三相变压器系统及具有其的电网技术方案

本实用新型专利技术公开了一种三相变压器系统，包括：三相变压单元，其中每相变压单元包括：铁芯；第一和第二低压绕组，所述第一和第二低压绕组并联设置在所述铁芯上，其中所述三相变压单元中的所述第一低压绕组和所述第二低压绕组分别进行星形连接；高压绕组，所述高压绕组套装在所述第一和第二低压绕组上；以及直流电源，所述直流电源的正极和负极分别连接至星形连接的所述第一低压绕组和所述第二低压绕组的中性点。由此，本实用新型专利技术通过调节直流电压的大小来改变变压器铁芯的磁饱和度，从而达到改变变压器电抗值的目的。此外，本实用新型专利技术还提供了一种具有该三相变压器系统的电网。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

三相变压器系统及具有其的电网
本技术涉及变电
，具体而言，涉及一种具有可变电抗的三相变压器系统以及具有三相变压器系统的电网。
技术介绍
变压器(Transformer)是利用电磁学的电磁感应原理来改变交流电压的装置,主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)。变压器常用作升降电压、变压器匹配阻抗和安全隔离等。通常，变压器的电抗是由其自身尺寸和结构型式决定的，对于确定型号的变压器， 其电抗是固定的。但是，在工业应用中通常需要提供这样的变压器，该变压器电抗可调，以向电网中注入电感电流。例如，在风力发电或者冶金行业中，需要动态调节电网线路的功率因素，这就有必要需要单独地设置电抗器，以调节电网中的电感电流，进而提高电网的功率因素。但这必然造成成本的极大增加。
技术实现思路
本技术旨在至少在一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术的第一个目的在于提出一种三相变压器系统，可以动态调节线路的功率因素，稳定电网电压输出，节约了一次性的投入。另外，本实用 新型需要提供一种电网，所述电网可以进行调节电网中的电感电流， 并提闻其功率因素。为达到上述目的，本技术的第一方面提出了一种三相变压器系统，包括三相变压单元，其中每相变压单元包括铁芯；第一和第二低压绕组，所述第一和第二低压绕组并联设置在所述铁芯上，其中所述三相变压单元中的所述第一低压绕组和所述第二低压绕组分别进行星形连接；高压绕组，所述高压绕组套装在所述第一和第二低压绕组上。该三相变压器系统并且包括直流电源，所述直流电源的正极和负极分别连接至星形连接的所述第一低压绕组和所述第二低压绕组的中性点。根据本技术提出的三相变压器系统，通过调节直流电源的电压大小来改变三相变压单元的铁芯的磁饱和度，从而改变三相变压单元的电抗值，以实现该三相变压器电抗可调。由此在应用中，使用该三相变压器相当于传统的三相变压器和电抗器的组合，从而降低了工业应用成本。其中，所述直流电源的电压大小可调。由此可以根据需要调节电抗的大小。优选地，所述第一低压绕组和第二低压绕组的横截面为椭圆形，且所述高压绕组的横截面为矩形。并且，所述高压绕组与所述第一低压绕组以及所述高压绕组与所述第二低压绕组的匝数比相同。优选地，所述三相变压单元的高压绕组可以呈三角形连接。其中，所述铁芯通过并置的第一固定件和第二固定件并行固定。并且，所述铁芯一体形成，所述铁芯还包括上铁芯体和下铁芯体；以及三对铁芯柱，所述三对铁芯柱分别平行连接至上铁芯体和下铁芯体且每对所述铁芯柱上分别缠绕所述第一、第二低压绕组和所述高压绕组。为达到上述目的，本技术的第二方面还提出了一种电网，该电网包括主电网；局域电网，所述局域电网通过主升压变压器对所述主电网供电；至少一个风力发电单元，所述风力发电单元通过上述的三相变压器系统对所述局域电网供电；以及控制器，所述控制器根据所述局域电网的输入侧或者输出侧的电网功率因素而控制所述直流电源的电压。根据本技术提出的电网， 通过控制电网中三相变压器系统的直流电源的电压大小，从而产生电感电流，并注入电网，达到了动态调节电网线路功率因素的目的，提高发电、变电以及用电设备的有功功率，稳定输变电的电网电压，改善电能质量。同时，不再需要另外增加可调电抗器等设备，大大节约了一次性的成本投入。此外，所述电网还包括电容补偿单元，所述电容补偿单元对所述至少一个风力发电单元的输出进行无功补偿。本技术的第三方面还提出了一种局域电网，包括所述的三相变压器系统。本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。