一種多功能變壓器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有變壓器功能、并聯(lián)電抗器功能、限流器功能的多功能變壓器?？傮w體積小、成本低。它包括并聯(lián)直流飽和電抗器，至少有兩個二次交流線圈，多功能變壓器控制電路；直流飽和電抗器鐵芯至少有兩根截面積相等的鐵芯柱，鐵芯柱上分別有二次交流線圈；兩個二次線圈匝數(shù)相等，兩個二次線圈正向串聯(lián)；兩個二次線圈剩余的兩個端子作為多功能變壓器二次線圈單相電壓輸出端子。繼電保護裝置與多功能變壓器控制電路連接，多功能變壓器控制電路完成電抗值和限流的控制。
【專利說明】一種多功能變壓器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)送變電【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種多功能變壓器。
【背景技術(shù)】
[0002]電力變壓器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用非常廣泛。電力變壓器可把高電壓變換為低電壓，也可把低電壓變換為高電壓。
[0003]并聯(lián)電抗器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用也很廣泛。并聯(lián)電抗器可限制過電壓；電抗器與電容聯(lián)合可構(gòu)成電力系統(tǒng)無功調(diào)節(jié)電路。在一些應(yīng)用領(lǐng)域，并聯(lián)電抗器的電抗值是固定不變的；在一些應(yīng)用領(lǐng)域，電抗器的電抗值應(yīng)隨著電力系統(tǒng)運行方式的變化而不斷調(diào)節(jié)。電抗值可以連續(xù)調(diào)節(jié)的可控飽和電抗器簡稱為飽和電抗器或磁控電抗器。
[0004]電力系統(tǒng)發(fā)生短路引起的短路電流對電力系統(tǒng)的危害是很大的。限制短路電流可減小電力設(shè)備在短路時的損害程度，提高電力系統(tǒng)的可靠性。多年以來，限流器的研究一直是熱門課題。
[0005]至今，電力變壓器、并聯(lián)電抗器、限流器這三種設(shè)備都是分別研究，分別制造。三種設(shè)備分別都有較大的鐵芯，都需要匝數(shù)較多的線圈。如果一座變電站同時需要電力變壓器、并聯(lián)電抗器、限流器這三種設(shè)備，則三臺設(shè)備的總和，體積大、鐵芯重、價格高、占地面積大。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的就是為解決上述問題，提供一種具有變壓器功能并兼有并聯(lián)電抗器功能和/或限流器功能的多功能變壓器。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下方法:
[0008]一種多功能變壓器，它為單相多功能變壓器，包括單相直流飽和電抗器鐵芯；單相直流飽和電抗器鐵芯至少有兩根截面積相等的鐵芯柱，這兩根鐵芯柱各自至少有能形成一條不經(jīng)過對方的磁通閉環(huán)；在各鐵芯柱上分別有各自的一次交流線圈和直流線圈，各一次交流線圈匝數(shù)相等，各直流線圈匝數(shù)相等；直流線圈流通直流電流，直流電流在鐵芯上產(chǎn)生直流磁通；各一次交流線圈通過對應(yīng)的可控電阻，各直流線圈通過相應(yīng)的晶閘管分別與控制電路連接；所述控制電路控制可控電阻的大小以及晶閘管的導(dǎo)通量大小，連續(xù)調(diào)節(jié)直流電流的大小，可連續(xù)調(diào)節(jié)飽和電抗器鐵芯的飽和程度，實現(xiàn)一次交流線圈電抗值的連續(xù)改變；實現(xiàn)飽和電抗器功能；
[0009]同時，其中兩個鐵芯柱上各自分別有至少一個二次交流線圈；各二次線圈匝數(shù)相等，鐵芯柱間的各二次線圈正向串聯(lián)；各二次線圈的剩余端子則作為多功能變壓器二次線圈單相電壓輸出端子；利用各二次交流線圈與一次交流線圈的匝數(shù)比，完成電壓的變換，實現(xiàn)變壓器功能。
[0010]所述各一次交流線圈的同名端、各直流線圈的同名端連接作為一次線圈端子I ;
[0011]各一次交流線圈的剩余端分別通過相應(yīng)的可控電阻Ml、M2連接一次線圈端子112，一個直流線圈的剩余端經(jīng)過正向的晶閘管Dl連接一次線圈端子II，另一個直流線圈的剩余端經(jīng)過反向的晶閘管D2連接一次線圈端子II ；
[0012]晶閘管Dl和晶閘管D2的觸發(fā)端子分別連接控制電路I，控制電路I控制晶閘管Dl和晶閘管D2觸發(fā)角的大小，實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)晶閘管Dl和晶閘管D2整流量的大小；實現(xiàn)一次交流線圈電抗值的連續(xù)調(diào)節(jié)，一次交流線圈電抗值在最大值與最小值之間調(diào)節(jié)、變化。
[0013]一種多功能變壓器，它為三相多功能變壓器，包括三相直流飽和電抗器，三相直流飽和電抗器含有三相直流飽和電抗器鐵芯，三相直流飽和電抗器鐵芯至少有六根截面積相等的鐵芯柱，A、B、C相各分配兩根鐵芯柱，六根鐵芯柱兩端由磁軛連接，任何兩根鐵芯柱相互之間都可通過兩端的磁軛形成磁通閉環(huán)；在各鐵芯柱上分別有各自的一次交流線圈和直流線圈，各一次交流線圈匝數(shù)相等，各直流線圈匝數(shù)相等；直流線圈流通直流電流，直流電流在鐵芯上產(chǎn)生直流磁通；各一次交流線圈通過對應(yīng)的可控電阻，各直流線圈通過相應(yīng)的晶閘管分別與控制電路連接；所述控制電路控制可控電阻的大小以及晶閘管的導(dǎo)通量大小，連續(xù)調(diào)節(jié)直流電流的大小，可連續(xù)調(diào)節(jié)飽和電抗器鐵芯的飽和程度，實現(xiàn)一次交流線圈電抗值的連續(xù)改變；實現(xiàn)飽和電抗器功能；
