专利名称：可平滑调节输出电压的电力变压器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力系统中，用于提高供电电压质量的装置。
背景技术：
由于负荷的变化或其它原因，输电线路上的电压会产生波动，因此在所有电力变压器(以下简称为变压器)上都装有分接开关。通过不断调节分接开关的档位，力求使供电电压稳定在一定范围。上述分接开关目前大多都是有触点结构，该结构有两个方面的不足一是电流较大时不能进行操作，二是每天的操作次数有一定限制。显然，现有变压器输出的电压曲线是不平滑的。为弥补以上不足，有关资料上记载可采用可控硅组成上述分接开关，但由于种种原因，分接开关由可控硅组成的变压器目前市场上还不多见。
发明内容本发明的目的就是要提供一种可平滑调节输出电压的变压器，该变压器能使供电电压更加稳定。本发明的目的是这样实现的该变压器有主磁路和调压磁路，在构成调压磁路的铁芯上设有缺口，在该缺口中装有调压绕组，该绕组在上述缺口中可以移动、转动。可采用市场上已有的液压、气动等操作机构驱动上述调压绕组在缺口中移动、转动。本发明结构简单，只需要在现有单相变压器上增加调压磁路和调压绕组，虽然造价提高了，但由于本发明可将供电电压稳定在理想状态，因此可进一步减少电能在输电线路上的损耗，有利于节能减排。此外，稳定的供电电压还可提高工业产品质量并延长各种电器设备的使用寿命，其潜在经济效益是显而易见的。
图1是目前已有单相降压变压器的工作原理图。图2和图3是依据本发明提出的具有调压磁路，在构成调压磁路的铁芯上设有缺口，缺口中的调压绕组与低压绕组相串联，通过移动调压绕组使输出电压保持稳定的单相降压变压器的工作原理图。图4是依据本发明提出的具有调压磁路，在构成调压磁路的铁芯上设有缺口，缺口中的调压绕组与低压绕组相串联，通过转动调压绕组使输出电压保持稳定的单相降压变压器的工作原理图。图5和图6是依据本发明提出的具有调压磁路，在构成调压磁路的铁芯上设有缺口，缺口中的调压绕组与高压绕组相串联，通过移动调压绕组使输出电压保持稳定的单相降压变压器的工作原理图。图7是依据本发明提出的与图2相对应、用以说明调压绕组在缺口中移动的主视图。[0012]图8是与图7相对应的左视图。图9是与图7相对应的俯视图。图中1.单相变压器铁芯，2.高压绕组接线端，3.高压绕组，4.高压绕组接线端， 5.分接开关，6.低压绕组接线端，7.低压绕组，8.低压绕组接线端，9.带有缺口的日字形铁芯，10.调压绕组，11.调压绕组接线端，12.调压绕组接线端，13.连接线，14.连接线， 15.滚动轮，16.轨道，17.托盘。
具体实施方式
为了更清楚地说明问题，首先在图1中给出了现有单相降压变压器的工作原理图。在图1中高压绕组C3)和低压绕组(7)分别绕在铁芯(1)的两个芯柱上，高压绕组⑶的接线端O)、接线端⑷与进线(图中未画出)相连接，低压绕组(7)的接线端
(6)、接线端⑶与出线(图中未画出)相连接。根据变压器的工作原理，当高压绕组(3) 通电后，磁通在箭头所示的磁路中流动，低压绕组(7)上即产生感应电压并通过出线向外输出。为使输出电压稳定在一定范围，在高压绕组C3)上装有分接开关(5)(注在低压绕组(7)上也装有分接开关，为简明起见图中未画出)，这样可实时调节变压器的变比。鉴于以上背景技术中所说的不足，该变压器输出的电压曲线是不平滑的。在图2和图3中采用带有缺口的日字形铁芯(9)，该铁芯中间的芯柱上有高压绕组(3)，右侧的芯柱上有低压绕组(7)，左侧的芯柱上有一缺口，在缺口中装有调压绕组 (10)，该调压绕组受操作机构(图中未画出)的作用力可沿箭头方向左右移动。低压绕组
(7)与调压绕组(10)通过连接线(1 串联起来，高压绕组的接线端(2)和接线端⑷与进线(图中未画出)相连接，低压绕组接线端(8)和调压绕组接线端(11)与出线(图中未画出)相连接并向外输出电压。当高压绕组C3)通过进线与电源接通后，可形成箭头所示的两个磁路。其中经由高压绕组C3)和低压绕组(7)的磁路称为主磁路，经由高压绕组(3) 和调压绕组(10)的磁路称为调压磁路。高压绕组C3)产生的磁通通过上述两个磁路在低压绕组(7)和调压绕组(10)上产生感应电压。根据《电工原理》，调压磁路中的磁阻远大于主磁路中的磁阻，因此低压绕组(7)上的感应电压远大于调压绕组(10)上的感应电压，但该变压器向外输出的电压值等于低压绕组(7)和调压绕组(10)的电压之和。顾名思义，调压绕组(10)就是为调节变压器的输出电压而设置的。调压过程如下调压绕组(10)处于图2所示位置时，调压磁路中的磁通可全部穿过调压绕组 (10)，此时调压绕组(10)上的感应电压最高，变压器的输出电压亦最高；需要降低变压器的输出电压时，可将调压绕组(10)由图2所示位置移动到图3所示位置，此时调压磁路中的一部分磁通穿过调压绕组(10)，另一部分则从调压绕组(10)外部通过(如虚线箭头所示)，根据《电工原理》，调压绕组(10)上的感应电压随之降低，变压器的输出电压亦降低。 反之，需要升高变压器的输出电压时，可将调压绕组(10)再由图3所示位置移动到图2所示位置。由此可以看出采用实时移动调压绕组(10)这一方法，可实时调节变压器的输出电压。当外部原因引起变压器输出电压发生变化时，该变化信号可通过电压互感器(图中未画出)采集出来并输入到操作机构(图中未画出)，操作机构即推动调压绕组(10)在铁芯缺口中移动，这样可将变压器的输出电压稳定在一定范围。调压绕组(10)在缺口中移动
