本發(fā)明涉及配電領(lǐng)域，具體涉及一種四相五線制低壓配電變壓器。

背景技術(shù)：

一直以來(lái)電網(wǎng)采用三相輸電，三相輸電系統(tǒng)具有很多優(yōu)點(diǎn)，為各國(guó)廣泛采用。在發(fā)電方面，相同尺寸的三相發(fā)電機(jī)比單相發(fā)電機(jī)的功率大，在三相負(fù)載相同的情況下，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩恒定，有利于發(fā)電機(jī)的工作；在傳輸方面，三相系統(tǒng)比單相系統(tǒng)節(jié)省傳輸線，三相變壓器比單相變壓器經(jīng)濟(jì)；在用電方面，三相電容易產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)使三相電動(dòng)機(jī)平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，在低壓配電系統(tǒng)里，受電網(wǎng)三相輸電結(jié)構(gòu)的影響，大多采用三相變壓器，進(jìn)行三相四線制配電。但是在低壓配電系統(tǒng)中大多數(shù)用電負(fù)荷為單相負(fù)荷，比如城市路燈照明系統(tǒng)，城區(qū)高層住宅小區(qū)和商城，農(nóng)村電網(wǎng)配電系統(tǒng)等。對(duì)于這些單相負(fù)荷密集的區(qū)域，采用三相四相制配電，導(dǎo)線利用率低，造成了大量的線材浪費(fèi)。而對(duì)于某些輕載線路依然要架設(shè)三根輸電線，經(jīng)濟(jì)效益差。中國(guó)西部廣闊山區(qū)的負(fù)荷多是沿道路呈線形分布的，上述問(wèn)題更加突出。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供的一種四相五線制低壓配電變壓器解決了現(xiàn)有配電器經(jīng)濟(jì)效益差的問(wèn)題。

為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

提供一種四相五線制低壓配電變壓器，其包括vv變壓器和三相變壓器，vv變壓器的兩個(gè)原邊繞組分別連接三相電網(wǎng)的b相和c相，兩個(gè)原邊繞組的公共點(diǎn)連接三相電網(wǎng)的a相；三相變壓器的原邊繞組依次接入三相電網(wǎng)的a相、b相和c相，三相變壓器兩個(gè)次邊負(fù)荷繞組的公共點(diǎn)和vv變壓器次邊繞組的公共點(diǎn)相互連接并作為n線；

vv變壓器中與連接三相電網(wǎng)a相的原邊繞組節(jié)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的次邊繞組的節(jié)點(diǎn)設(shè)置有饋線f1；vv變壓器中與連接三相電網(wǎng)c相的原邊繞組節(jié)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的次邊繞組的節(jié)點(diǎn)設(shè)置有饋線f2；三相變壓器中與連接三相電網(wǎng)c相的原邊繞組節(jié)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的次邊繞組的節(jié)點(diǎn)設(shè)置有饋線f3；三相變壓器中與連接三相電網(wǎng)a相的原邊繞組節(jié)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的次邊繞組的節(jié)點(diǎn)設(shè)置有饋線f4；饋線f1和饋線f4之間設(shè)置有第一柔性補(bǔ)償裝置；饋線f2和饋線f3之間設(shè)置有第二柔性補(bǔ)償裝置。

進(jìn)一步地，第一柔性補(bǔ)償裝置包括第一靜止無(wú)功發(fā)生器、第二靜止無(wú)功發(fā)生器及第一儲(chǔ)能電容；第一靜止無(wú)功發(fā)生器及第二靜止無(wú)功發(fā)生器均與第一儲(chǔ)能電容并聯(lián)；第一靜止無(wú)功發(fā)生器的端口與饋線f1和n線連接，第二靜止無(wú)功發(fā)生器的端口與饋線f4和n線連接。

