一种节能滤波型电力变压器制造技术

本发明专利技术公开了一种节能滤波型电力变压器，包括变压器主体、主电路，变压器主体包括一次端和二次端，一次端连接市电，二次端连接主电路，主电路上设有主电感线圈、主电容，主电感线圈、主电容在主电路上构成串联谐振或并联谐振。主电感线圈的电感大小可根据二次端上高次谐波分量大小而受控调节。电力变压器还包括信号电路，信号电路并联在主电路上靠近二次端的一侧；信号电路包括信号电阻和若干条信号支路，每条信号支路上设置串联起来的第一电感、第一电容和信号传输端，每条支路上的电感和电容构成此位置的高阶谐振，每条支路上的信号传输端获取支路电流大小后用于控制主电感线圈的电感大小。的电感大小。的电感大小。

【技术实现步骤摘要】
一种节能滤波型电力变压器


[0001]本专利技术涉及电路滤波变压器领域，具体是一种节能滤波型电力变压器。

技术介绍

[0002]电网中由于各用户的设备复杂，例如很多电感电机、调频器以及很多不是以工频电流运行的设备，他们传递会电网的负载电流带有很多高阶次的谐波电流，以工频电网为例，电网中不仅存在50hz的工频电流，还存在若干3、5、7
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倍数频率的谐波电流，这部分电流（电压）如果到达普通的用户端处，很有可能损坏该用户的设备，所以需要有效的谐波抑制手段。
[0003]现有技术中，谐波的抑制分为无源滤波器和有源滤波器，无源滤波器中以双调谐滤波器使用范围较广，其结合串联谐振和并联谐振，可以有效过滤两个特定的频率（最常用的是对应3、5阶次的频率），但是，当电网中的谐波是第三种频率时就无能为力了，虽然常见的都是3、5阶次的谐波，但是，只要出现了较大有效值的七阶谐波，那么，用户端的器件会受到很大损坏，而且，不管电路中3、5阶次的谐波电流是否较大，其阻抗是一直存在于电路中的，会占据功率构成无功损耗，降低整体的功率因数，有时我们希望在该阶次谐波电流有效值很小时不去进行该阶次的过滤，而是电网中出现了较大的该阶次电流时再行滤波。现有装置的滤波器只有有源滤波器才能达到，但是，有源滤波器在工作时，由于滤波原理会消耗很大的功率，无源滤波器过滤原理是在电路结构中构建对于某一频率低阻的通路，其他频率电流从负载上经过，而特定频率的电流则绝大部分从谐振通路上通过，相当于特定频率下短路负载，所以原理上不需要消耗能量就能完成，而有源滤波器的工作原理简言之就是在电路中叠加相应阶次的电流，来达到消除目的，叠加的高阶电流需要独立电源提供。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种节能滤波型电力变压器，以解决现有技术中的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种节能滤波型电力变压器，包括变压器主体、主电路，变压器主体包括一次端和二次端，一次端连接市电，二次端连接主电路，主电路上设有主电感线圈、主电容，主电感线圈、主电容在主电路上构成串联谐振或并联谐振。
[0006]本专利技术在变压器内直接集成谐振滤波电路，过滤掉变压器可能往后传递的频率高于工频的高次谐波，电路中除基波外，还有三次谐波分量，合并后会使总波形发生变化，更高次的谐波损伤用户端的电子器件，而串联谐振或并联谐振是常用的滤波手段，但是，现有谐振一般在市电送来时就已经进行了，但是，出于设置成本以及复杂程度考虑，一般只过滤了三阶、五阶次的谐波，而更高次的未过滤，并且，变压器由于其工作原理，也会产生谐波分量，加之用户端常常需要配合使用的变频器等等部件，用户端附近仍然存在较多的高阶谐波，损害用户侧器件。本专利技术在变频器处集成滤波电路，此处位置最靠近用户端，所以，完全可以做到完全的过滤。
[0007]进一步的，主电感线圈的电感大小可根据二次端上高次谐波分量大小而受控调节。
[0008]谐波过滤原理中，根据阻抗器内电感和电容的取值大小，对应不同频率的谐波，一般电路中只能设置一套或两套谐振电路，一套谐振电路时使用串联或并联方式，两套谐振电路需要串联加并联的组合方式，所以，双调谐滤波器只能调谐两个频率的谐波，对于其他阶次的谐波无能为力，但是，单路中无法预计什么阶次的谐波有效值（即该次的电流绝对值大小）大，如果实际只设置三次、五次的谐波过滤，当主电路上七次谐波有效值变大时，就无法提供过滤能力，从而七次谐波到达用户负载上造成损害。
[0009]本专利技术通过改变电感值大小的方式，匹配电路中最需要过滤的阶次谐波，而放过有效值较低的其余阶次谐波。电感值的改变可以通过很多种方式。
