一种组合式变压器及使用方法与流程

本发明涉及一种组合式变压器及使用方法，属于变压器。

背景技术：

1、在多数地区，电力需求的周期性变化特征极为明显。例如，每年春节期间，由于大量人口回乡过年，用电需求在这段时间内大幅飙升。待过完春节，人们纷纷离开，电力需求又急剧下降。同样，在贵州的某些地区，由于夏季气温相对凉爽，吸引了大量外来人口，随之使得用电量激增。然而，当夏季过去，用电量又会急剧降低。

2、用电需求的这种周期性变化，是电网供电特点的一个重要方面。然而，现有的变压器设计却未能充分考虑这一特性。它们的负载设计通常是固定的，这导致在用电需求剧增时，变压器可能会面临供电电压过低的问题；反之，在电力需求急剧下降时，变压器线损可能会增大。

3、这种情况给电网供电带来了不少挑战，特别是在电力需求快速变动的高峰期和低谷期。显然，传统的变压器设计已经无法满足这种动态的需求变化，需要研发新的变压器设计，以适应电力需求的周期性变化，避免电压过低和线损过大的问题。

4、因此，如何改进变压器设计，以更好地应对电力需求的周期性变化，成为了一个迫切的问题。新的变压器设计应具备灵活的负载调整能力，能在高峰期提供足够的电压，同时在低谷期保持低线损。研发这样的变压器，不仅能优化电网的运行效率，也能满足用户多变的用电需求，提供更好的电力服务。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：提供一种组合式变压器及使用方法，以克服现有技术的不足。

2、本发明的技术方案是：

3、一种组合式变压器，包括：控制器、变压器和变换器；

4、所述变换器的数量与变压器的相数相同，每一相对应一个变换器；

5、所述变压器的包括2台以上，变压器的相线的进线或者出线通过变换器连接，变换器包括种状态，这种状态包括同一相的所有变压器相线的所有组合，这里的n为变压器数量，所有变压器的同一相的相线通过通一台变换器输入或者输出；

6、所述控制器与变电站监控中心电连接，控制器与变换器电连接。

7、进一步地，所述变换器包括一级变换部和二级变换部；

8、所述一级变换部用于切换以下状态：

9、1)所有变压器同一相的相线单独和二级变换部接通的状态；

10、2)所有变压器同一相的相线全部和二级变换部接通的状态；

11、所述二级变换部用于切换以下状态：

12、3)当一级变换部处于状态2)时，所有变压器同一相的相线中2条以上相线的所有组合。

13、进一步地，所述二级变换部包括伺服电机、转盘、第一棘轮、接触件、固定盘和电极；

14、所述控制器与伺服电机电连接；

15、所述伺服电机转轴上固定连接转盘，转盘与伺服电机转轴同轴，转盘靠近伺服电机的背面开有安装槽，安装槽的个数为安装槽长度方向的中线通过转盘中心，安装槽绕转盘中心均匀分布，安装槽内设置宽度与安装槽匹配的接触件；

16、所述转盘上开有与变压器数量相同的环形槽，环形槽半径大小不同，环形槽与转盘同轴，转盘为绝缘材质；

17、所述接触件上开有接触槽，每个接触槽都对应于一个环形槽，每个接触槽半径与对应的环形槽半径相同，并且每个接触槽的宽度大于环形槽宽度，每个接触件的接触槽的分布类型各不相同，所有分布类型包括：从环形槽中挑选2个以上的接触槽进行组合的所有情况；接触槽之间相互导通；

18、所述固定盘上设有电极，电极数量与环形槽相同，每个电极对应于一个环形槽，电极厚度与对应的环形槽宽度相匹配，电极长度大于接触槽长度，所述电极的连线在一条直线上并且穿过圆心，电极与固定盘的圆心间距与对应的环形槽半径相同，电极滑动安装在环形槽中，所述固定盘通过第一棘轮连接在转盘上，固定盘在转盘上的位置使得固定盘位于环形槽一侧，并且固定盘与转盘中轴线重合，第一棘轮限制转盘相对固定盘向一个方向转动。

