專利名稱：YnD三相變單相平衡變壓器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電氣化鐵路的牽引供電裝置。
現行由整流型電力機車為動力的電氣化鐵路，功率因數一般為0.8左右，諧波豐富，其中三次諧波含量達基波的30％；由工業三相電力系統供電給二相牽引負荷，采用YnD接線變壓器，造成三相電力系統不平衡，負序電流致少達50％，惡化電網運行，并給牽引供電企業造成經濟損失。
本實用新型的目的是提供一種YnD三相變單相平衡變壓器，它既能達到三相變單相的平衡變換，理想狀態負序電流為零，功率因數1.0，可以實現自動補償；還可以實現分級補償或自動跟蹤補償，或在較低的電壓級進行無功功率補償；針對負序電流補償，補償成本將大幅度降低；還能吸收部分諧波，以減少對電力系統的影響；取消電分相，實現同相供電；提高列車運行速度；降低牽引變壓器安裝容量，提高牽引供電企業經濟效益。
本實用新型是變壓器接線和電容器、電抗器配置的實用新型。
本實用新型的目的是這樣實現的一種YnD三相變單相平衡變壓器，由公知的YnD三相變壓器、電容器、電抗器及開關組成一.變壓器抽頭接線A).YnD三相變壓器的鐵心為等截面積三柱式，分別套裝原邊線圈A1、B1、C1和次邊線圈a2、b2、c2；原邊線圈A1、B1、C1連接為星形，由端子A、B、C接入三相電力系統，中性點O可以接地；次邊線圈a2、b2、c2連接成三角形，引出端子a2t、b2t、c2t，次邊端子a2t、c2t間接入單相負荷和1個電容器與電抗器支路，由開關G1控制電抗器與電容器支路的投切。
原邊線圈A1、B1、C1的匝數相等，次邊線圈a2、b2、c2的匝數相等；端子d是線圈c2的中點，兩半線圈c2的匝數相等，阻抗相等。
在次邊線圈a2端子a2t與次邊線圈c2的中點端子d間接入1個電容器與電抗器支路，由開關R1控制電抗器與電容器支路的投切。
在次邊線圈a2端子a2t與次邊線圈c2的中點端子d間接入1個可變電抗器支路，由開關R2控制可變電抗器感抗Xr2的投切。
在次邊線圈c2的端子c2t與次邊線圈b2端子b2t間接入1個可變電抗器支路，由開關K1控制可變電抗器感抗Xk1的投切。
負荷的容量與開關G1支路并聯后為SH千伏安、功率因數角為f＝-30度(圓周360電角度，下同)，開關R1支路電抗器感抗Xr1與電容器容抗Xc1串聯后和開關R2支路可變電抗器感抗Xr2并聯，等值電容容量為QR千乏，可變電抗器感抗Xk1容量為QL千伏安，各量值有如下關系時。QR=14×SH×(1-4sinf);]]>QL=14×SH×(3+4sinf)]]>YnD三相變壓器三相側功率因等于1.0，負序電流等于零。
B).在次邊線圈a2端子a2t與次邊線圈c2的中點端子d間接入n個電容器與電抗器支路，分別由開關R1～Rn控制電抗器與電容器支路的投切，電抗器的感抗Xr1～Xrn與電容器的容抗Xc1～Xcn之比各支路可以不相同。
在次邊線圈c2的端子c2t與次邊線圈b2端子b2t間接入n個電抗器支路，分別由開關K1～Kn控制電抗器感抗Xk1～Xkn的投切。
C).在次邊線圈a2端子a2t與次邊線圈c2的中點端子d間接入1個電容器與電抗器支路，由開關R1控制電抗器與電容器支路的投切。
在次邊線圈c2的端子c2t與次邊線圈b2端子b2t間接入1個電抗器支路，開關K1控制電抗器感抗Xk1的投切。
