相连，外部电源的输出端与第一绕组的输入端110相连，使得配电变压器获得外部输入的第一交流电压11kv，低压线圈2输出目标交流电压，例如0.72kv。
69.结合图1，例如第一交流电压为11kv，外部电源的输出端与第一绕组的输入端110
相连接，外部电源的输入端与第二绕组的输出端122相连，第二绕组的输入端120与第一绕组的输出端112相连，使得外部电源在第一绕组的输入端110与第二绕组12的输出端120之间输出第一交流电压11kv。低电压线圈2输出目标电压0.72kv。
70.在一种可以实现的实施例中，a港口提供外部电源为6.6kv，b港口提供外部电源为11kv，当船只从b港口行驶到a港口进行充电，由于船只所需的电压降低，高压线圈1需要较少线圈，因此需要将船只上的配电变压器结构转换到内部第二绕组的输入端120与第一绕组的输出端112断开的状态。配电变压器工作时只有第一绕组11工作，且外部电源的输入端与第一绕组的输出端112相连，外部电源的输出端与第一绕组的输入端110相连，使得配电变压器获得外部输入的第一交流电压6.6kv，低压线圈输出目标交流电压，例如0.72kv。
71.结合图1，例如第一交流电压为6.6kv，外部电源的输出端与第一绕组的输入端110相连接，外部电源的输入端与第一绕组11的合适的输出端112相连，第二绕组的输入端120通过第一开关4的断开与第一绕组的输出端112断开，使得外部电源在第一绕组的输入端110与第一绕组的输出端112之间输出第二交流电压6.6kv。低电压线圈2输出目标电压0.72kv。
72.可选地，在本实用新型的一种实施例中，可以看出在第一绕组11的上面设置有多个第一调压抽头和在第二绕组12上设置多个第二调压抽头，根据实际的电压调节而选择不同位置的第一调压抽头和第二调压抽头相连接，实现调节外部电源的输入产生的波动。即本实用新型的配电变压器结构将用于调压的电压抽出头设置在配电变压器的最外部线圈，达到了便于调节配电变压器电压的技术效果。
73.可选地，在本实用新型的一种实施例中，低压线圈2、第一绕组11和第二绕组12具有相同的高度。
74.具体的，高度指的是线圈的实际导电体高度，为了保证配电变压器的在工作过程中高压线圈和低压线圈的受力平衡，保持配电变压器的结构稳定，本实用新型中的配电变压器的高低压线圈的高度相同。
75.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
76.以上仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。