本申請涉及變壓器，特別是涉及一種三相轉(zhuǎn)單相交流變壓器、變壓裝置和鐵路輸電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代鐵路運輸系統(tǒng)中，尤其是高速鐵路（高鐵）領(lǐng)域，通常采用單相交流電作為牽引供電標(biāo)準(zhǔn)。為了確保供電的安全性和穩(wěn)定性，供電網(wǎng)絡(luò)被劃分為多個相互電氣隔離的區(qū)段，每個區(qū)段由獨立的電源點供電。這些電源點一般通過高壓輸電線路連接至主電網(wǎng)，并通過電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備將高壓三相交流電轉(zhuǎn)換為適合鐵路牽引使用的單相交流電。

2、然而，傳統(tǒng)的三相整流、逆變輸出單相的技術(shù)方案存在明顯的局限性。例如，在單相輸出過程中涉及的可控硅等功率電子器件的頻繁導(dǎo)通與關(guān)斷操作，不僅會產(chǎn)生大量的電磁干擾，還可能導(dǎo)致接觸網(wǎng)瞬時跳火及受電弓電源點切換時的電弧現(xiàn)象，進而對電網(wǎng)造成非工頻干擾，影響其穩(wěn)定運行，甚至可能觸發(fā)電力系統(tǒng)的誤動作。其次，由于逆變過程中的能量轉(zhuǎn)換效率低下，系統(tǒng)運行時會伴隨較大的熱損耗，增加運營成本的同時也對環(huán)境造成了不利影響。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于此，有必要提供一種三相轉(zhuǎn)單相交流變壓器、變壓裝置和鐵路輸電系統(tǒng)。

2、第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N三相轉(zhuǎn)單相交流變壓器，變壓器包括：第一初級繞組、第一次級繞組、第二初級繞組、第三初級繞組和第二次級繞組；

3、其中，第一初級繞組包括a相初級繞組、b相初級繞組、c相初級繞組，a相初級繞組的第一端用于接入a相交流電、b相初級繞組的第一端用于接入b相交流電、c相初級繞組的第一端用于接入c相交流電,a相初級繞組的第二端、b相初級繞組的第二端和c相初級繞組的第二端相互連接形成中性點；

4、第一次級繞組包括a相次級繞組、b相次級繞組、c相次級繞組，a相次級繞組的第一端與第二初級繞組的第一端連接，a相次級繞組的第二端與第二初級繞組的第二端連接，b相次級繞組的第一端與c相次級繞組的第一端連接形成中性點，b相次級繞組的第二端與第三初級繞組的第一端連接，c相次級繞組的第二端與第三初級繞組的第二端連接，a相次級繞組的第一端與a相初級繞組的第一端互為同名端，b相次級繞組的第一端與b相初級繞組的第一端互為同名端，c相次級繞組的第一端與c相初級繞組的第一端互為同名端；

5、第二次級繞組與第二初級繞組和第三初級繞組耦合。

6、在其中一個實施例中，a相初級繞組、b相初級繞組和c相初級繞組的匝數(shù)相同。

7、在其中一個實施例中，a相次級繞組的匝數(shù)與a相初級繞組的匝數(shù)相同，b相次級繞組的匝數(shù)與b相初級繞組的匝數(shù)相同，c相次級繞組的匝數(shù)與c相初級繞組的匝數(shù)相同。

8、在其中一個實施例中，第二初級繞組的匝數(shù)與a相次級繞組的匝數(shù)相同。

9、在其中一個實施例中，第三初級繞組的匝數(shù)為a相次級繞組的匝數(shù)的倍。

10、在其中一個實施例中，變壓器還包括：三柱鐵芯；

11、a相初級繞組和a相次級繞組同軸套設(shè)在三柱鐵芯中的第一個鐵芯上，b相初級繞組和b相次級繞組同軸套設(shè)在三柱鐵芯中的第二個鐵芯上，c相初級繞組和c相次級繞組同軸套設(shè)在三柱鐵芯中的第三個鐵芯上。