二.自耦變壓器接線A).原邊線圈A1、B1、C1的匝數相等，次邊線圈a2、b2、c2的匝數相等；次邊線圈a2端子a2t、c2t間接入單相負荷和1個電容器與電抗器支路，由開關G1控制電抗器與電容器支路的投切；另設1臺自耦變壓器ZOB，線圈c3端子c3t、c3w分別接YnD三相變壓器的次邊線圈c2端子c2t和次邊線圈b2端子b2t，自耦變壓器ZOB的線圈c3設中點端子d，半線圈c3的匝數相同，阻抗相同。
YnD三相變壓器的次邊線圈a2端子a2t與自耦變壓器ZOB線圈c3的中點端子d間接入1個電容器與電抗器支路，由開關R1控制電抗器與電容器支路的投切。
YnD三相變壓器的次邊線圈a2端子a2t與自耦變壓器ZOB線圈c3的中點端子d間接入1個可變電抗器支路，由開關R2控制可變電抗器感抗Xr2的投切。
自耦變壓器ZOB線圈c3的端子c3t與端子c3w間接入1個可變電抗器支路，由開關K1控制可變電抗器感抗Xk1的投切。
負荷的容量與開關G1支路并聯后為SH千伏安、功率因數角為f＝-30度(圓周360電角度，下同)，開關R1支路電抗器感抗Xr1與電容器容抗Xc1串聯后和開關R2支路可變電抗器感抗Xr2并聯，等值電容容量為QR千乏，可變電抗器感抗Xk1容量為QL千伏安，各量值有如下關系時QR=14×SH×(1-4sinf);]]>QL=14×SH×(3+4sinf)]]>YnD三相變壓器三相側功率因等于1.0，負序電流等于零；當三相側功率因數或負序電流滿足允許值時，可以減少開關K1支路電感的容量；或者減少開關R1支路電抗器感抗Xr1與電容器容抗Xc1串聯后和開關R2支路可變電抗器感抗Xr2并聯的等值電容容量。
B).在YnD三相變壓器的次邊線圈a2端子a2t與自耦變壓器ZOB線圈c3的中點端子d間接入n個電容器與電抗器支路，分別由開關R1～Rn控制電抗器與電容器支路的投切，電抗器的感抗Xr1～Xrn與電容器的容抗Xc1～Xcn之比各支路可以不相同。
在自耦變壓器ZOB線圈c3的端子c3t、c3w間接入n個電抗器支路，分別由開關K1～Kn控制電抗器感抗Xk1～Xkn的投切。
C).在YnD三相變壓器的次邊線圈a2端子a2t與自耦變壓器ZOB線圈c3的中點端子d間接入1個電容器與電抗器支路，由開關R1控制電抗器與電容器支路的投切。
在自耦變壓器ZOB線圈c3的端子c3t、c3w間接入1個電抗器支路，開關K1控制電抗器感抗Xk1的投切。
三.移相變壓器接線A).在YnD三相變壓器次邊線圈a2、b2、c2引出端子a2t、b2t、c2t接入移相變壓器YXB的原邊線圈U1、V1、W1的引出端子U、V、W。移相變壓器的鐵心為三柱式，左邊柱與右邊柱的截面積相等，中柱的截面積是左邊柱右邊柱截面積的 倍；左邊柱套裝原邊線圈U1和次邊線圈S2，右邊柱套裝原邊線圈V1、W1和次邊線圈N2，原邊線圈U1尾端與原邊線圈V1、W1中點相連成倒“T”形，即原邊線圈V1匝數等于原邊線圈W1的匝數，次邊線圈N2端子與次邊線圈S2端子Z相連成反“L”形。
YnD三相變壓器次邊線圈a2端子a2t、c2t間接入單相負荷和1個電容器與電抗器支路，由開關G1控制電抗器與電容器支路的投切。
移相變壓器YXB的次邊線圈S2端子S、Z間接入1個電容器與電抗器支路，由開關R1控制電抗器與電容器支路的投切。
移相變壓器YXB的次邊線圈S2端子S、Z間接入1個可變電抗器支路，由開關R2控制可變電抗器感抗Xr2的投切。
