一种品字形三倍频变压器结构及其使用方法与流程

本发明涉及变压器领域，尤其涉及到三倍频变压器，具体是指一种品字形三倍频变压器结构及其使用方法。

背景技术：

1、我国能源和经济发展分布很不均匀，经济发达地区主要分布在东南沿海，但电力资源相对短缺；经济发展相对滞后的西北和西南地区，电力资源盈余，造成了目前电力资源“西电东送”的格局。另外，随着海上风电技术的成熟以及未来清洁能源的需要，探索深海发电的路程也在一步一步的迈进。送电距离达到1000km以上的远距离、大容量的输电方式仍是一个正在深入探讨的课题。

2、分频输电系统可以作为一个全新的输电方式，它对于解决我国远距离、大容量输电问题提供了一个非常有效的方案。

3、分频输电系统利用降低交流输电频率的方式减小输电系统的电抗。当频率降低为工频的1/3时，线路的输送容量大致可提高三倍，此时已接近输电线路的热极限，从而可以充分发挥线路的作用。

4、然而分频输电需要解决的一个重要问题就是变压器，当发电机侧的电量输送到用户端，由于频率不一致，需要变压器将电网中的电转换成与用户端频率一致的电进行输送，这对变压器的结构设计和电磁计算提供了新的要求。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术的不足，提供一种品字形三倍频变压器结构使用方法，解决了低频变频率转换的问题，并且通过设置一次线圈的接线方法，解决了变压器线圈相位角的问题。

2、本发明是通过如下技术方案实现的，一种品字形三倍频变压器结构，包括沿周向均匀排布的三个一次侧心柱，以及位于三个侧心柱正中间的二次侧心柱，所述一次侧心柱上套设有一次线圈，二次侧心柱上套设有二次线圈，所述一次线圈与三相主线连接，三个二次线圈分别与用户端电线的三相接线连接。

3、本发明在使用时，电力系统中需要abc三相传输，每两相之间相位角为120°。常规线路中，三倍频数传的设计方案是，采用开口三角形的方式，一相需要三台变压器将电源频率转换成三倍频，三相传输需要采用9台单相变压器，同时为了解决每相之间相位角的问题，还需要设置调相变，此种设计方案造成了极大的电力传输成本，这也是低频变未获得长足发展的重要原因之一。

4、本方案根据变压器磁通特点，通过一次侧心柱布置成品字形，在一次侧中心位置额外增加一个二次侧心柱，用于传输三次谐波，再在该二次侧心柱上设置一个感应线圈，从而获得三倍频电源，并将其与用户端相连，本方案将传输系统中所需要的九台变压器和二台调相变压器改成了三台品字形三倍频变压器，降低了传输成本，解决了低频变频率转换的问题，并且通过设置一次线圈的接线方法，解决了变压器线圈相位角的问题。

5、作为优选，所述一次线圈包括由内向外依次设置且连接的一次内线圈和一次外线圈，一次内线圈和一次外线圈采用“z”形连接的方式。

6、本优选方案在使用时，通过调节每一次内线圈和一次外线圈布置位置和连接方式，可改变二次线圈的相位角，此种结构的使用使变压器本身具备了相位调节的功能，采用“z”形连接的方式，使三台三倍频变压器二次输出电压相位角互差120°，满足要求。

7、作为优选，一次侧心柱和二次侧心柱固设置在上夹件和下夹件之间。本优选方案通过上夹件和下夹件的设置，便于一次测心柱和二次测心柱进行固定。

8、作为优选，二次侧心柱与一次侧心柱的截面积比为30-50:60-90。本优选方案通过二次侧心柱与一次侧心柱的截面积比的设置，可以根据不同情况合理调节二次侧心柱与一次侧心柱的大小，从而保证输出效率。

9、一种品字形三倍频变压器结构的使用方法，包括以下步骤：

10、电机侧的三相主线，每相主线连接有三支分线，同相内的三支分线分别与三个一次内线圈连接，即实现一次线圈与三相主线的连接；一次内线圈与一次外线圈采用“z”形连接的方式，改变二次线圈的相位角；使三台三倍频变压器二次输出电压相位角互差120°，用户端的三相电线分别与三台三倍频变压器的二次线圈连接，根据变压器磁通特点，通过一次侧心柱布置成品字形，在一次侧中心位置额外增加一个二次侧心柱，用于传输三次谐波，再在该二次侧心柱上设置一个感应线圈，从而获得三倍频电源，并将其与用户端相连。

11、本发明的有益效果为：通过一次侧心柱布置成品字形，在一次侧中心位置额外增加一个二次侧心柱，用于传输三次谐波，再在该二次侧心柱上设置一个感应线圈，从而获得三倍频电源，并将其与用户端相连，本方案将传输系统中所需要的九台变压器和二台调相变压器改成了三台品字形三倍频变压器，降低了传输成本，解决了低频变频率转换的问题，并且通过设置一次线圈的接线方法，解决了变压器线圈相位角的问题；通过调节每一次内线圈和一次外线圈布置位置和连接方式，可改变二次线圈的相位角，此种结构的使用使变压器本身具备了相位调节的功能。

技术特征：

1.一种品字形三倍频变压器结构，其特征在于：包括沿周向均匀排布的三个一次侧心柱，以及位于三个侧心柱正中间的二次侧心柱，所述一次侧心柱上套设有一次线圈，二次侧心柱上套设有二次线圈，所述一次线圈与三相主线连接，二次线圈与用户端电线的三相接线连接。

2.根据权利要求1所述的品字形三倍频变压器结构，其特征在于：所述一次线圈包括由内向外依次设置且连接的一次内线圈和一次外线圈，一次内线圈和一次外线圈采用“z”形连接的方式。

3.根据权利要求1 所述的品字形三倍频变压器结构，其特征在于：一次侧心柱和二次侧心柱固设置在上夹件和下夹件之间。

4.根据权利要求1 所述的品字形三倍频变压器结构，其特征在于：二次侧心柱与一次侧心柱的截面积比为30-50:60-90。

5.根据权利要求2所述的品字形三倍频变压器结构的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明涉及一种品字形三倍频变压器结构及其使用方法，三倍频变压器结构包括沿周向均匀排布的三个一次侧心柱，以及位于三个侧心柱正中间的二次侧心柱，所述一次侧心柱上套设有一次线圈，二次侧心柱上套设有二次线圈，所述一次线圈与三相主线连接，二次线圈与用户端电线的三相接线连接。本发明通过一次侧心柱布置成品字形，在一次侧中心位置额外增加一个二次侧心柱，用于传输三次谐波，再在该二次侧心柱上设置一个感应线圈，从而获得三倍频电源，并将其与用户端相连，本方案将传输系统中所需要的九台变压器和二台调相变压器改成了三台品字形三倍频变压器，降低了传输成本，解决了低频变频率转换的问题。技术研发人员：孙秋霞,王法庆,刘广志,宋祥一受保护的技术使用者：山东泰开变压器有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29