12、在其中一個實施例中，變壓器還包括：雙柱鐵芯；

13、第二初級繞組和第三初級繞組同軸套設(shè)在雙柱鐵芯中的第一個鐵芯上，第二次級繞組套設(shè)在雙柱鐵芯中的第二鐵芯上。

14、在其中一個實施例中，第二次級繞組的匝數(shù)與第二初級繞組的匝數(shù)相同。

15、第二方面，本申請還提供了一種變壓裝置，變壓裝置包括如上述實施例中的三相轉(zhuǎn)單相交流變壓器。

16、第三方面，本申請還提供了一種鐵路輸電系統(tǒng)，鐵路輸電系統(tǒng)包括如上述實施例中的變壓裝置。

17、上述三相轉(zhuǎn)單相交流變壓器、變壓裝置和鐵路輸電系統(tǒng)，至少具有以下有益效果：

18、上述三相轉(zhuǎn)單相交流變壓器，通過移相變壓器和隔離耦合變壓器的組合使用，不僅有效改變了輸入三相交流電的相位關(guān)系，而且通過合理的繞組連接策略，將三相電壓合成為單一的輸出電壓，不僅減少了傳統(tǒng)三相整流、逆變過程中常見的電磁干擾和熱損耗問題，提高了系統(tǒng)的整體效率，還簡化了設(shè)備結(jié)構(gòu)，降低了成本和占地面積。同時，提升了鐵路牽引供電系統(tǒng)的可靠性、減少維護成本，特別適用于高速鐵路等對電力供應(yīng)有高要求的應(yīng)用場景。

技術(shù)特征：

1.一種三相轉(zhuǎn)單相交流變壓器，其特征在于，所述變壓器包括：第一初級繞組、第一次級繞組、第二初級繞組、第三初級繞組和第二次級繞組；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相轉(zhuǎn)單相交流變壓器，其特征在于，所述a相初級繞組、所述b相初級繞組和所述c相初級繞組的匝數(shù)相同。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相轉(zhuǎn)單相交流變壓器，其特征在于，所述a相次級繞組的匝數(shù)與所述a相初級繞組的匝數(shù)相同，所述b相次級繞組的匝數(shù)與所述b相初級繞組的匝數(shù)相同，所述c相次級繞組的匝數(shù)與所述c相初級繞組的匝數(shù)相同。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三相轉(zhuǎn)單相交流變壓器，其特征在于，所述第二初級繞組的匝數(shù)與所述a相次級繞組的匝數(shù)相同。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三相轉(zhuǎn)單相交流變壓器，其特征在于，所述第三初級繞組的匝數(shù)為所述a相次級繞組的匝數(shù)的倍。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相轉(zhuǎn)單相交流變壓器，其特征在于，所述變壓器還包括：三柱鐵芯；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相轉(zhuǎn)單相交流變壓器，其特征在于，所述變壓器還包括：雙柱鐵芯；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的三相轉(zhuǎn)單相交流變壓器，其特征在于，所述第二次級繞組的匝數(shù)與所述第二初級繞組的匝數(shù)相同。

9.一種變壓裝置，其特征在于，所述變壓裝置包括如權(quán)利要求1-8任一項所述的三相轉(zhuǎn)單相交流變壓器。

10.一種鐵路輸電系統(tǒng)，其特征在于，所述鐵路輸電系統(tǒng)包括如權(quán)利要求9所述的變壓裝置。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及一種三相轉(zhuǎn)單相交流變壓器、變壓裝置和鐵路輸電系統(tǒng)。該變壓器中的第一初級繞組包括A相初級繞組、B相初級繞組、C相初級繞組，各相初級繞組的第一端分別對應(yīng)接入單相交流電，各相初級繞組的第一端相互連接形成中性點；第一次級繞組包括A相次級繞組、B相次級繞組、C相次級繞組，A相次級繞組與第二初級繞組連接，B相次級繞組的第一端與C相次級繞組的第一端連接形成中性點，B相次級繞組的第二端和C相次級繞組的第二端共同連接于第三初級繞組，各相次級繞組的第一端與其對應(yīng)的各相初級繞組的第一端互為同名端；第二次級繞組與第二初級繞組和第三初級繞組耦合。采用該變壓器能夠高效地實現(xiàn)三相交流電到單相交流電的轉(zhuǎn)換。

技術(shù)研發(fā)人員：付恩狄,張龍浩,胡道平,陳釗,董賢,張樹保,劉代國,羅勇,張勇,楊佩榮,張鵬,姚杰,高澤勇,郭旭
受保護的技術(shù)使用者：南方電網(wǎng)儲能股份有限公司西部檢修試驗分公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9