進(jìn)一步地，第二柔性補(bǔ)償裝置包括第三靜止無(wú)功發(fā)生器、第四靜止無(wú)功發(fā)生器及第二儲(chǔ)能電容；第三靜止無(wú)功發(fā)生器及第四靜止無(wú)功發(fā)生器均與第二儲(chǔ)能電容并聯(lián)；第三靜止無(wú)功發(fā)生器的端口與饋線f2和n線連接，第四靜止無(wú)功發(fā)生器的端口與饋線f3和n線連接。

進(jìn)一步地，三相變壓器為星三角變壓器；饋線f1的電壓uf1和饋線f3的電壓uf3構(gòu)成一組相位差為150°的兩相電壓；饋線f2的電壓uf2和饋線f4的電壓uf4構(gòu)成一組相位差為150°的兩相電壓；饋線f1的電壓uf1和饋線f4的電壓uf4之間的相位差為90°；饋線f2的電壓uf2和饋線f3的電壓uf3之間的相位差為90°。

本發(fā)明的有益效果為：

一、采用傳統(tǒng)的vv變壓器和三相變壓器構(gòu)造三相變四相配電變壓器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，可實(shí)現(xiàn)兩相供電和三相供電，滿足不同用電負(fù)荷的需求，供電方式靈活可靠，經(jīng)濟(jì)效益高。

二、第一柔性補(bǔ)償裝置和第二柔性補(bǔ)償裝置可以實(shí)現(xiàn)功率融通，相互支援，提升電能質(zhì)量的綜合治理。

三、當(dāng)實(shí)施兩相配電時(shí)，兩相負(fù)荷大小相等時(shí)，中線電流僅為兩相電流和的26％，提高經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖2為本發(fā)明的四相電壓相量圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)兩相供電的示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)兩相供電和三相供電的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行描述，以便于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員理解本發(fā)明，但應(yīng)該清楚，本發(fā)明不限于具體實(shí)施方式的范圍，對(duì)本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)講，只要各種變化在所附的權(quán)利要求限定和確定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，這些變化是顯而易見(jiàn)的，一切利用本發(fā)明構(gòu)思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護(hù)之列。

如圖1所示，該四相五線制低壓配電變壓器包括一臺(tái)vv變壓器和一臺(tái)三相變壓器，vv變壓器的兩個(gè)原邊繞組分別連接三相電網(wǎng)的b相和c相，兩個(gè)原邊繞組的公共點(diǎn)連接三相電網(wǎng)的a相；三相變壓器的原邊繞組依次接入三相電網(wǎng)的a相、b相和c相，三相變壓器兩個(gè)次邊負(fù)荷繞組的公共點(diǎn)和vv變壓器次邊繞組的公共點(diǎn)相互連接并作為n線；

vv變壓器中與連接三相電網(wǎng)a相的原邊繞組節(jié)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的次邊繞組的節(jié)點(diǎn)設(shè)置有饋線f1；vv變壓器中與連接三相電網(wǎng)c相的原邊繞組節(jié)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的次邊繞組的節(jié)點(diǎn)設(shè)置有饋線f2；三相變壓器中與連接三相電網(wǎng)c相的原邊繞組節(jié)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的次邊繞組的節(jié)點(diǎn)設(shè)置有饋線f3；三相變壓器中與連接三相電網(wǎng)a相的原邊繞組節(jié)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的次邊繞組的節(jié)點(diǎn)設(shè)置有饋線f4；使得饋線f1對(duì)應(yīng)原邊線電壓uab；饋線f2對(duì)應(yīng)原邊線電壓uac，饋線f3對(duì)應(yīng)原邊相電壓ub，饋線f4對(duì)應(yīng)原邊相電壓uc。饋線f1和饋線f4之間設(shè)置有第一柔性補(bǔ)償裝置；饋線f2和饋線f3之間設(shè)置有第二柔性補(bǔ)償裝置。

第一柔性補(bǔ)償裝置包括第一靜止無(wú)功發(fā)生器、第二靜止無(wú)功發(fā)生器及第一儲(chǔ)能電容；第一靜止無(wú)功發(fā)生器及第二靜止無(wú)功發(fā)生器均與第一儲(chǔ)能電容并聯(lián)；第一靜止無(wú)功發(fā)生器的端口與饋線f1和n線連接，第二靜止無(wú)功發(fā)生器的端口與饋線f4和n線連接。

