船舶用三相变两相平衡变压器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力变压器技术领域，具体地涉及一种应用于船舶等三相三线电力系 统的三相变两相平衡变压器。
【背景技术】
[0002] 单相负载是一种特殊的三相不对称负载。当舰船电力系统带单相负载运行时，电 网中电流的正序分量、负序分量和零序分量相等，这是一种及不平衡状态。尤其是单相负载 较大时，电力系统的不平衡度可能超标。
[0003] 目前舰船三相电力系统带单相负载运行，采用基于平均分配负荷法的供电方式， 单相变压器从电网获得电能向单相负载供电。将所有的单相负载进行功率计算，尽可能的 把所有的单相负载按功率平均分配到A、B、C三相，从而减小系统的不平衡度。但该方法存在 以下问题：
[0004] (1)当所有的单相负载同时运行时，电力系统基本能够保持平衡，达到了国军标规 定的要求。但是在实际运行时，这种方法存在很大的局限性，因为在不同的时段，单相负载 运行状态是随机的，实际上并不能保证A、B、C三相的瞬态功率相等。
[0005] (2)不能抑制电网局部区域的三相不平衡。单相变压器带单相负载运行，将造成单 相变压器周围的局部电力系统的三相不平衡，对邻近用电设备造成不良影响，相当于底层 "污染"。
[0006] (3)负荷平均分配法给舰船单相负载的布置和接线带来不便。在舰船设计之初，单 相负载要按照设计要求接入到相应的单相变压器，当舰船新增或者减少单相负载时，单相 负载必将造成不平衡，必须要重新接线来达到新的平衡。
【发明内容】
[0007] 针对现有技术无法解决舰船电力系统中单相负载供电引起的三相不平衡问题，提 供一种适用于三相三线舰船电力系统的综合性能优良的平衡变压器，达到了绕组数量少， 变压器结构简单，材料利用率较高的技术进步性，且不需要进行复杂的阻抗匹配，生产制造 容易。
[0008] 本发明提供的船舶用三相变两相平衡变压器，包括铁心、一次侧绕组和二次侧绕 组，其特征在于:铁心为三相柱式或三相壳式;一次侧绕组采用三角形连接，由三相绕组AX、 BY、CZ组成，绕组匝数为W1;二次侧绕组分为两部分，第一部分是匝数均为…的六相和C相绕 组，A相和C相绕组为串联连接，第二部分是B相一个匝数为W 3的绕组，二次侧绕组的匝数关 系为W3 =播"
[0009] 进一步地，一次侧三相电流与二次侧两相负载电流的关系如式(1)所示：
[0010] (I)
r, W
[0011] 式中，A= i，W为基准E数W=Wi，
[0012] 调整式（1)中参数，使二次侧两相负载电流大小相等，相位相差90°，达到二次侧两 相负载电流对称，同时一次侧三相电流对称，无零序分量，无负序分量。
[0013] 进一步地，调整绕组之间轴向或径向距离，使各相绕组之间的短路阻抗满足下列 关系
[0014] Z7 kai2 = Z7 kci2 (2)
[0015] 式中Ζ'ΚΑ12*Α相一次侧绕组与A相二次侧绕组之间的短路阻抗;Z'KC12*C相一次侧 绕组与C相二次侧绕组之间的短路阻抗;二次侧带两相负载时，无论负载电流如何变化，一 次侧三相电流中始终无零序分量;二次侧两相负载对称时，一次侧三相电流也对称，既无零 序分量，也无负序分量;二次侧两相出线端短路时，从一次侧各相看去的全短路阻抗相等； 两相系统实现完全解耦，即一相电流或负荷的变化，不会影响另一相电压的变化。
[0016] 再进一步地，所述一次侧三相与二次侧两相负载的空载电压大小相等，相位互差 90。。
[0017]本发明的船舶用三相变两相平衡变压器的工作原理如下：
[0018] 为了达到抑制单相负载引起的三相不平衡现象，本发明创造性的采用了三相-两 相平衡变压器接线方式，为了减小绝缘成本，原边采用星形连接，将中性点引出接地，副边 采用了闭环绕组回路来容纳三次谐波环流，副边绕组数量多，通过调整各对绕组之间的短 路阻抗值，使之满足平衡条件，则不管负载电流如何变化，总能保证一次侧电流中无零序分 量，即保持电流平衡状态。由于需要考察和确定的量为短路阻抗，具有确定的物理意义，这 给设计和制造带来了极大方便。
[0019] 本发明的船舶用三相变两相平衡变压器采用上述技术方案，具有如下优点：
[0020] 本发明采用三相柱式结构时，原边仅布置有3个绕组，副边仅布置有3个绕组，且不 必对绕组作特殊布置，不需要拆分绕组，不需要进行绕组间的阻抗匹配设计和计算。
[0021] 本发明综合性能优良、结构简单，材料利用率较高，设计和制造难度下降。
[0022] 本发明综合性能优良的平衡变压器，其绕组数量少，变压器结构简单，材料利用率 较高，且不需要进行复杂的阻抗匹配，生产制造容易，特别适合于船舶等三相三线制电力系 统，给单相负载供电。
【附图说明】
[0023]图1为本发明的绕组接线图。
[0024]图2为本发明的二次绕组电压向量图。
[0025] 图3为本发明采用三相柱式铁心结构实施例示意图。
[0026] 图4为本发明采用三相壳式铁心结构实施例示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图所示实施例详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明 的限制，仅作举例而已。同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
[0028]如图1、图2、图3、图4所示，本发明的船舶用三相变两相平衡变压器，船舶用三相变 两相平衡变压器，包括铁心、一次侧绕组和二次侧绕组，其特征在于:铁心为三相柱式或三 相壳式；一次侧绕组采用三角形连接，由三相绕组AX、BY、CZ组成，绕组匝数为W 1;二次侧绕 组分为两部分，第一部分是匝数均为…的六相和C相绕组，A相和C相绕组为串联连接，第二部 分是B相一个匝数为W3的绕组，二次侧绕组的匝数关系为!T3 =
[0029] 一次侧三相电流与二次侧两相负载电流的关系如式(1)所示：
[0030] ⑴ W
[0031] 式中，農3 = gr，W为基准匝数W=W1,
[0032] 调整式（1)中参数，使二次侧两相负载电流大小相等，相位相差90°，达到二次侧两 相负载电流对称，同时一次侧三相电流对称，无零序分量，无负序分量。
[0033]进一步地，调整绕组之间轴向或径向距离，使各相绕组之间的短路阻抗满足下列 关系
[0034] Z7 kai2 = Z7 kci2 (2)
[0035] 式中Ζ'ΚΑ12*Α相一次侧绕组与A相二次侧绕组之间的短路阻抗;Z' KC12SC相一次侧 绕组与