[0014]同時，六根截面積相等的鐵芯柱上各自有至少一個二次交流線圈，各二次線圈匝數(shù)相等；A、B、C相兩個二次線圈各自正向串聯(lián)；A、B、C相各二次線圈的剩余端子則作為多功能變壓器二次線圈A、B、C相電壓輸出端子；利用各二次交流線圈與一次交流線圈的匝數(shù)t匕，完成電壓的變換，實現(xiàn)變壓器功能。
[0015]所述控制電路與限流用繼電保護裝置連接；所述繼電保護裝置檢測到電力系統(tǒng)發(fā)生短路后，通過控制電路對可控電阻和晶閘管的切合控制，使各一次交流線圈與各二次交流線圈之間的漏抗增大，從而減小外部短路電流值；實現(xiàn)限流器功能。
[0016]所述可控電阻包括:電阻Rl的兩端作為可控電阻的兩端，晶閘管D3、晶閘管D4反向并聯(lián)后，與電阻Rl并聯(lián)；壓敏電阻R2與電阻Rl并聯(lián)；晶閘管D3、晶閘管D4的觸發(fā)端連接控制電路II，控制電路II有導(dǎo)線與外部連接，控制電路II接受外部控制。
[0017]所述各鐵芯柱上二次交流線圈與一次交流線圈之間的匝數(shù)比等于N，則多功能變壓器二次線圈端子I與二次線圈端子II向負荷提供的額定電壓為2NUi ;改變各二次交流線圈與一次交流線圈之間的匝數(shù)比N，則可改變多功能變壓器二次線圈端子I與二次線圈端子II之間的額定電壓。
[0018]一種多功能變壓器，它為單相多功能變壓器，包括單相變壓器，嵌套單相多功能變壓器；單相變壓器一次線圈與嵌套單相多功能變壓器一次線圈組正向串聯(lián)，剩余的兩個端子作為單相電壓輸入端子；單相變壓器二次線圈與嵌套單相多功能變壓器二次線圈組正向串聯(lián)，剩余的兩個端子作為單相電壓輸出端子；
[0019]連續(xù)調(diào)節(jié)嵌套單相多功能變壓器電抗值，單相變壓器一次線圈兩端電壓隨之連續(xù)變化，單相變壓器鐵芯飽和程度連續(xù)變化，實現(xiàn)單相電壓輸入端子電抗值的連續(xù)改變；
[0020]利用各二次交流線圈與一次交流線圈的匝數(shù)比，完成電壓的變換，實現(xiàn)變壓器功倉泛。
[0021]所述嵌套單相多功能變壓器包括包括單相直流飽和電抗器鐵芯；單相直流飽和電抗器鐵芯至少有兩根截面積相等的鐵芯柱，這兩根鐵芯柱各自至少有能形成一條不經(jīng)過對方的磁通閉環(huán)；在各鐵芯柱上分別有各自的一次交流線圈和直流線圈，各一次交流線圈匝數(shù)相等，各直流線圈匝數(shù)相等；直流線圈流通直流電流，直流電流在鐵芯上產(chǎn)生直流磁通；各一次交流線圈通過對應(yīng)的可控電阻，各直流線圈通過相應(yīng)的晶閘管分別與控制電路連接；所述控制電路控制可控電阻的大小以及晶閘管的導(dǎo)通量大小，連續(xù)調(diào)節(jié)直流電流的大小，可連續(xù)調(diào)節(jié)飽和電抗器鐵芯的飽和程度，實現(xiàn)一次交流線圈電抗值的連續(xù)改變；實現(xiàn)飽和電抗器功能；
[0022]同時，其中兩個鐵芯柱上各自分別有至少一個二次交流線圈；各二次線圈匝數(shù)相等，鐵芯柱間的各二次線圈正向串聯(lián)；各二次線圈的剩余端子則作為多功能變壓器二次線圈單相電壓輸出端子；利用各二次交流線圈與一次交流線圈的匝數(shù)比，完成電壓的變換，實現(xiàn)變壓器功能。
[0023]一種多功能變壓器，它為三相多功能變壓器，包括:三相變壓器，嵌套三相多功能變壓器；三相變壓器A、B、C相一次線圈與嵌套三相多功能變壓器A、B、C相一次線圈組依次正向串聯(lián)，剩余的端子分別作為三相多功能變壓器A、B、C相電壓輸入端子；三相變壓器A、
B、C相二次線圈與嵌套三相多功能變壓器A、B、C相二次線圈組依次正向串聯(lián)，剩余的端子分別作為三相多功能變壓器二次側(cè)A、B、C相電壓輸出端子；
[0024]連續(xù)調(diào)節(jié)嵌套三相多功能變壓器電抗值，三相變壓器一次線圈兩端電壓隨之連續(xù)變化，三相變壓器鐵芯飽和程度連續(xù)變化，實現(xiàn)三相多功能變壓器三相電壓輸入端子電抗值的連續(xù)改變；
[0025]利用各二次交流線圈與一次交流線圈的匝數(shù)比，完成電壓的變換，實現(xiàn)變壓器功倉泛。
[0026]所述嵌套三相多功能變壓器包括:三相直流飽和電抗器，三相直流飽和電抗器含有三相并聯(lián)直流飽和電抗器鐵芯，三相直流飽和電抗器鐵芯至少有六根截面積相等的鐵芯柱，A、B、C相各分配兩根鐵芯柱，六根鐵芯柱兩端由磁軛連接，任何兩根鐵芯柱相互之間都可通過兩端的磁軛形成磁通閉環(huán)；在各鐵芯柱上分別有各自的一次交流線圈和直流線圈，各一次交流線圈匝數(shù)相等，各直流線圈匝數(shù)相等；直流線圈流通直流電流，直流電流在鐵芯上產(chǎn)生直流磁通；各一次交流線圈通過對應(yīng)的可控電阻，各直流線圈通過相應(yīng)的晶閘管分別與控制電路連接；所述控制電路控制可控電阻的大小以及晶閘管的導(dǎo)通量大小，連續(xù)調(diào)節(jié)直流電流的大小，可連續(xù)調(diào)節(jié)飽和電抗器鐵芯的飽和程度，實現(xiàn)一次交流線圈電抗值的連續(xù)改變；實現(xiàn)飽和電抗器功能；
[0027]同時，六根截面積相等的鐵芯柱上各自有至少一個二次交流線圈，各二次線圈匝數(shù)相等；A、B、C相兩個二次線圈各自正向串聯(lián)；A、B、C相各二次線圈的剩余端子則作為多功能變壓器二次線圈A、B、C相電壓輸出端子；利用各二次交流線圈與一次交流線圈的匝數(shù)t匕，完成電壓的變換，實現(xiàn)變壓器功能。
[0028]所述嵌套多功能變壓器二次電壓與一次電壓的電壓比N，變壓器二次電壓與一次電壓的電壓比等于N。
[0029]所述多功能變壓器的額定電壓為U1 ;其中，嵌套多功能變壓器額定電壓為U2 ;變壓器一次線圈額定電壓為(U1-U2), U2小于Up
[0030]所述嵌套單相多功能變壓器一次側(cè)兩輸入端之間并聯(lián)電容Cl。