第二柔性補(bǔ)償裝置包括第三靜止無(wú)功發(fā)生器、第四靜止無(wú)功發(fā)生器及第二儲(chǔ)能電容；第三靜止無(wú)功發(fā)生器及第四靜止無(wú)功發(fā)生器均與第二儲(chǔ)能電容并聯(lián)；第三靜止無(wú)功發(fā)生器的端口與饋線f2和n線連接，第四靜止無(wú)功發(fā)生器的端口與饋線f3和n線連接。

三相變壓器為星三角變壓器；如圖2所示，饋線f1的電壓uf1和饋線f3的電壓uf3構(gòu)成一組相位差為150°的兩相電壓；饋線f2的電壓uf2和饋線f4的電壓uf4構(gòu)成一組相位差為150°的兩相電壓；饋線f1的電壓uf1和饋線f4的電壓uf4之間的相位差為90°；饋線f2的電壓uf2和饋線f3的電壓uf3之間的相位差為90°。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如圖3所示，互成150的兩相電壓uf1、uf3、和uf2、uf4分別給單相負(fù)荷區(qū)(如城市路燈照明系統(tǒng)、高層住宅小區(qū))供電，每個(gè)單元的單相負(fù)荷在兩相之間間隔接入，保證兩相負(fù)荷盡量相等，這樣中線電流盡量小。在uf1、uf4兩垂直端口增加第一柔性補(bǔ)償裝置；在uf2、uf3兩垂直端口增加第二柔性補(bǔ)償裝置。

如圖4所示，單相負(fù)荷區(qū)(如城市路燈照明系統(tǒng)、高層住宅小區(qū))由互成90度的兩相電壓uf1、uf4、和uf2、uf3供電。在uf1、uf4兩垂直端口增加第一柔性補(bǔ)償裝置；在uf2、uf3兩垂直端口增加第二柔性補(bǔ)償裝置，實(shí)現(xiàn)兩相之間功率融通，相互支援，實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的綜合治理。引出兩相垂直電壓uf1、uf4、或uf2、uf3通過(guò)兩相變?nèi)嗄嫫胶庾儔浩鳎D(zhuǎn)換成三相電供給三相用戶使用。

第一靜止無(wú)功發(fā)生器的端口與uf1和n線連接，第二靜止無(wú)功發(fā)生器的端口與uf4和n線連接，以對(duì)uf1和uf4輸出的電能進(jìn)行無(wú)功、諧波補(bǔ)償，確保輸出達(dá)到預(yù)設(shè)電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的電能，并通過(guò)功率交換實(shí)現(xiàn)uf1和uf4之間的功率轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)對(duì)三相側(cè)的負(fù)序補(bǔ)償，且實(shí)現(xiàn)了uf1和uf4之間功率支援，提高了系統(tǒng)可靠性。

同理，第三靜止無(wú)功發(fā)生器的端口與uf3和n線連接，第四靜止無(wú)功發(fā)生器的端口與uf2和n線連接，對(duì)uf2和uf3輸出的電能進(jìn)行無(wú)功、諧波補(bǔ)償，確保輸出達(dá)到預(yù)設(shè)電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的電能，并通過(guò)功率交換實(shí)現(xiàn)uf2和uf3之間的功率轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)對(duì)三相側(cè)的負(fù)序補(bǔ)償，且實(shí)現(xiàn)了uf2和uf3之間功率支援。

本發(fā)明在配電時(shí)，對(duì)單相負(fù)荷密集的地區(qū)采用兩相三線制配電方式，兩相電壓取自u(píng)f1、uf3或者uf2、uf4。相比傳統(tǒng)三相四線制配電方式，可節(jié)約一根導(dǎo)線。且當(dāng)兩相負(fù)荷相等時(shí)，中線電流僅為兩相電流和的26％，使得本變壓器更加經(jīng)濟(jì)高效。