19、进一步地，还包括调节电机、主动锥齿轮、从动锥齿轮和螺杆；

20、所述调节电机固定连接在转盘中心，调节电机转轴固定连接主动锥齿轮，调节电机与控制器电连接；

21、所述从动锥齿轮数量与接触件数量相同，从动锥齿轮通过螺杆转动连接在转盘上，从动锥齿轮与转盘中轴线垂直并相互齿合；

22、所述螺杆数量与从动锥齿轮数量相同，每根螺杆对应一根从动锥齿轮，螺杆穿过接触件并与接触件螺纹连接，螺杆中轴线与接触件长度方向重合；

23、所述接触件长度小于接触槽，接触件通过螺杆转动带动接触件可调节安装在接触槽长度方向。

24、进一步地，所述接触件通过导电滑环与出线电连接，导电滑环安装在伺服电机转轴上，导电滑环与伺服电机转轴之间设有绝缘层。

25、进一步地，所述一级变换部包括第二棘轮和调节罩；

26、所述调节罩通过第二棘轮与固定盘连接，并且调节罩中轴线与固定盘重合，调节罩位于固定盘原理转盘的一侧，第二棘轮限制固定盘相对调节罩转动的方向与一棘轮限制转盘相对固定盘转动的方向相反；

27、所述电极突出固定盘靠近调节罩的一侧，调节罩上固定连接导电卡块，导电卡块的分布包括以下情况，从调节罩圆心做变压器数量+1条射线，每条射线绕调节罩圆心均匀分布，每条射线上都设有导电卡块，每条射线上的导电卡块包括以下分布情况：

28、a)、其中一条射线上导电卡块与变压器数量相同，每个导电卡块与一个变压器对应，每个导电卡块与同一相的对应变压器的相线电连接，每个导电卡块到调节罩中心的距离与对应的电极到固定盘中心的距离相同；

29、b)、其余射线上导电卡块数量为1个，导电卡块与其中一个电极到固定盘中心的距离相同，每个导电卡块到固定盘中心的距离都不相同，每个导电卡块与一个变压器对应，每个导电卡块与同一相的对应变压器的相线电连接；

30、其中，每个导电卡块设有一个与靠近调节罩一侧的电极相匹配的连接槽。

31、进一步地，所述分布情况a)中的导电卡块和分布情况b)中的导电卡块如果对应于同一个变压器和同一条相线，则分布情况a)中的导电卡块和分布情况b)中的导电卡块相互电连接。

32、一种组合式变压器的使用方法，所述方法包括以下步骤：

33、当需要选择变压器单独负载时，控制器控制伺服电机带动转盘朝第一棘轮限制转盘相对固定盘转动的方向转动，使固定盘相对调节罩转动，使分布情况b)中的导电卡块与电机电连接，然后控制器控制伺服电机带动转盘朝第一棘轮限制转盘相对固定盘转动的方向转动，使接触件上接触槽与电极连接，所选接触件上的接触槽包括了与所有环形槽对应的所有接触槽，所选择的变压器负载与变电站监控中心发送到控制器的当前负载监测数据相匹配；

34、当需要选择1个以上变压器并行负载，控制器控制伺服电机带动转盘朝第一棘轮限制转盘相对固定盘转动的方向转动，使固定盘相对调节罩转动，使分布情况a)中的导电卡块与电机电连接，然后控制器控制伺服电机带动转盘朝相反方向运动，使接触件上接触槽与电极连接，所选接触件上的接触槽包括了与所选变压器对应的接触槽，所选择的变压器负载与变电站监控中心发送到控制器的当前负载监测数据相匹配。

35、本发明的有益效果是：与现有技术相比，

36、1)本发明通过控制器接收变电站监控中心监测到的负载数据，如果当前负载超过变压器当前负载范围，则通过控制器控制变换器，变换器通过选择负载更大或者更多的变压器来避免电压供应过低；如果当前负载低于变压器当前负载范围，则通过控制器控制变换器，变换器通过选择负载更小或者更少的变压器来避免线损过高，因此本变压器具有能在高峰期提供足够的电压，同时在低谷期保持低线损的优点；

37、2)本发明通过一级变换部和二级变换部串联，从而使用更少的元件实现更多变压器组合状态，降低系统设计复杂度；

38、3)本发明通过伺服电机驱动转盘相对固定盘转动实现不同分布类型的接触件，从而实现二级变换部状态的改变；

39、4)本发明通过调节电机驱动从动锥齿轮转动，从动锥齿轮转动带动螺杆转动，从而实现接触件在接触槽长度方向位置的调节，接触件位置的改变使得接触槽与环形槽相互错位，并且每个接触槽的宽度大于环形槽宽度，从而使得接触件位置移动时接触件与电极接触得更加紧密，避免接触不良的情况，当需要变换其它状态时则节电机驱动从动锥齿轮转动，从动锥齿轮转动带动螺杆转动，从而实现接触件在接触槽长度方向位置的调节，使接触件与电极接触得更加宽松，便于电极在环形槽上移动；

40、5)本发明通过第一棘轮和第二棘轮相互配合，使用同一个伺服电机可同时调节一级变换部和二级变换部状态，简化了结构。