[0031]所述嵌套三相多功能變壓器A、B、C相一次側(cè)兩輸入端之間分別并聯(lián)電容C1A、ClB, ClC0
[0032]本發(fā)明的有益效果是:多功能變壓器在一臺并聯(lián)飽和電抗器鐵芯的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)變壓器功能、并聯(lián)電抗器功能、限流器功能。減小了設(shè)備總體體積、減輕了設(shè)備總體鐵芯重量、減低了設(shè)備總體價格、減小了設(shè)備總體占地面積。
[0033]第二種單相多功能變壓器比第一種單相多功能變壓器體積小、重量輕、價格低。交流飽和電抗器的優(yōu)點，第二種單相多功能變壓器也具備。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0034]圖1表示第一種單相多功能變壓器。
[0035]圖2表不一種可控電阻。
[0036]圖3表示第二種單相多功能變壓器。
[0037]圖4表不第一種三相多功能變壓器。
[0038]圖5表示第二種三相多功能變壓器。
[0039]其中，1.一次線圈端子I，2.—次線圈端子II，3.二次線圈端子I，4.二次線圈端子II，5.鐵芯，6.控制電路Ι，7.繼電保護裝置，8.端子Ι，9.端子II，10.變壓器鐵芯，11.三相直流飽和電抗器鐵芯I，12.三相直流飽和電抗器鐵芯II，13.三相控制電路，
14.三相繼電保護裝置。
【具體實施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0041]實施例1:
[0042]第一種單相多功能變壓器是在單相直流飽和電抗器基礎(chǔ)上構(gòu)成的。第一種單相多功能變壓器包含單相直流飽和電抗器鐵芯，單相直流飽和電抗器鐵芯至少有兩根截面積相等的鐵芯柱，這兩根鐵芯柱各自至少有能形成一條不經(jīng)過對方鐵芯柱的磁通閉環(huán)。其中一根鐵芯柱上有一次交流線圈，直流線圈；另一根鐵芯柱上也有一次交流線圈，直流線圈；兩根鐵芯柱上的一次交流線圈匝數(shù)相等，兩根鐵芯柱上的直流線圈匝數(shù)相等。直流線圈流通直流電流，直流電流在鐵芯上產(chǎn)生直流磁通；連續(xù)調(diào)節(jié)直流電流的大小，可連續(xù)調(diào)節(jié)飽和電抗器鐵芯的飽和程度，實現(xiàn)交流線圈電抗值的連續(xù)改變。
[0043]第一種單相多功能變壓器的典型結(jié)構(gòu)與連接方式如圖1所示。包括鐵芯5，可控電阻Ml，可控電阻M2，控制電路16，一次線圈端子II，一次線圈端子112，二次線圈端子13，二次線圈端子114。鐵芯5至少有兩根截面積相等的鐵芯柱，這兩根鐵芯柱各自至少有能形成一條不經(jīng)過對方鐵芯柱的磁通閉環(huán)。其中一根鐵芯柱上有一次交流線圈LI，直流線圈L2和二次交流線圈L3，另一根鐵芯柱上有一次交流線圈L4，直流線圈L5和二次交流線圈L6。一次交流線圈LI與一次交流線圈L4的匝數(shù)相等，直流線圈L2與直流線圈L5的匝數(shù)相等，二次交流線圈L3與二次交流線圈L6的匝數(shù)相等；一次交流線圈LI的匝數(shù)與同電壓等級變壓器一次線圈匝數(shù)相等。
[0044]第一種單相多功能變壓器鐵芯5可以是相互沒有通路的兩個閉環(huán)鐵芯，例如1:兩個口字形鐵芯。也可以是一體的，相互有通路的閉環(huán)鐵芯；例如2:三根鐵芯柱，鐵芯柱兩端有磁軛連通三根鐵芯柱，任何兩根鐵芯柱都能夠相互構(gòu)成磁通閉環(huán)，但至少有兩根能各自形成不經(jīng)過對方鐵芯柱的閉環(huán)。例如3:四根鐵芯柱，鐵芯柱兩端有磁軛連通四根鐵芯柱，任何兩根鐵芯柱都能夠相互構(gòu)成磁通閉環(huán)，但至少有兩根能各自形成不經(jīng)過對方鐵芯柱的閉環(huán)，如圖1所示。
[0045]一般情況，第一種單相多功能變壓器一次線圈端子Il作為多功能變壓器的高壓端子，一次線圈端子112作為第一種單相多功能變壓器的低壓端子(接地端子)，以此降低控制電路16對地電壓。
[0046]—次交流線圈LI同名端，直流線圈L2同名端，一次交流線圈L4同名端，直流線圈L5同名端連接一次線圈端子II。一次交流線圈LI剩余端子經(jīng)可控電阻Ml連接一次線圈端子112，一次交流線圈L4剩余端子經(jīng)可控電阻M2連接一次線圈端子112，直流線圈L2剩余端子經(jīng)正向晶閘管Dl連接一次線圈端子112，直流線圈L5剩余端子經(jīng)反向晶閘管D2連接一次線圈端子112。晶閘管Dl和晶閘管D2的觸發(fā)端子分別連接控制電路16，控制電路16控制晶閘管Dl和晶閘管D2觸發(fā)角的大小，實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)晶閘管Dl和晶閘管D2整流量的大小。
[0047]第一種單相多功能變壓器接入額定電壓為U1的電力系統(tǒng)。當控制電路16控制晶閘管Dl和晶閘管D2全截止時，晶閘管Dl和晶閘管D2整流電路不工作，直流線圈L2和直流線圈L5中的直流電流等于零。一次交流線圈LI與一次交流線圈L4的電抗值為最大值。
[0048]當控制電路16控制晶閘管Dl和晶閘管D2全導(dǎo)通時，流過直流線圈L4與直流線圈L5的直流電流達到最大設(shè)計值。一次交流線圈LI與一次交流線圈L4的電抗值為最小值。
[0049]控制電路16控制晶閘管Dl和晶閘管D2整流量的大小，可控制直流線圈L2和直流線圈L5中直流電流的大小，實現(xiàn)控制一次交流線圈電抗值的大小?？刂齐娐?6連續(xù)控制晶閘管Dl和晶閘管D2整流量的大小，可連續(xù)控制直流線圈L2和直流線圈L5中直流電流的大小，實現(xiàn)一次交流線圈電抗值的連續(xù)調(diào)節(jié)，一次交流線圈電抗值在最大值與最小值之間調(diào)節(jié)、變化。
[0050]可見第一種單相多功能變壓器具有單相并聯(lián)直流飽和電抗器功能。