[0010]进一步的，电力变压器还包括信号电路，信号电路并联在主电路上靠近二次端的一侧；信号电路包括信号电阻和若干条信号支路，每条信号支路上设置串联起来的第一电感、第一电容和信号传输端，每条支路上的电感和电容构成此位置的高阶谐振，每条支路上的信号传输端获取支路电流大小后用于控制主电感线圈的电感大小。
[0011]信号电路的存在可以从主电路上获得原始电压波形，若干条支路分别顺畅通过该阶谐波，并在信号传输端上给出电流值大小信号，三阶次支路给出三次谐波大小值，比较得出主电路中最需要过滤的阶次波。
[0012]进一步的，电力变压器还包括信号传输线、电流比较器、磁通铁芯和调感线圈，磁通铁芯插入主电感线圈中央并一端伸出，调感线圈缠绕在磁通铁芯伸出主电感线圈的一端外圆上，调感线圈连接至电流比较器输出端，电流比较器的输入端通过信号传输线分别连接信号电路中的若干信号传输端，电流比较器选择若干信号传输端中电流最大的组分后经比例放大加载至调感线圈上。
[0013]信号传输线将信号电路内检测到的若干次小电流的谐波分别输送至电流比较器上，电流比较器比较电流大小后，以阶跃信号加载在调感线圈上，在一个周期内，原始电路中五次谐波的有效值大于三次谐波，所以，电流比较器选取五次谐波作为输出频率，输出值为与五次谐波对应的数字阶跃信号，这一频率的电流加载在调感线圈上建立磁场，通过磁通铁芯影响主电感线圈的自建磁场，主电感线圈的电感大小代表其对于电流波动的抵抗性，所以，通过外加磁场帮助扩大其主电感线圈自身所建立的磁场可以增大电感，增大的电感与调感线圈的磁场强度相关，调感线圈的磁场大小由I-D决定，也就是说，在主电路上五次谐波的有效值较大时，通过调感线圈改变主电感线圈的电感大小，使谐振频率等于五次谐波频率，进行特定频率的过滤；同理，另一个周期内，当三次谐波有效值较大时，此时，电流比较器输出频率为三次谐波频率，由三次谐波驱动的调感线圈去改变主电感线圈自建磁场，从而使主电感线圈的电感更新为与三阶次电流所对应的谐振所需电感大小。
[0014]可调节大小的主电感线圈可以视情况而去过滤不同阶次的电流，简洁的电路保证过滤有效性最大化。
[0015]作为优化，主电感线圈、主电容在主电路上构成串联谐振，主电容与用户负载并联，主电感线圈与用户负载串联。
[0016]对于串联谐振来说，当通过其的电流频率低于谐振频率时，其自身阻抗呈容性，而实际情况正是：一次电流（工频电流）是电路中比例最大的电流，所以，串联谐振对于工频电流而言是呈容性的，根据本领域基础常识有并联谐振对于工频电流是感性的，出于与变压器主体合并为一个整件后的情形考虑，串联谐振的过滤方式使得容性与变压器处的感性因素可以相互弥补掉一部分，从而从整体上功率因数趋近一，而并联谐振相对于工频电流而言出现的感性阻抗叠加变压器主体处的感性阻抗使得整个电路功率因数变小，一般还需要进行无功补偿。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过变压器主体进行变压后，电网上的各阶次谐波被信号电路检测获得，分流传递至电流比较器上，电流比较器以一定的放大系数输出有效值最大阶次的谐波至调感线圈上，磁通铁芯约束磁场并传递给主电感线圈的自建磁场上改变主电感线圈的电感，从而使主电路上的谐振频率设定为有效值最大阶次的谐波，忽略其余阶次的谐波。相比于有源滤波本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种节能滤波型电力变压器，所述电力变压器包括变压器主体（1）、主电路（2），变压器主体（1）包括一次端（11）和二次端（12），一次端（11）连接市电，二次端（12）连接主电路（2），其特征在于：所述主电路（2）上设有主电感线圈（31）、主电容（32），所述主电感线圈（31）、主电容（32）在主电路（2）上构成串联谐振或并联谐振。2.根据权利要求1所述的一种节能滤波型电力变压器，其特征在于：所述主电感线圈（31）的电感大小可根据二次端（12）上高次谐波分量大小而受控调节。3.根据权利要求2所述的一种节能滤波型电力变压器，其特征在于：所述电力变压器还包括信号电路（4），所述信号电路（4）并联在主电路（2）上靠近二次端（12）的一侧；所述信号电路（4）包括信号电阻（41）和若干条信号支路，每条信号支路上设置串联起来的第一电感（42）、第一电容（43）和信号传输端（44），每条支路上的所述信号传输端（4...

【专利技术属性】
技术研发人员：章建军，章鹏，阙建春，刘俊，桂晋荣，毛祥宇，李兴波，
申请(专利权)人：云南人民电力电气有限公司，
类型：发明
国别省市：