附图说明本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图1是根据本技术的一个实施例的三相变压器系统的原理示意图；图2是根据本技术的一个实施例的三相变压单元的俯视图；图3为根据本技术的一个实施例的三相变压单元的剖视图；图4为根据本技术的一个实施例的电网的供电网络示意图；以及图5为根据本技术的一个具体示例的电网的供电网络示意图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术而不是要求本技术必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。下述说明本质上只是示例性的，而不是以任何方式来限制本公开、本公开的应用或者使用。为了简洁，将在附图中使用相同的参考数字以识别相似的元件。如此处所使用， 术语至少A、B和C中的至少一个必须理解为指的是逻辑(A或者B或者C)，使用非排他性逻辑或者。必须理解，在不改变本公开的原理的情况下，方法中的步骤可以不同的顺序来执行。如此处所使用，术语模块、单元指的是应用特定集成电路(ASIC)、电路、处理器(共享、专用或者成组)和执行一个或者更多个软件或者固件程序的存储器、组合逻辑电路、和/ 或者提供所描述功能性的其他合适部件。下面参照附图来描述根据本技术实施例提出的三相变压器系统和具有三相变压器系统的电网。如图1所示，本技术实施例的第一方面提出的一种三相变压器系统，包括三相变压单元101和直流电源102。其中，每相变压单元I包括铁芯10、第一低压绕组11、第二低压绕组12和高压绕组13，并且每相变压单元I中的铁芯10包括一对铁芯柱100和200， 第一低压绕组11和第二低压绕组12并联设置在铁芯10上，例如第一低压绕组11设置在铁芯柱100上，第二低压绕组12设置在铁芯柱200上。其中三相变压单元101中的第一低压绕组11和第二低压绕组12分别进行星形连接。高压绕组13套装在第一低压绕组11和第二低压绕组12上。直流电源102的正极(+ )和负极(_)分别连接至星形连接的第一低压绕组11的中性点01和第二低压绕组12的中性点02，并且，直流电源102的电压大小可调。通过调节直流电源102的大小可以改变铁芯10的磁饱和度，从而可以达到改变三相变压单元101电抗值的目的。在本技术的实施例中，如图1所示，三相变压单元101中高压绕组13与第一低压绕组11的匝数比和高压绕组13与第二低压绕组12的匝数比相同。并且，在本技术的一个实施例中，三相变压单元101的高压绕组13呈三角形连接。当然，可以理解的是， 三相变压单元101的高压绕组13也可以呈星形连接。其中，第一低压绕组11和第二低压绕组12的横截面为椭圆形，且高压绕组13的横截面为矩形。也就是说，当直流电源102的电压为零时，本技术实施例中的三相变压单元 101的性能与普通变压器相同，通过升压或降压传输能量。当施加直流电源102的电压达到一定值时，如图1所示，在正弦波的任一时段，一对铁芯10中一个铁芯100中的交直流磁通方向一致，另一个铁芯200本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相变压器系统，其特征在于，包括：?三相变压单元，其中每相变压单元包括：?铁芯；?第一和第二低压绕组，所述第一和第二低压绕组并联设置在所述铁芯上，其中所述三相变压单元中的所述第一低压绕组和所述第二低压绕组分别进行星形连接；?高压绕组，所述高压绕组套装在所述第一和第二低压绕组上；以及直流电源，所述直流电源的正极和负极分别连接至星形连接的所述第一低压绕组和所述第二低压绕组的中性点。

【技术特征摘要】
1.一种三相变压器系统，其特征在于，包括三相变压单元，其中每相变压单元包括铁芯;第一和第二低压绕组，所述第一和第二低压绕组并联设置在所述铁芯上，其中所述三相变压单元中的所述第一低压绕组和所述第二低压绕组分别进行星形连接；高压绕组，所述高压绕组套装在所述第一和第二低压绕组上；以及直流电源，所述直流电源的正极和负极分别连接至星形连接的所述第一低压绕组和所述第二低压绕组的中性2.根据权利要求1所述的三相变压器系统，其特征在于，所述第一低压绕组和第二低压绕组的横截面为椭圆形，且所述高压绕组的横截面为矩形。3.根据权利要求1所述的三相变压器系统，其特征在于，所述高压绕组与所述第一低压绕组以及所述高压绕组与所述第二低压绕组的匝数比相同。4.根据权利要求1所述的三相变压器系统，其特征在于，所述三相变压单元的高压绕组呈三角形连接。5.根据权利要求1所述的三相变压器系统，其特征在于，所述铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙传民，孙宇，尹文，朱凯，
申请(专利权)人：沈阳昊诚电气股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：