移相變壓器YXB的次邊線圈N2端子N、Z間接入1個可變電抗器支路，由開關K1控制可變電抗器感抗Xk1的投切。
負荷的容量與開關G1支路并聯后為SH千伏安、功率因數角f＝-30度，開關R1支路電抗器感抗Xr1與電容器容抗Xc1串聯后和開關R2支路可變電抗器感抗Xr2并聯，等值電容容量為QR千乏，可變電抗器感抗Xk1容量為QL千伏安，各量值有如下關系時QR=14×SH×(1-4sinf);]]>QL=14×SH×(3+4sinf)]]>YnD三相變壓器三相側功率因等于1.0，負序電流等于零；當三相側功率因數或負序電流滿足允許值時，可以減少開關K1支路電感的容量；或者減少開關R1支路電抗器感抗Xr1與電容器容抗Xc1串聯后和開關R2支路可變電抗器感抗Xr2并聯的等值電容容量。
B).移相變壓器YXB的次邊線圈S2端子S、Z間接入n個電容器與電抗器支路，分別由開關R1～Rn控制電抗器與電容器支路的投切，電抗器的感抗Xr1～Xrn與電容器的容抗Xc1～Xcn之比各支路可以不相同。
移相變壓器YXB的次邊線圈N2端子N、Z間接入n個電抗器支路，分別由開關K1～Kn控制電抗器感抗Xk1～Xkn的投切。
C).移相變壓器YXB的次邊線圈S2端子S、Z間接入1個電容器與電抗器支路，由開關R1控制電抗器與電容器支路的投切。
移相變壓器YXB的次邊線圈N2端子N、Z間接入1個電抗器支路，由開關K1控制電抗器感抗Xk1的投切。
以下結合
附圖1所示，是YnD三相變單相平衡變壓器的變壓器抽頭接線A)，YnD三相變壓器的鐵心為等截面積三柱式，分別套裝原邊線圈(A1、B1、C1)和次邊線圈(a2、b2、c2)；原邊線圈(A1、B1、C1)連接為星形，由端子(A、B、C)接入三相電力系統，中性點(O)可以接地；次邊線圈(a2、b2、c2)連接成三角形，引出端子(a2t、b2t、c2t)，次邊端子(a2t、c2t)間接入單相負荷和1個電容器與電抗器支路，由開關(G1)控制電抗器與電容器支路的投切，電抗器的感抗(Xr1)與電容器的容抗(Xc1)之比，對三次諧波為0.12～0.13(應用于50赫茲)。
原邊線圈(A1、B1、C1)的匝數相等，次邊線圈(a2、b2、c2)的匝數相等；端子(d)是線圈(c2)的中點，兩半線圈(c2)的匝數相等、阻抗相等。
在次邊線圈(a2)端子(a2t)與次邊線圈(c2)的中點端子(d)間接入1個電容器與電抗器支路，由開關(R1)控制電抗器與電容器支路的投切，電抗器的感抗(Xr1)與電容器的容抗(Xc1)之比，對三次諧波為0.12～0.13(應用于50赫茲)；電抗器的感抗(Xr1)與電容器的容抗(Xc1)串聯后的等值容抗為(Xd1)。
在次邊線圈(a2)端子(a2t)與次邊線圈(c2)的中點端子(d)間接入1個可變電抗器支路，由開關(R2)控制可變電抗器感抗(Xr2)的投切；當負荷功率(電流)增加時，調整可變電抗器的感抗(Xr2)增加，電感電流減小，電容電流增加。在次邊線圈(c2)的端子(c2t)與次邊線圈(b2)端子(b2t)間接入1個可變電抗器支路，由開關(K1)控制可變電抗器感抗(Xk1)的投切；當負荷功率(電流)增加時，調整可變電抗器的感抗(Xk1)減小，電感電流增加。
