一种用于电能质量治理的自耦变压器的制作方法

本发明涉及一种用于电能质量治理的自耦变压器，尤其涉及一种应用于供电系统中治理电能质量的自耦变压器，变压器电压等级为10kv及以下。

背景技术：

影响电能质量的主要因素有三相电压不平衡、输电电压不稳定、谐杂波等，目前治理电能质量的主要技术有电抗技术、无功补偿、变频技术、相控技术及运营管理。这些技术确实带来了较高的节电率，但是由于他们的局限性和局部节能的情况，现在逐步被系统型电能治理技术取代。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，针对背景技术中提及的采用现有治理电能质量的技术存在的局限性和局部节能的缺陷问题。

本发明的目的是设计出一种用于电能质量治理的自耦变压器，该自耦变压器是针对电网及实际用电情况研发的，具有应用范围广，节电效果好等优点，集保护用电设备、净化电网、平衡三相电压电流、抑制高次谐波于一体的多功能系统电能质量治理产品，真正从用电源头治理电能污染，最终达到综合节电的目的。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种用于电能质量治理的自耦变压器，包括三相三柱式铁芯，三相三柱式铁芯的上、下两端分别设置上槽钢和下槽钢，在三相三柱式铁芯周围设置拉板，三相三柱式铁芯通过上槽钢、下槽钢及拉板组成铁芯骨架；铁芯骨架下端通过下槽钢固定连接底脚；

三相三柱式铁芯的三个相柱分别为a相柱、b相柱和c相柱，在a相柱、b相柱和c相柱上均套设绝缘筒；

在a相柱的绝缘筒上部缠绕匝数为n的主绕组和匝数为n的上部平衡绕组，在a相柱的绝缘筒上的主绕组留出a相输入端，在a相柱的绝缘筒上的上部平衡绕组的尾头上留出a相曲折连接抽头，位于a相柱的绝缘筒上的主绕组的尾头连接位于a相柱的绝缘筒上的上部平衡绕组的起头；

在b相柱的绝缘筒上部缠绕匝数为n的主绕组和匝数为n的上部平衡绕组，在b相柱的绝缘筒上的主绕组留出b相输入端，在b相柱的绝缘筒上的上部平衡绕组的尾头上留出b相曲折连接抽头，位于b相柱的绝缘筒上的主绕组的尾头连接位于b相柱的绝缘筒上的上部平衡绕组的起头；

在c相柱的绝缘筒上部缠绕匝数为n的主绕组和匝数为n的上部平衡绕组，在c相柱的绝缘筒上的主绕组留出c相输入端，在c相柱的绝缘筒上的上部平衡绕组的尾头上留出c相曲折连接抽头，位于c相柱的绝缘筒上的主绕组的尾头连接位于c相柱的绝缘筒上的上部平衡绕组的起头；

在a相柱的绝缘筒下部缠绕匝数为n的下部平衡绕组，在a相柱的绝缘筒上的下部平衡绕组的a相起头连接b相曲折连接抽头；

在b相柱的绝缘筒下部缠绕匝数为n的下部平衡绕组，在b相柱的绝缘筒上的下部平衡绕组的b相起头连接c相曲折连接抽头；

在c相柱的绝缘筒下部缠绕匝数为n的下部平衡绕组，在c相柱的绝缘筒上的下部平衡绕组的c相起头连接a相曲折连接抽头；

a相柱的绝缘筒上的下部平衡绕组的尾头、b相柱的绝缘筒上的下部平衡绕组的尾头以及c相柱的绝缘筒上的下部平衡绕组的尾头连接在一起作为零线抽头；

在a相柱的绝缘筒上的主绕组、上部平衡绕组和下部平衡绕组构成a相绕组；在a相绕组上引出变压器a相输出电压抽头；

在b相柱的绝缘筒上的主绕组、上部平衡绕组和下部平衡绕组构成b相绕组；在b相绕组上引出变压器b相输出电压抽头；

在c相柱的绝缘筒上的主绕组、上部平衡绕组和下部平衡绕组构成c相绕组；在c相绕组上引出变压器c相输出电压抽头；

a相绕组、b相绕组和c相绕组的上、下两端分别通过上可调式垫块、下可调式垫块和螺杆压紧在上槽钢和下槽钢上。

本发明技术方案中的、平衡绕组与主绕组采用铜排曲折连接方式。主绕组与平衡绕组通过电磁相互作用及内部相位自动调整线圈，调整输出电压、电流相位，稳定工作点，减少零序、负序影响，改善功率因数，降低损耗，电能质量得到很好的治理，大大提高电能利用率，达到节电的效果。