[0051]一種可控電阻如圖2所示。電阻Rl的兩端作為可控電阻的兩端，晶閘管D3、晶閘管D4反向并聯(lián)后，與電阻Rl并聯(lián)；壓敏電阻R2與電阻Rl并聯(lián)。晶閘管D3、晶閘管D4的觸發(fā)端連接控制電路118，控制電路118有導(dǎo)線與外部連接，控制電路118接受外部控制電路的控制?？刂齐娐?18觸發(fā)晶閘管D3、晶閘管D4全導(dǎo)通時，可控電阻很小，接近等于零?？刂齐娐?18觸發(fā)晶閘管D3、晶閘管D4全截止時，可控電阻阻值最大，等于電阻Rl阻值?？刂齐娐乏?連續(xù)調(diào)節(jié)晶閘管D3、晶閘管D4觸發(fā)角時，可控電阻可在零與電阻Rl的電阻值之間連續(xù)變化。通過控制電路118，晶閘管D3、晶閘管D4的觸發(fā)角接受外部控制電路控制。壓敏電阻R2的作用是保護晶閘管D3、晶閘管D4，不被過電壓脈沖損壞。可控電阻Ml、可控電阻M2的作用和控制方法可參閱CN201410353026.4，不再累贅。
[0052]二次交流線圈L3與二次交流線圈L6正向串聯(lián)，二次交流線圈L3與二次交流線圈L6剩余的兩個端子分別連接二次線圈端子13與二次線圈端子114，作為二次交流線圈單相輸出電壓，輸出電壓等于2叫。
[0053]第一種單相多功能變壓器作為并聯(lián)直流飽和電抗器時，不論第一種單相多功能變壓器一次交流線圈LI與一次交流線圈L4電抗值如何變化，第一種單相多功能變壓器一次交流線圈LI與一次交流線圈L4兩端的電壓基本不變，等于一次交流線圈端子Il與一次交流線圈端子112之間的電壓，即等于電力系統(tǒng)額定電壓I。設(shè)二次交流線圈L2與一次交流線圈LI之間的匝數(shù)比等于N，則第一種單相多功能變壓器二次線圈端子13與二次線圈端子114向負荷提供的額定電壓為2NUlt)改變二次交流線圈L2與一次交流線圈LI之間的匝數(shù)比N，則可改變第一種單相多功能變壓器二次線圈端子13與二次線圈端子114之間的額定電壓。由于一次交流線圈LI與二次交流線圈L2繞在同一根鐵芯柱上，一次交流線圈LI與二次交流線圈L2之間的漏抗比較小。由于一次交流線圈L4與二次交流線圈L6繞在同一根鐵芯柱上，一次交流線圈L4與二次交流線圈L6之間的漏抗比較小。第一種單相多功能變壓器二次線圈的負荷變化時，第一種單相多功能變壓器二次線圈端子13與二次線圈端子114之間的電壓變化較小，即負荷大小變化時，負荷兩端電壓變化較小。
[0054]第一種單相多功能變壓器具有變壓器功能。
[0055]繼電保護裝置7與控制電路16連接。
[0056]當繼電保護裝置7檢測到電力系統(tǒng)發(fā)生短路，需要多功能變壓器限制短路電流時，向控制電路16發(fā)信號?？刂齐娐?6接到繼電保護裝置7的信號，立即向控制電路118發(fā)指令，控制電路118立即截止晶閘管D3、晶閘管D4 ;同時控制電路16全導(dǎo)通晶閘管D1、晶閘管D2。第一種單相多功能變壓器直流線圈L2和直流線圈L5中直流電流達最大設(shè)計值，多功能變壓器鐵芯處于設(shè)計的最大飽和狀態(tài)，一次交流線圈LI與二次交流線圈L2之間的漏抗處于設(shè)計最大值，一次交流線圈L4與二次交流線圈L6之間的漏抗處于設(shè)計最大值。第一種單相多功能變壓器一次交流線圈與二次交流線圈之間的漏抗增大，可減小外部短路電流值。
[0057]第一種單相多功能變壓器具有限流器功能。
[0058]從以上描述不難看出，第一種單相多功能變壓器是在單相并聯(lián)直流飽和電抗器的兩根截面積相等的鐵芯柱上分別增加二次交流線圈L3與二次交流線圈L6，兩個二次線圈匝數(shù)相等，兩個二次交流線圈正向串聯(lián)；兩個二次交流線圈剩余的兩個端子作為單相多功能變壓器二次線圈單相電壓輸出端子。實現(xiàn)第一種多功能變壓器的變壓器功能。單相并聯(lián)直流飽和電抗器的種類很多，例如:CN201410227523.X，CN201410353026.4，中國水利水電出版社2008年出版蔡宣三，高越農(nóng)著《可控飽和電抗器原理、設(shè)計與應(yīng)用》一書對飽和電抗器所作的總結(jié)。每一種單相并聯(lián)直流飽和電抗器都可對應(yīng)一種單相多功能變壓器；單相多功能變壓器的種類也很多。
[0059]從以上描述不難看出，第一種單相多功能變壓器是在單相并聯(lián)直流飽和電抗器的基礎(chǔ)上，增加變壓器功能后，再增加繼電保護裝置7，繼電保護裝置7與控制電路16連接?？刂齐娐?6含有單相并聯(lián)直流飽和電抗器控制程序，還含有多功能變壓器中限流器控制程序。以此實現(xiàn)多功能變壓器限流器功能。
[0060]實施例2:
[0061]第一種單相多功能變壓器的工作原理可以推廣到第一種三相多功能變壓器。第一種三相多功能變壓器是在三相并聯(lián)直流飽和電抗器的基礎(chǔ)上，A、B、C三相分別各增加兩個匝數(shù)相等的二次交流線圈實現(xiàn)三相變壓器功能。增加三相變壓器功能后，再增加三相繼電保護裝置，三相繼電保護裝置與三相并聯(lián)直流飽和電抗器控制電路連接，實現(xiàn)三相限流器功能。第一種三相多功能變壓器典型電路如圖4所示。
[0062]第一種三相多功能變壓器包括三相直流飽和電抗器鐵芯111，三相直流飽和電抗器鐵芯1112，可控電阻M3，可控電阻M4，三相可控電路13，三相繼電保護裝置14。三相直流飽和電抗器鐵芯Ill有三根鐵芯柱(A相鐵芯柱，B相鐵芯柱，C相鐵芯柱)，鐵芯柱兩端有磁軛使三根鐵芯柱相互形成磁通閉環(huán)，類似三相變壓器鐵芯結(jié)構(gòu)。三相直流飽和電抗器鐵芯Ill與三相直流飽和電抗器鐵芯1112并列，雙三柱鐵芯上端磁軛有三個橫軛連接，雙三柱鐵芯下端磁軛有三個橫軛連接，三相直流飽和電抗器鐵芯Ill與三相直流飽和電抗器鐵芯1112被六個橫軛連接成一個整體。雙三柱鐵芯上端磁軛的三個橫軛，可以組合成一個橫軛；雙三柱鐵芯下端磁軛的三個橫軛，也可以組合成一個橫軛。三相直流飽和電抗器鐵芯Ill與三相直流飽和電抗器鐵芯Π12中的六根鐵芯柱還可以在一個平面上，六根鐵芯柱一排，六根鐵芯柱兩端由磁軛連接。三相直流飽和電抗器鐵芯111與三相直流飽和電抗器鐵芯1112的六根鐵芯柱的截面積相等，任何兩根鐵芯柱相互之間都可通過兩端的磁軛形成磁通閉環(huán)。