4的具体结构可参见图7、图8、图9。在图4中带有缺口的日字形铁芯(9)、高压绕组(3)、低压绕组(7)以及调压绕组 (10)的结构与图2、图3完全相同，不同之处在于图2、图3中是调压绕组(10)在缺口中沿箭头方向左右移动，而图4中则是调压绕组(10)在缺口中沿弯曲的箭头方向转动，无论使调压绕组(10)移动还是转动，其目的都是为了改变穿过调压绕组(10)的磁通量，使其两端的感应电压发生变化。调压过程与图2、图3完全相同，在此不再详述。在图5、图6中带有缺口的日字形铁芯(9)、高压绕组(3)、低压绕组(7)以及调压绕组(10)的结构与图2、图3完全相同，不同之处在于图2、图3中通过连接线(13)将低压绕组(7)和调压绕组(10)串联起来，而图5、图6则是通过连接线(14)将高压绕组(3) 和调压绕组(10)串联起来。这样一来，高压绕组接线端(2)和调压绕组接线端(11)与进线(图中未画出)相连接，低压绕组的接线端(6)和接线端⑶与出线(图中未画出)相连接。当高压绕组C3)和调压绕组(10)通过进线与电源接通后，可形成箭头所示的两个磁路，其中经由高压绕组C3)和低压绕组(7)的磁路称为主磁路，经由高压绕组C3)和调压绕组(10)的磁路称为调压磁路。不难看出图2中是磁通在调压绕组(10)上产生感应电压， 而图5中则是将电源电压加在调压绕组(10)上使其产生磁通；此外，图2中穿过低压绕组 (7)和调压绕组(10)的磁通之和等于高压绕组C3)产生的磁通，而图5中高压绕组(3)和调压绕组(10)产生的磁通之和等于穿过低压绕组(7)的磁通。调压过程如下调压绕组(10)处于图5所示位置时，该绕组产生的磁通进入调压磁路最多，此时在低压绕组(7)上感应的电压(即变压器的输出电压)最高；需要降低变压器的输出电压时，可将调压绕组(10)由图5所示位置移动到图6所示位置，此时该绕组产生的磁通只有一部分进入调压磁路，另一部分则自成回路(即图中小箭头所示的椭圆形回路)，这样可使低压绕组(7)上的感应电压(即变压器的输出电压)随之降低。反之，需要提高变压器的输出电压时，可将调压绕组(10)再由图6所示位置移动到图5所示位置。采用操作机构使调压绕组(10)在铁芯缺口中移动的工作原理与图2、图3相同。在图7、图8、图9中与图2相对应，采用带有缺口的日字形铁芯(9)，为简明起见，图中只画出了中间和左侧的芯柱，右侧的芯柱及低压绕组(7)未画出，该铁芯中间的芯柱上绕有高压绕组(3)，左侧的芯柱上有一缺口，该缺口中有外部轮廓为圆柱形的调压绕组 (10)，将调压绕组(10)固定在托盘(17)上，托盘(17)的下面装有相同的四个滚动轮(15)， 滚动轮(1 在轨道(16)上可沿箭头方向滚动(轮轴在图中未画出)。根据变压器输出电压的变化，需要移动调压绕组(10)时，操作机构(图中未画出)通过推杆(图中未画出) 对托盘(17)施加水平方向的作用力，这样可使滚动轮(1 在轨道(16)上滚动。除操作机构外，上述所有部件均安装在变压器油箱内，并通过绝缘套管与进线和出线相连接。各个绕组的匝数、托盘的直径以及铁芯的尺寸应根据变压器的容量而定。实时检测变压器输出电压变化、操作机构的运用及控制系统属已有技术，其工作原理可参见南京六都科技公司的产品说明，在此不再详述。由以上实施例可以看出实时移动或转动调压绕组(10)即可调节变压器的输出电压，且完全不受电流大小及操作次数的限制，因此该变压器输出的电压曲线是平滑的。
权利要求1.可平滑调节输出电压的电力变压器，该变压器主要由铁芯、绕组以及操作机构等部件组成，其特征在于该变压器有主磁路和调压磁路，在构成调压磁路的铁芯上设有缺口，在该缺口中装有调压绕组，该绕组在上述缺口中可以移动、转动。
专利摘要可平滑调节输出电压的电力变压器。现有变压器受分接开关的限制，输出的电压曲线不是平滑的。本实用新型弥补了以上不足，其特征在于该变压器有主磁路和调压磁路，在构成调压磁路的铁芯上设有缺口，在该缺口中装有调压绕组，通过操作机构驱动调压绕组在上述缺口中移动或转动，可平滑调节变压器的输出电压。本实用新型是在现有单相变压器上增加调压磁路和调压绕组，虽然造价提高了，但由于本实用新型可将供电电压稳定在理想状态，因此可进一步减少电能在输电线路上的损耗，有利于节能减排。此外，稳定的供电电压还可提高工业产品质量并延长各种电器设备的使用寿命，其潜在经济效益是显而易见的。
文档编号H01F21/04GK201984926SQ201020683680
公开日2011年9月21日 申请日期2010年12月28日 优先权日2010年12月28日
发明者赵根田 申请人:薛辉