对本发明技术方案的改进，绝缘筒与a相柱、b相柱和c相柱之间均通过硅橡胶棒撑紧。

对本发明技术方案的改进，主绕组、上部平衡绕组和下部平衡绕组均采用线绕结构或箔绕结构。本发明技术方案中现有技术中的线绕结构或箔绕结构设置绕组，线绕结构或箔绕结构内的层间采用杜邦nomex纸做绝缘，层式结构绕制；并采用真空压力浸渍工艺对线圈进行工艺处理，更进一步消除线圈内部电晕现象，机械强度高，散热非常容易。这里提及的杜邦nomex纸为常规技术产品，真空压力浸渍工艺为现有技术中的常规工艺技术。

对本发明技术方案的改进，a相绕组通过固定设置在上槽钢和下槽钢上的a相输出绝缘板从a相绕组上引出a相输入接口、变压器a相输出电压接口、a相曲折连接抽头接口、a相起头接口和a相零线抽头接口；a相输入接口通过导线连接a相输入端，变压器a相输出电压接口通过导线连接a相输出电压抽头，a相起头接口通过导线连接a相起头，a相零线抽头接口通过导线连接a相柱的绝缘筒上的下部平衡绕组的尾头；

b相绕组通过固定设置在上槽钢和下槽钢上的b相输出绝缘板从b相绕组上引出b相输入接口、变压器b相输出电压接口、b相曲折连接抽头接口、b相起头接口和b相零线抽头接口；b相输入接口通过导线连接b相输入端，变压器b相输出电压接口通过导线连接b相输出电压抽头，b相起头接口通过导线连接b相起头，b相零线抽头接口通过导线连接b相柱的绝缘筒上的下部平衡绕组的尾头；

c相绕组通过固定设置在上槽钢和下槽钢上的c相输出绝缘板从c相绕组上引出c相输入接口、变压器c相输出电压接口、c相曲折连接抽头接口、c相起头接口和c相零线抽头接口；c相输入接口通过导线连接c相输入端，变压器c相输出电压接口通过导线连接c相输出电压抽头，c相起头接口通过导线连接c相起头，c相零线抽头接口通过导线连接c相柱的绝缘筒上的下部平衡绕组的尾头；

a相曲折连接抽头接口与c相起头接口之间、b相曲折连接抽头接口与a相起头接口之间以及c相曲折连接抽头接口与b相起头接口之间均通过铜排相连。

对上述技术方案的进一步改进，a相输出绝缘板与上槽钢和下槽钢之间均通过绝缘子相连，b相输出绝缘板与上槽钢和下槽钢之间均通过绝缘子相连，c相输出绝缘板与上槽钢和下槽钢之间均通过绝缘子相连。

对本发明技术方案的改进，三相三柱式铁芯采用取向硅钢或非晶合金材料制成。采用取向硅钢或非晶合金材料制成三相三柱式铁芯，大幅降低变压器空载损耗，空载损耗≤.％额定功耗，空载电流≤％额定电流，极低的自身损耗。

本发明的有益效果是：

1、本用于电能质量治理的自耦变压器，针对供电系统中存在的三相电压不平衡、供电电压不稳定、含有谐杂波等影响电能质量问题，本发明产品从用电源头一次性解决以上主要问题，实现净化电网、平衡三相电压电流、抑制高次谐波，最终达到综合节电的目的。本用于电能质量治理的自耦变压器，改善三相电压不平衡、抑制高次谐波、稳定负荷侧电压。