[0063]三相直流飽和電抗器鐵芯Ill的A相鐵芯柱上有交流線圈LlA和直流線圈L2A，B相鐵芯柱上有交流線圈LlB和直流線圈L2B，C相鐵芯柱上有交流線圈LlC和直流線圈L2C。交流線圈L1A，交流線圈LlB交流線圈LlC的匝數(shù)相等，直流線圈L2A，直流線圈L2B，直流線圈L2C的阻數(shù)相等；交流線圈LlA,交流線圈LlB交流線圈LlC的阻數(shù)與同等電壓等級三相變壓器一次線圈匝數(shù)相同。
[0064]三相直流飽和電抗器鐵芯II12與三相直流飽和電抗器鐵芯111相同，三相直流飽和電抗器鐵芯Π12上有線圈，三相直流飽和電抗器鐵芯1112上線圈的結(jié)構(gòu)與參數(shù)與三相直流飽和電抗器鐵芯Ill上的線圈相同。為表示方便，三相直流飽和電抗器鐵芯1112上線圈分別表示為:A相鐵芯柱上有交流線圈L4A和直流線圈L5A，B相鐵芯柱上有交流線圈L4B和直流線圈L5B，C相鐵芯柱上有交流線圈L4C和直流線圈L5C。
[0065]三相多功能變壓器還包括:端子1A、端子1B、端子1C、端子2N ;端子1A、端子1B、端子IC分別連接電力系統(tǒng)A、B、C相電壓，端子2N為中性點，中性點可接地，也可不接地。
[0066]交流線圈LlA同名端，直流線圈L2A同名端，交流線圈L4A同名端，直流線圈L5A同名端連接端子IA ;交流線圈LlB同名端，直流線圈L2B同名端，交流線圈L4B同名端，直流線圈L5B同名端連接端子IB ;交流線圈LlC同名端，直流線圈L2C同名端，交流線圈L4C同名端，直流線圈L5C同名端連接端子1C。
[0067]交流線圈LlA剩余端子,交流線圈LlB剩余端子,交流線圈LlC剩余端子連接在一起后經(jīng)可控電阻M3連接端子2N ;交流線圈L4A剩余端子，交流線圈L4B剩余端子，交流線圈L4C剩余端子連接在一起后經(jīng)可控電阻M4連接端子2N ;直流線圈L2A剩余端子，直流線圈L2B剩余端子，直流線圈L2C剩余端子分別經(jīng)正向晶閘管D1A，正向晶閘管D1B，正向晶閘管DlC連接端子2N ;直流線圈L5A剩余端子，直流線圈L5B剩余端子，直流線圈L5C剩余端子分別經(jīng)反向晶閘管D2A，反向晶閘管D2B，反向晶閘管D2C連接端子2N ；晶閘管D1A，晶閘管D1B，晶閘管D1C，晶閘管D2A，晶閘管D2B，晶閘管D2C的觸發(fā)端子分別連接三相控制電路13，三相控制電路13控制晶閘管D1A，晶閘管D1B，晶閘管D1C，晶閘管D2A，晶閘管D2B，晶閘管D2C觸發(fā)角的大小，實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)晶閘管D1A，晶閘管D1B，晶閘管D1C，晶閘管D2A，晶閘管D2B，晶閘管D2C整流量的大小。
[0068]設(shè)第一種三相多功能變壓器額定電壓為U1，接入額定電壓為Ul的系統(tǒng)。當三相控制電路13控制晶閘管D1A，晶閘管D1B，晶閘管D1C，晶閘管D2A，晶閘管D2B，晶閘管D2C全截止時，直流線圈L2A，直流線圈L2B，直流線圈L2C，直流線圈L5A，直流線圈L5B，直流線圈L5C中的直流電流等于零。交流線圈L1A，交流線圈L1B，交流線圈L1C，交流線圈L4A，交流線圈L4B，交流線圈L4C電抗值為最大值。
[0069]當三相控制電路13控制晶閘管D1A，晶閘管D1B，晶閘管D1C，晶閘管D2A，晶閘管D2B，晶閘管D2C全導(dǎo)通時，流過直流線圈L2A，直流線圈L2B，直流線圈L2C，直流線圈L5A，直流線圈L5B，直流線圈L5C的直流電流達到最大設(shè)計值。交流線圈L1A，交流線圈L1B，交流線圈L1C，交流線圈L4A，交流線圈L4B，交流線圈L4C的電抗值為最小值。
[0070]三相控制電路13控制晶閘管D1A，晶閘管D1B，晶閘管D1C，晶閘管D2A，晶閘管D2B，晶閘管D2C整流量的大小，可控制直流線圈L2A，直流線圈L2B，直流線圈L2C，直流線圈L5A，直流線圈L5B，直流線圈L5C中直流電流的大小，實現(xiàn)控制三相多功能變壓器電抗值的大小。三相控制電路13連續(xù)控制晶閘管D1A，晶閘管D1B，晶閘管D1C，晶閘管D2A，晶閘管D2B，晶閘管D2C整流量的大小，可連續(xù)控制直流線圈L2A，直流線圈L2B，直流線圈L2C，直流線圈L5A，直流線圈L5B，直流線圈L5C中直流電流的大小，實現(xiàn)三相多功能變壓器電抗值的連續(xù)調(diào)節(jié)，三相多功能變壓器電抗值在最大值與最小值之間調(diào)節(jié)、變化，實現(xiàn)三相飽和電抗器功能。
[0071]三相直流飽和電抗器鐵芯Ill的A相鐵芯柱上有二次交流線圈L3A，B相鐵芯柱上有二次交流線圈L3B，C相鐵芯柱上有二次交流線圈L3C。三相直流飽和電抗器鐵芯II12的A相鐵芯柱上有二次交流線圈L6A，B相鐵芯柱上有二次交流線圈L6B，C相鐵芯柱上有二次交流線圈L6C。所有二次交流線圈的匝數(shù)相等。二次交流線圈L3A與二次交流線圈L6A正向串聯(lián)，二次交流線圈L3A與二次交流線圈L6A剩余的兩個端子作為第一種三相多功能變壓器二次側(cè)A相電壓輸出端子。二次交流線圈L3B與二次交流線圈L6B正向串聯(lián)，二次交流線圈L3B與二次交流線圈L6B剩余的兩個端子作為第一種三相多功能變壓器二次側(cè)B相電壓輸出端子。二次交流線圈L3C與二次交流線圈L6C正向串聯(lián)，二次交流線圈L3C與二次交流線圈L6C剩余的兩個端子作為第一種三相多功能變壓器二次側(cè)C相電壓輸出端子。實現(xiàn)三相變壓器功能。
[0072]第一種三相多功能變壓器二次側(cè)電壓輸出端子可以三角形連接，提供三次、等高次諧波通路，以改善第一種三相多功能變壓器電壓、電流波形。
