含有移相线圈的三相隔离变压器及供配电系统技术方案

含有移相线圈的三相隔离变压器及供配电系统，包含初级绕组、铁芯柱和次级绕组；其特征在于，次级绕组包括辅助供电绕组和直流负载绕组，其中在同一根铁芯柱上安装有相互电隔离的初级线圈和次级线圈，次级线圈包括相互电隔离的至少一个交流负载线圈和多个移相线圈，交流负载线圈布置在移相线圈的内侧，三根铁芯柱上的交流负载线圈组成三相的辅助供电绕组用于向交流负载回路供电，三根铁芯柱上的移相线圈组成三相的直流负载绕组用于向直流负载回路供电；利用1台本发明专利技术公开的隔离变压器，就能建立用于供应交流负载及直流负载的两个供电电路节省了高压部分的占地空间，利用次级布置的多个移相线圈所组成的直流负载绕组，能够较好地滤掉高次谐波。地滤掉高次谐波。地滤掉高次谐波。

【技术实现步骤摘要】
含有移相线圈的三相隔离变压器及供配电系统


[0001]本专利技术涉及隔离变压器及供配电系统，特别是涉及一种含有移相线圈的三相隔离变压器及数据中心用的供配电系统。

技术介绍

[0002]随着通信产业和云计算产业的发展，数据量不断攀升，数据中心的建设有着巨大的潜力，对应用在数据中心中的变压器的产品性能及经济成本性有着更高的要求。所述数据中心用电负载特点，是既包括有交流用电负载包括市电等级的交流照明、空调、办公等，更多是的直流用电负载例如包含UPS模块的服务器主机等。现有的数据中心用变压器，一般采用多台三相交流输出的隔离变压器为后端的交流用电负载和直流用电负载分别供电。
[0003]例如专利申请号为202011609352.9，名称为“一种交直流供电电源及系统”的技术方案，公开了一种交直流供电电源，包括具有第一直流母排的交直流变换装置，用于连接负载的第二直流母排和多个DC/DC转换器，多个所述DC/DC转换器的输入端并联后连接至所述第一直流母排、输出端并联后连接至所述第二直流母排；其中所述交直流供电电源包括副边具有多组延边三角形直流负载绕组的移相变压器和所述第一直流母排，每组所述延边三角形直流负载绕组上连接有一个AC/DC转换器，且所有的所述AC/DC转换器的输出端并联后连接至所述第一直流母排。再例如申请号为202011522174.6，名称为“供电系统及数据中心”的专利技术技术方案也作出了基本类似的供电结构安排。
[0004]上述现有技术方案披露了采用移相变压器拖动后端的直流负载（AC/DC转换器）的技术方案，从而可知数据中心的交流负载必须利用其它交流变压器来拖动。例如专利申请号为201910833569.9，专利技术名称为“供电系统、供电方法及数据中心”，包括第一供电电路，第一供电电路的输入端用于与供电能源连接，第一供电电路的输出端用于与负载连接；包括第二供电电路，第二供电电路包括变压电路和整流电路，变压电路的输入端用于与供电能源连接，整流电路的输入端与变压电路的输出端连接，整流电路的输出端用于与负载连接。所述变压电路包括变压器，所述变压器连接于所述整流电路的输入端和供电能源之间；不同组所述整流模块组的整流模块的触发角之间的差值为Y＝D/M，其中D为所述变压器的移相角，M为所述整流模块组的数量。该方案中的负载是包含了交流负载和直流负载的一种混合用电模块，披露了从市电端到终端负载端采用至少两条供电线路平行供电，第一供电电路为从市电端到负载端的交流负载供电，而另外又采用第二供电电路为从市电端到负载端的直流负载供电。这样导致的主要问题包括：1，必须采用多台隔离变压器建立从市电端到终端负载端的几个相互隔离的供电电路，电路复杂且建设造价成本高；2、出于电气安全隔离考虑，相互隔离的供电电路必须彼此较大距离的电隔离从而导致占地面积大，进一步加剧综合建设造价成本高，潜在故障率也高；3，变压器效率低，耗能高。这些问题显然值得思考，存在进一步改进和改善的空间。
[0005]专利技术专利内容
[0006]为了解决上述
技术介绍
中提出的至少一个问题，或者能够优化和改善现有设计的
能效，本专利技术首先提出一种新的含有移相线圈的三相隔离变压器产品，包含初级绕组、铁芯柱和次级绕组；其特征在于，次级绕组包括辅助供电绕组和直流负载绕组，其中在同一根铁芯柱上安装有相互电隔离的初级线圈和次级线圈，所述次级线圈包括相互电隔离的至少一个交流负载线圈和多个移相线圈，所述交流负载线圈布置在所述移相线圈的内侧，三根铁芯柱上的交流负载线圈组成三相的辅助供电绕组用于向交流负载回路供电，三根铁芯柱上的移相线圈组成三相的直流负载绕组用于向直流负载回路供电。
[0007]其中，所述初级绕组包含有初级线圈，所述次级绕组包含有次级线圈，对于布置在同一根铁芯柱上的初级线圈与次级线圈，所述初级线圈与次级线圈之间可以是分隔开的，也可是所述交流负载线圈布置在初级线圈的内侧，多个所述移相线圈布置在初级线圈的外侧，三种电线圈之间相互电隔离开。