2、本用于电能质量治理的自耦变压器，平衡绕组与主绕组采用曲折型连接，它们通过电磁相互作用及内部相位自动调整线圈，调整输出电压、电流相位，稳定工作点，减少零序、负序影响，改善功率因数，降低损耗，电能质量得到很好的治理，大大提高电能利用率，达到节电的效果。

附图说明

图1是本用于电能质量治理的自耦变压器内的绕组与铁芯缠绕原理示意图。

图2是本用于电能质量治理的自耦变压器内的主视图。

图3是本用于电能质量治理的自耦变压器内的侧视图。

图4是本用于电能质量治理的自耦变压器内的俯视图。

具体实施方式

下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

为使本发明的内容更加明显易懂，以下结合附图1-4和具体实施方式做进一步的描述。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图2-4所示，用于电能质量治理的自耦变压器，包括三相三柱式铁芯1，三相三柱式铁芯1采用取向硅钢或非晶合金材料制成。采用取向硅钢或非晶合金材料制成三相三柱式铁芯，大幅降低变压器空载损耗，空载损耗≤0.7％额定功耗，空载电流≤1％额定电流，极低的自身损耗。三相三柱式铁芯的上、下两端分别设置上槽钢2-1和下槽钢2，在三相三柱式铁芯周围设置拉板3，三相三柱式铁芯通过上槽钢、下槽钢及拉板组成铁芯骨架；铁芯骨架下端通过下槽钢2固定连接底脚4；三相三柱式铁芯的三个相柱分别为a相柱、b相柱和c相柱，在a相柱、b相柱和c相柱上均套设绝缘筒5；绝缘筒5与a相柱、b相柱和c相柱之间均通过硅橡胶棒8撑紧。

如图1所示，在a相柱的绝缘筒5上部缠绕匝数为n1的主绕组14和匝数为n2的上部平衡绕组15，在a相柱的绝缘筒5上的主绕组留出a相输入端，在a相柱的绝缘筒5上的上部平衡绕组的尾头上留出a相曲折连接抽头，位于a相柱的绝缘筒5上的主绕组的尾头连接位于a相柱的绝缘筒5上的上部平衡绕组的起头。

如图1所示，在b相柱的绝缘筒5上部缠绕匝数为n1的主绕组14和匝数为n2的上部平衡绕组15，在b相柱的绝缘筒5上的主绕组留出b相输入端，在b相柱的绝缘筒5上的上部平衡绕组的尾头上留出b相曲折连接抽头，位于b相柱的绝缘筒5上的主绕组的尾头连接位于b相柱的绝缘筒5上的上部平衡绕组的起头。

如图1所示，在c相柱的绝缘筒5上部缠绕匝数为n1的主绕组14和匝数为n2的上部平衡绕组15，在c相柱的绝缘筒5上的主绕组留出c相输入端，在c相柱的绝缘筒5上的上部平衡绕组的尾头上留出c相曲折连接抽头，位于c相柱的绝缘筒5上的主绕组的尾头连接位于c相柱的绝缘筒5上的上部平衡绕组的起头。

在a相柱的绝缘筒5下部缠绕匝数为n2的下部平衡绕组16，在a相柱的绝缘筒5上的下部平衡绕组的a相起头连接b相曲折连接抽头；在b相柱的绝缘筒5下部缠绕匝数为n2的下部平衡绕组16，在b相柱的绝缘筒5上的下部平衡绕组的b相起头连接c相曲折连接抽头；在c相柱的绝缘筒5下部缠绕匝数为n2的下部平衡绕组16，在c相柱的绝缘筒5上的下部平衡绕组的c相起头连接a相曲折连接抽头。

a相柱的绝缘筒5上的下部平衡绕组的尾头、b相柱的绝缘筒5上的下部平衡绕组的尾头以及c相柱的绝缘筒5上的下部平衡绕组的尾头连接在一起作为零线抽头。

在a相柱的绝缘筒5上的主绕组、上部平衡绕组和下部平衡绕组构成a相绕组；在a相绕组上引出变压器a相输出电压抽头；在b相柱的绝缘筒5上的主绕组、上部平衡绕组和下部平衡绕组构成b相绕组；在b相绕组上引出变压器b相输出电压抽头；在c相柱的绝缘筒5上的主绕组、上部平衡绕组和下部平衡绕组构成c相绕组；在c相绕组上引出变压器c相输出电压抽头。