[0073]三相繼電保護裝置14與三相控制電路13連接，三相控制電路13含有三相并聯(lián)直流飽和電抗器控制程序，還含有三相多功能變壓器中限流器控制程序。以此實現(xiàn)三相多功能變壓器限流器功能。
[0074]實施例2與實施例1共性的部分，不再累贅。
[0075]實施例3:
[0076]第二種單相多功能變壓器的結(jié)構(gòu)與連接方式如圖3所示。它包括:單相變壓器，嵌套單相多功能變壓器。嵌套單相多功能變壓器是額定電壓小于系統(tǒng)額定電壓的第一種單相多功能變壓器；嵌套單相多功能變壓器還去除了第一種單相多功能變壓器的繼電保護裝置
7。單相變壓器由一次交流線圈L7，二次交流線圈L8，變壓器鐵芯10構(gòu)成。嵌套單相多功能變壓器二次交流線圈L3與一次交流線圈LI之間的匝數(shù)比N，嵌套單相多功能變壓器二次側(cè)電壓與一次側(cè)電壓比為2N。變壓器二次線圈L8與變壓器一次線圈L7之間的匝數(shù)比等于2N，變壓器二次側(cè)電壓與變壓器一次側(cè)電壓比等于2N。
[0077]變壓器一次線圈L7與嵌套單相多功能變壓器一次線圈組正向串聯(lián)，剩余的兩個端子作為第二種多功能變壓器電壓輸入端子，分別連接端子8與端子2 ;變壓器二次線圈L8與嵌套單相多功能變壓器二次線圈組正向串聯(lián)，剩余的兩個端子作為第二種多功能變壓器電壓輸出端子；分別連接端子9與端子4。
[0078]第二種多功能變壓器一次線圈額定電壓為U1 ;嵌套單相多功能變壓器一次線圈組額定電壓為U2 ;變壓器一次線圈L7額定電壓為(U1-U2)，U2小于U1。
[0079]第二種單相多功能變壓器輸入端子8與端子2接入額定電壓為U1的電力系統(tǒng)，且晶閘管Dl和晶閘管D2截止時，連接在一次線圈端子Il與一次線圈端子112之間的一次線圈組獲得電壓為U2，一次交流線圈L7獲得電壓(U1-U2)。此時單相變壓器沒有飽和，鐵芯5沒有飽和，一次交流線圈L1、一次交流線圈L4、一次交流線圈L7呈現(xiàn)最大電抗。
[0080]當控制電路16控制晶閘管Dl和晶閘管D2全導(dǎo)通時，連接在一次線圈端子Il與一次線圈端子Π2之間的一次線圈組合呈現(xiàn)最小電抗。一次線圈端子Il與一次線圈端子112之間兩端電壓降為最低。一次交流線圈L7兩端電壓上升。該電壓超過單相變壓器一次交流線圈L7飽和電壓，單相變壓器一次交流線圈L7流過過飽和電流。第二種單相多功能變壓器一次交流線圈L7的交流電流達到設(shè)計最大值。
[0081]控制電路16連續(xù)調(diào)節(jié)晶閘管Dl和晶閘管D2導(dǎo)通量的大小，連續(xù)調(diào)節(jié)連接在一次線圈端子Il與一次線圈端子112之間的一次線圈組電抗值的大小，連續(xù)調(diào)節(jié)連接在一次線圈端子Il與一次線圈端子112之間的一次線圈組兩端的電壓，可連續(xù)調(diào)節(jié)第二種單相多功能變壓器一次交流線圈L7的交流電流的大小。調(diào)節(jié)第二種單相多功能變壓器一次交流線圈L7交流電流的大小，也就實現(xiàn)調(diào)節(jié)第二種單相多功能變壓器一次交流線圈電抗值的大小。
[0082]不難看出，如果忽略二次交流線圈L3、二次交流線圈L6、二次交流線圈L8，第二種單相多功能變壓器實際上就是單相交流飽和電抗器。單相交流飽和電抗器的詳細描述與分析，參閱CN201410227523.X，不再累贅。
[0083]單相變壓器二次交流線圈L8的匝數(shù)是單相變壓器一次交流線圈L7的2N倍，二次交流線圈L3的匝數(shù)是一次交流線圈LI的N倍，二次交流線圈L6的匝數(shù)是一次交流線圈L4的N倍，二次交流線圈L3、二次交流線圈L6、二次交流線圈L8正向串連，二次交流線圈L3、二次交流線圈L6、二次交流線圈L8剩余的兩個端子分別連接端子119與二次線圈端子114，作為二次交流線圈單相輸出電壓，輸出電壓等于2NUlt)
[0084]第二種單相多功能變壓器作為并聯(lián)交流飽和電抗器時，不論第二種單相多功能變壓器一次交流線圈L1、一次交流線圈L4、一次交流線圈L7電抗值如何變化，第二種單相多功能變壓器一次交流線圈LI與一次交流線圈L7電壓之和不變，一次交流線圈L4與一次交流線圈L7電壓之和不變，等于電力系統(tǒng)額定電壓Up第二種單相多功能變壓器端子119與二次線圈端子Π4向負荷提供的額定電壓為2NUlt)改變匝數(shù)比N，則可改變第二種單相多功能變壓器端子Π9與二次線圈端子114之間的額定電壓。由于一次交流線圈LI與二次交流線圈L3是繞在同一鐵芯柱上的一、二次線圈，一次交流線圈L4與二次交流線圈L6是繞在同一鐵芯柱上的一、二次線圈，一次交流線圈L7與二次交流線圈L8是繞在同一鐵芯柱上的一、二次線圈，繞在同一鐵芯柱的一次交流線圈與二次交流線圈之間的漏抗比較小。第二種單相多功能變壓器二次線圈的負荷變化時，第二種單相多功能變壓器端子119，與二次線圈端子114之間的電壓變化較小，即負荷大小變化時，負荷兩端電壓變化較小。
[0085]第二種單相多功能變壓器具有變壓器功能。
[0086]第二種單相多功能變壓器的單相變壓器鐵芯10比鐵芯5簡單、體積小、重量輕。嵌套單相多功能變壓器額定電壓小于系統(tǒng)額定電壓，嵌套單相多功能變壓器額定電壓小于系統(tǒng)額定電壓越多，鐵芯5所占比例越小，單相變壓器鐵芯10所占比例越大。第一種單相多功能變壓器的鐵芯完全是鐵芯5的形式，所以，第二種單相多功能變壓器比第一種單相多功能變壓器體積小、重量輕。
[0087]第二種單相多功能變壓器的飽和電抗器功能是由交流飽和電抗器原理實現(xiàn)的，交流飽和電抗器的優(yōu)點，第二種單相多功能變壓器也具備。
[0088]為了減小嵌套單相多功能變壓器(交流飽和電抗器)電壓與電流幅值波動，圖3所示電路的一次線圈端子Il與一次線圈端子112之間還并聯(lián)電容Cl。
[0089]嵌套單相多功能變壓器的變化形式有許多，每一種變化形式都可對應(yīng)一種形式的單相多功能變壓器；第二種單相多功能變壓器也有多種形式。
[0090]實施例4:
[0091]第二種單相多功能變壓器工作原理可以推廣到第二種三相多功能變壓器。他包括:三相變壓器，嵌套三相多功能變壓器；三相變壓器A、B、C相的一次線圈依次為L7A、L7B、L7C ;A、B、C相的二次線圈依次為L8A、L8B、L8C。三相變壓器A、B、C相一次線圈與嵌套三相多功能變壓器A、B、C相一次線圈組依次正向串聯(lián)，剩余的端子分別作為A、B、C相電壓輸入端子；三相變壓器A、B、C相二次線圈與嵌套三相多功能變壓器A、B、C相二次線圈組依次正向串聯(lián)，剩余的端子分別作為三相多功能變壓器二次側(cè)A、B、C相電壓輸出端子。第二種三相多功能變壓器典型電路如圖5所示。
[0092]連續(xù)調(diào)節(jié)嵌套三相多功能變壓器電抗值，三相變壓器一次線圈兩端電壓隨之連續(xù)變化，三相變壓器鐵芯飽和程度連續(xù)變化，實現(xiàn)三相多功能變壓器三相電壓輸入端電抗值的連續(xù)改變；
[0093]利用各二次交流線圈與一次交流線圈的匝數(shù)比，完成電壓的變換，實現(xiàn)變壓器功倉泛。
[0094]嵌套三相多功能變壓器的描述與分析可參考實施例2。第二種三相多功能變壓器工作原理分析可參考實施例3。不再累贅。
[0095]第二種三相多功能變壓器二次側(cè)電壓輸出端子可以三角形連接，提供三次、等高次諧波通路，以改善第二種三相多功能變壓器電壓、電流波形。
[0096]為了減小嵌套三相多功能變壓器(交流飽和電抗器)電壓與電流幅值波動，圖4所示電路的端子IA與端子2N之間，端子IB與端子2N之間，端子IC與端子2N之間還分別并聯(lián)電容C1A、C1B、C1C。
[0097]實施例4與實施例3共性的部分，不再累贅。
[0098]本發(fā)明的多功能變壓器可用現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計制造，完全可以實現(xiàn)。有廣闊應(yīng)用前景。
【權(quán)利要求】
1.一種多功能變壓器，其特征是，它為單相多功能變壓器，包括單相直流飽和電抗器鐵芯；單相直流飽和電抗器鐵芯至少有兩根截面積相等的鐵芯柱，這兩根鐵芯柱各自至少有能形成一條不經(jīng)過對方的磁通閉環(huán)；在各鐵芯柱上分別有各自的一次交流線圈和直流線圈，各一次交流線圈匝數(shù)相等，各直流線圈匝數(shù)相等；直流線圈流通直流電流，直流電流在鐵芯上產(chǎn)生直流磁通；各一次交流線圈通過對應(yīng)的可控電阻，各直流線圈通過相應(yīng)的晶閘管分別與控制電路連接；所述控制電路控制可控電阻的大小以及晶閘管的導(dǎo)通量大小，連續(xù)調(diào)節(jié)直流電流的大小，可連續(xù)調(diào)節(jié)飽和電抗器鐵芯的飽和程度，實現(xiàn)一次交流線圈電抗值的連續(xù)改變；實現(xiàn)飽和電抗器功能； 同時，其中兩個鐵芯柱上各自分別有至少一個二次交流線圈；各二次線圈匝數(shù)相等，鐵芯柱間的各二次線圈正向串聯(lián)；各二次線圈的剩余端子則作為多功能變壓器二次線圈單相電壓輸出端子；利用各二次交流線圈與一次交流線圈的匝數(shù)比，完成電壓的變換，實現(xiàn)變壓器功能。
2.如權(quán)利要求1所述的一種多功能變壓器，其特征是，所述各一次交流線圈的同名端、各直流線圈的同名端連接作為一次線圈端子I ; 各一次交流線圈的剩余端分別通過相應(yīng)的可控電阻Ml、M2連接一次線圈端子112，一個直流線圈的剩余端經(jīng)過正向的晶閘管Dl連接一次線圈端子II，另一個直流線圈的剩余端經(jīng)過反向的晶閘管D2連接一次線圈端子II ； 晶閘管Dl和晶閘管D2的觸發(fā)端子分別連接控制電路I，控制電路I控制晶閘管Dl和晶閘管D2觸發(fā)角的大小，實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)晶閘管Dl和晶閘管D2整流量的大小；實現(xiàn)一次交流線圈電抗值的連續(xù)調(diào)節(jié)，一次交流線圈電抗值在最大值與最小值之間調(diào)節(jié)、變化。
3.一種多功能變壓器，其特征是，它為三相多功能變壓器，包括三相直流飽和電抗器，三相直流飽和電抗器含有三相直流飽和電抗器鐵芯，三相直流飽和電抗器鐵芯至少有六根截面積相等的鐵芯柱，A、B、C相各分配兩根鐵芯柱，六根鐵芯柱兩端由磁軛連接，任何兩根鐵芯柱相互之間都可通過兩端的磁軛形成磁通閉環(huán)；在各鐵芯柱上分別有各自的一次交流線圈和直流線圈，各一次交流線圈匝數(shù)相等，各直流線圈匝數(shù)相等；直流線圈流通直流電流，直流電流在鐵芯上產(chǎn)生直流磁通；各一次交流線圈通過對應(yīng)的可控電阻，各直流線圈通過相應(yīng)的晶閘管分別與控制電路連接；所述控制電路控制可控電阻的大小以及晶閘管的導(dǎo)通量大小，連續(xù)調(diào)節(jié)直流電流的大小，可連續(xù)調(diào)節(jié)飽和電抗器鐵芯的飽和程度，實現(xiàn)一次交流線圈電抗值的連續(xù)改變；實現(xiàn)飽和電抗器功能； 同時，六根截面積相等的鐵芯柱上各自有至少一個二次交流線圈，各二次線圈匝數(shù)相等；A、B、C相兩個二次線圈各自正向串聯(lián)；A、B、C相各二次線圈的剩余端子則作為多功能變壓器二次線圈A、B、C相電壓輸出端子；利用各二次交流線圈與一次交流線圈的匝數(shù)比，完成電壓的變換，實現(xiàn)變壓器功能。
4.如權(quán)利要求1或3所述的一種多功能變壓器，其特征是，所述控制電路與限流用繼電保護裝置連接；所述繼電保護裝置檢測到電力系統(tǒng)發(fā)生短路后，通過控制電路對可控電阻和晶閘管的切合控制，使各一次交流線圈與各二次交流線圈之間的漏抗增大，從而減小外部短路電流值；實現(xiàn)限流器功能。
5.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種多功能變壓器，其特征是，所述可控電阻包括:電阻Rl的兩端作為可控電阻的兩端，晶閘管D3、晶閘管D4反向并聯(lián)后，與電阻Rl并聯(lián)；壓敏電阻R2與電阻Rl并聯(lián)；晶閘管D3、晶閘管D4的觸發(fā)端連接控制電路II，控制電路II有導(dǎo)線與外部連接，控制電路II接受外部控制。