[0008]其中，所述交流负载线圈，为终端的市电交流负载例如交流照明设备、空调等直接提供交流电能输出，三相的交流负载线圈可以Y或
△
形接法形成三相的辅助供电绕组并直接输出交流电能向交流负载回路供电；而所述移相线圈，本身输出交流电能向直流负载回路供电，所述直流负载回路包括回路中设置的交流变直流的整流器件例如AC/DC整流模块及直流母排，它们为终端的直流负载例如信息中心用的服务器等提供直流电能。
[0009]三根铁芯柱上的可以布置多于一组（例如1、2或3组）的辅助供电绕组，分别位于三根铁芯柱上的三个辅助供电线圈连接构成一组辅助供电输出绕组，所述辅助供电输出是指为交流负载提供电能的输出端。
[0010]其中，每根铁芯柱上安排的移相线圈的数量，可以根据负载本身大小以及整流模块的容量等因素综合情况设计确定，例如每根铁芯柱上可以是设置3到20个移相线圈或者更多，三根铁芯柱上的全部移相线圈也对应地形成3到20组或者更多的直流负载绕组，分别位于三根铁芯柱上的三个移相线圈构成一组直流负载输出，不同的直流负载绕组在移相范围内（一般是
‑
30
°
到+30
°
之间）所布局的输出移相角度不同，所述直流负载输出是指为直流负载提供电能的输出端。不同直流负载绕组之间具有移相角度差，一般来说，连接于不同移相角度的直流负载绕组的整流模块的触发角之间差值与直流负载绕组的移相角适配。
[0011]在另一种应用中，还可以将上述的3到20组的直流负载绕组（一个小组），再重复布置一遍即布置二个甚至三个小组的直流负载绕组。对于这些数量比较多的直流负载绕组，可以在沿轴向布置几个线圈的基础上，再沿径向层叠布置在所述初级线圈的外侧。
[0012]进一步的，本专利技术提出一种供配电系统，包括上述任一结构的隔离变压器及配置在所述隔离变压器输入侧的高压配电柜、配置在所述隔离变压器输出侧的辅助供电柜和直流负载配电柜，所述高压配电柜出线端与所述隔离变压器的三相初级绕组电连接，所述隔离变压器的辅助供电绕组与所述辅助供电柜的入线端电连接，所述隔离变压器的直流负载绕组与所述直流负载配电柜的入线端电连接。
[0013]根据上述技术方案，可以发现其有益的技术效果在于，第一，利用1台本专利技术公开的隔离变压器，就能建立用于供应交流负载及直流负载的两个供电电路，至少节省了高压部分的占地空间，缩短了高低压连接电缆的布线长度；而且对于一个单元的数据中心负载，用本专利技术的一台变压器就能完成至少两台传统变压器才能完成的工作；第二，便于整齐紧促地排列变压器出线侧的控制电柜；第三，利用次级布置的多个移相线圈所组成的直流负载绕组，能够较好地滤掉次级绕组中出现的高次谐波，大大减轻了用户侧的谐波干扰，也能
提高负载端的服务器的运行安全性。
[0014]进一步的技术方案还可以是，所述三相初级绕组的电压等级为10KV用于直接接入10KV高压线路，所述辅助供电绕组的电压等级为400V绕组用于输出400V市电，所述直流负载绕组的输出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.含有移相线圈的三相隔离变压器，包含初级绕组、铁芯柱和次级绕组；其特征在于，次级绕组包括辅助供电绕组和直流负载绕组，其中在同一根铁芯柱上安装有相互电隔离的初级线圈和次级线圈，所述次级线圈包括相互电隔离的至少一个交流负载线圈和多个移相线圈，所述交流负载线圈布置在所述移相线圈的内侧，三根铁芯柱上的交流负载线圈组成三相的辅助供电绕组用于向交流负载回路供电，三根铁芯柱上的移相线圈组成三相的直流负载绕组用于向直流负载回路供电。2.根据权利要求1所述的含有移相线圈的三相隔离变压器，其特征在于，在同一铁芯柱上，所述交流负载线圈布置在初级线圈的内侧，多个所述移相线圈布置在初级线圈的外侧。3.根据权利要求1所述的含有移相线圈的三相隔离变压器，其特征在于，三相所述初级绕组的电压等级为10KV用于直接接入10KV高压线路，所述辅助供电绕组的电压等级为400V绕组用于输出400V市电，所述直流负载绕组的输出电压适配于整流模块。4.根据权利要求1所述的含有移相线圈的三相隔离变压器，其特征在于，在所述初级绕组、次级绕组中分别设置有温度探头，用于检测并输出线圈的温度信号。5.供配电系统，包括权利要求1到4任一所...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖俊承，王一龙，赵楠楠，罗顺祥，田卫红，廖日云，
申请(专利权)人：佛山市顺德区伊戈尔电力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：