a相绕组、b相绕组和c相绕组的上、下两端分别通过上可调式垫块9、下可调式垫块10和螺杆压紧在上槽钢2-1和下槽钢2上；可调式垫块适用范围广泛，方便、灵活。

本实施例的自耦变压器根据输入(a、b、c)电压及输出电压(x1、y1、z1；x2、y2、z2；x3、y3、z3)的要求(输出根据需要可多抽头)，通过调整n1与n2数值及输入与输出之间匝数，实现多变比转换。这里所述的n1与n2数值的设置依据自耦变压器的设计规范标准设计。

本实施例的自耦变压器内的所有主绕组、所有上部平衡绕组和所有下部平衡绕组均采用线绕结构或箔绕结构。线绕结构或箔绕结构内的层间采用杜邦nomex纸做绝缘，层式结构绕制；并采用真空压力浸渍工艺对线圈进行工艺处理，更进一步消除线圈内部电晕现象，机械强度高，散热非常容易。这里提及的杜邦nomex纸为常规技术产品，真空压力浸渍工艺为现有技术中的常规工艺技术。

如图2所示，a相绕组通过固定设置在上槽钢2-1和下槽钢2上的a相输出绝缘板从a相绕组上引出a相输入接口、变压器a相输出电压接口、a相曲折连接抽头接口4-1、a相起头接口11和a相零线抽头接口；a相输入接口通过导线连接a相输入端，变压器a相输出电压接口通过导线连接a相输出电压抽头，a相起头接口11通过导线连接a相起头，a相零线抽头接口通过导线连接a相柱的绝缘筒5上的下部平衡绕组的尾头。

b相绕组通过固定设置在上槽钢2-1和下槽钢2上的b相输出绝缘板从b相绕组上引出b相输入接口、变压器b相输出电压接口、b相曲折连接抽头接口5-1、b相起头接口21和b相零线抽头接口；b相输入接口通过导线连接b相输入端，变压器b相输出电压接口通过导线连接b相输出电压抽头，b相起头接口11通过导线连接b相起头，b相零线抽头接口通过导线连接b相柱的绝缘筒5上的下部平衡绕组的尾头。

c相绕组通过固定设置在上槽钢2-1和下槽钢2上的c相输出绝缘板从c相绕组上引出c相输入接口、变压器c相输出电压接口、c相曲折连接抽头接口6-1、c相起头接口31和c相零线抽头接口；c相输入接口通过导线连接c相输入端，变压器c相输出电压接口通过导线连接c相输出电压抽头，c相起头接口11通过导线连接c相起头，c相零线抽头接口通过导线连接c相柱的绝缘筒5上的下部平衡绕组的尾头。

a相曲折连接抽头接口4-1与c相起头接口31之间、b相曲折连接抽头接口5-1与a相起头接口11之间以及c相曲折连接抽头接口6-1与b相起头接口21之间均通过铜排13相连。平衡绕组与主绕组采用曲折型连接，它们通过电磁相互作用及内部相位自动调整线圈，调整输出电压、电流相位，稳定工作点，减少零序、负序影响，改善功率因数，降低损耗，电能质量得到很好的治理，大大提高电能利用率，达到节电的效果。

a相输出绝缘板与上槽钢2-1和下槽钢2之间均通过绝缘子相连，b相输出绝缘板与上槽钢2-1和下槽钢2之间均通过绝缘子相连，c相输出绝缘板与上槽钢2-1和下槽钢2之间均通过绝缘子相连。

本用于电能质量治理的自耦变压器，平衡绕组与主绕组采用曲折型连接，它们通过电磁相互作用及内部相位自动调整线圈，调整输出电压、电流相位，稳定工作点，减少零序、负序影响，改善功率因数，降低损耗，电能质量得到很好的治理，大大提高电能利用率，达到节电的效果。

凡本发明说明书中未作特别说明的均为现有技术或者通过现有的技术能够实现，应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。