6.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種多功能變壓器，其特征是，所述各鐵芯柱上二次交流線圈與一次交流線圈之間的匝數(shù)比等于N，則多功能變壓器二次線圈端子I與二次線圈端子II向負荷提供的額定電壓為2NUi ;改變各二次交流線圈與一次交流線圈之間的匝數(shù)比N，則可改變多功能變壓器二次線圈端子I與二次線圈端子II之間的額定電壓。
7.一種多功能變壓器，其特征是，它為單相多功能變壓器，包括單相變壓器，嵌套單相多功能變壓器；單相變壓器一次線圈與嵌套單相多功能變壓器一次線圈組正向串聯(lián)，剩余的兩個端子作為單相電壓輸入端子；單相變壓器二次線圈與嵌套單相多功能變壓器二次線圈組正向串聯(lián)，剩余的兩個端子作為單相電壓輸出端子； 連續(xù)調(diào)節(jié)嵌套單相多功能變壓器電抗值，單相變壓器一次線圈兩端電壓隨之連續(xù)變化，單相變壓器鐵芯飽和程度連續(xù)變化，實現(xiàn)單相電壓輸入端子電抗值的連續(xù)改變； 利用各二次交流線圈與一次交流線圈的匝數(shù)比，完成電壓的變換，實現(xiàn)變壓器功能。
8.如權(quán)利要求7所述的一種多功能變壓器，其特征是，所述嵌套單相多功能變壓器包括包括單相直流飽和電抗器鐵芯；單相直流飽和電抗器鐵芯至少有兩根截面積相等的鐵芯柱，這兩根鐵芯柱各自至少有能形成一條不經(jīng)過對方的磁通閉環(huán)；在各鐵芯柱上分別有各自的一次交流線圈和直流線圈，各一次交流線圈匝數(shù)相等，各直流線圈匝數(shù)相等；直流線圈流通直流電流，直流電流在鐵芯上產(chǎn)生直流磁通；各一次交流線圈通過對應(yīng)的可控電阻，各直流線圈通過相應(yīng)的晶閘管分別與控制電路連接；所述控制電路控制可控電阻的大小以及晶閘管的導(dǎo)通量大小，連續(xù)調(diào)節(jié)直流電流的大小，可連續(xù)調(diào)節(jié)飽和電抗器鐵芯的飽和程度，實現(xiàn)一次交流線圈電抗值的連續(xù)改變；實現(xiàn)飽和電抗器功能； 同時，其中兩個鐵芯柱上各自分別有至少一個二次交流線圈；各二次線圈匝數(shù)相等，鐵芯柱間的各二次線圈正向串聯(lián)；各二次線圈的剩余端子則作為多功能變壓器二次線圈單相電壓輸出端子；利用各二次交流線圈與一次交流線圈的匝數(shù)比，完成電壓的變換，實現(xiàn)變壓器功能。
9.一種多功能變壓器，其特征是，它為三相多功能變壓器，包括:三相變壓器，嵌套三相多功能變壓器；三相變壓器A、B、C相一次線圈與嵌套三相多功能變壓器A、B、C相一次線圈組依次正向串聯(lián)，剩余的端子分別作為三相多功能變壓器A、B、C相電壓輸入端子；三相變壓器A、B、C相二次線圈與嵌套三相多功能變壓器A、B、C相二次線圈組依次正向串聯(lián)，剩余的端子分別作為三相多功能變壓器二次側(cè)A、B、C相電壓輸出端子； 連續(xù)調(diào)節(jié)嵌套三相多功能變壓器電抗值，三相變壓器一次線圈兩端電壓隨之連續(xù)變化，三相變壓器鐵芯飽和程度連續(xù)變化，實現(xiàn)三相多功能變壓器三相電壓輸入端子電抗值的連續(xù)改變； 利用各二次交流線圈與一次交流線圈的匝數(shù)比，完成電壓的變換，實現(xiàn)變壓器功能。
10.如權(quán)利要求9所述的一種多功能變壓器，其特征是，所述嵌套三相多功能變壓器包括:三相直流飽和電抗器，三相直流飽和電抗器含有三相并聯(lián)直流飽和電抗器鐵芯，三相直流飽和電抗器鐵芯至少有六根截面積相等的鐵芯柱，A、B、C相各分配兩根鐵芯柱，六根鐵芯柱兩端由磁軛連接，任何兩根鐵芯柱相互之間都可通過兩端的磁軛形成磁通閉環(huán)；在各鐵芯柱上分別有各自的一次交流線圈和直流線圈，各一次交流線圈匝數(shù)相等，各直流線圈匝數(shù)相等；直流線圈流通直流電流，直流電流在鐵芯上產(chǎn)生直流磁通；各一次交流線圈通過對應(yīng)的可控電阻，各直流線圈通過相應(yīng)的晶閘管分別與控制電路連接；所述控制電路控制可控電阻的大小以及晶閘管的導(dǎo)通量大小，連續(xù)調(diào)節(jié)直流電流的大小，可連續(xù)調(diào)節(jié)飽和電抗器鐵芯的飽和程度，實現(xiàn)一次交流線圈電抗值的連續(xù)改變；實現(xiàn)飽和電抗器功能； 同時，六根截面積相等的鐵芯柱上各自有至少一個二次交流線圈，各二次線圈匝數(shù)相等；A、B、C相兩個二次線圈各自正向串聯(lián)；A、B、C相各二次線圈的剩余端子則作為多功能變壓器二次線圈A、B、C相電壓輸出端子；利用各二次交流線圈與一次交流線圈的匝數(shù)比，完成電壓的變換，實現(xiàn)變壓器功能。
11.如權(quán)利要求7或9所述的一種多功能變壓器，其特征是，所述嵌套多功能變壓器二次電壓與一次電壓的電壓比N，變壓器二次電壓與一次電壓的電壓比等于N。
12.如權(quán)利要求7或9所述的一種多功能變壓器，其特征是，所述多功能變壓器的額定電壓為U1 ;其中，嵌套多功能變壓器額定電壓為U2 ;變壓器一次線圈額定電壓為(U1-U2)，U2小于U”
13.如權(quán)利要求7所述的一種多功能變壓器，其特征是，所述嵌套單相多功能變壓器一次側(cè)兩輸入端之間并聯(lián)電容Cl。
14.如權(quán)利要求9所述的一種多功能變壓器，其特征是，所述嵌套三相多功能變壓器A、B、C相一次側(cè)兩輸入端之間分別并聯(lián)電容CIA、C1B、ClC0
【文檔編號】H02M5/10GK104201903SQ201410461882
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月11日
【發(fā)明者】李曉明 申請人:山東大學(xué)