負荷的容量與開關(G1)支路并聯后為SH千伏安、功率因數角為f＝-30度，開關(R1)支路電抗器感抗(Xr1)與電容器容抗(Xc1)串聯后和開關(R2)支路可變電抗器感抗(Xr2)并聯，等值電容容量為QR千乏，可變電抗器感抗(Xk1)容量為QL千伏安，各量值有如下關系時。QR=14×SH×(1-4sinf);]]>QL=14×SH×(3+4sinf)]]>YnD三相變壓器三相側功率因等于1.0，負序電流等于零，實現三相變單相的目的。
YnD三相變單相平衡變壓器，變壓器抽頭接線B)，在次邊線圈(a2)端子(a2t)與次邊線圈(c2)的中點端子(d)間接入n個電容器與電抗器支路，分別由開關(R1～Rn)控制電抗器與電容器支路的投切，電抗器的感抗(Xr1～Xrn)與電容器的容抗(Xc1～Xcn)之比各支路可以不相同；電抗器的感抗(Xr1～Xrn)與電容器的容抗(Xc1～Xcn)串聯后的等值容抗為(Xd1～Xdn)。
在次邊線圈(c2)的端子(c2t)與次邊線圈(b2)端子(b2t)間接入n個電抗器支路，分別由開關(K1～Kn)控制電抗器感抗(Xk1～Xkn)的投切。
負荷的容量與開關(G1)支路并聯后為SH千伏安、功率因數角f＝-30度，等值容抗(Xd1～Xdn)電容器容量為QR千乏，電抗器感抗(Xk1～Xkn)容量為QL千伏安，各量值有如下關系時QR=14×SH×(1-4sinf);]]>QL=14×SH×(3+4sinf)]]>YnD三相變壓器三相側功率因數等于1.0，負序電流等于零，實現分級調整。當負荷功率因數角為f偏離30度，適當調整等值容抗為(Xd1～Xdn)的電容容量QR千乏，電抗器感抗(Xk1～Xkn)容量QL千伏安，可以使YnD三相變壓器三相側功率因趨近于1.0，負序電流趨近于零。
分級調整的級差，可以由功率因數或負序電流值分別限定，由允許的功率因數(例如大于0.9)或允許的負序電流值(例如小于40安)確定等值電容容量和電抗器容量；由最大負荷和級差確定分級的數目。
YnD三相變單相平衡變壓器，變壓器抽頭接線C)，是在次邊線圈(a2)端子(a2t)與次邊線圈(c2)的中點端子(d)間接入1個電容器與電抗器支路，由開關(R1)控制電抗器與電容器支路的投切，電抗器的感抗(Xr1)與電容器的容抗(Xc1)之比約0.12～0.13；電抗器的感抗(Xr1)與電容器的容抗(Xc1)串聯后的等值容抗為(Xd1)。
在次邊線圈(c2)的端子(c2t)與次邊線圈(b2)端子(b2t)間接入1個電抗器支路，開關(K1)控制電抗器感抗(Xk1)的投切。
負荷的容量與開關(G1)支路并聯后為SH千伏安、功率因數角f＝-30度，等值容抗(Xd1～Xdn)電容器容量為QR千乏，電抗器感抗(Xk1～Xkn)容量為QL千伏安，各量值有如下關系時QR=14×SH×(1-4sinf);]]>QL=14×SH×(3+4sinf)]]>YnD三相變壓器三相側功率因數等于1.0，負序電流等于零。
當負荷的容量SH及其功率因數角(f)偏離給定的等值容抗(Xd1)電容容量QR，電抗感抗(Xk1)容量QL時，三相側功率因數小于1.0，負序電流大于零；選擇適當的參數，當負荷大小、功率因數變化時，可以使YnD變壓器三相側長時間出現的低功率因數或大負序電流值限定在允許的范圍之內。
附圖2所示，是YnD三相變單相平衡變壓器，外接自耦變壓器接線A)，在YnD三相變壓器原邊線圈(A1、B1、C1)的匝數相等，次邊線圈(a2、b2、c2)的匝數相等；另設1臺自耦變壓器(ZOB)，線圈(c3)端子(c3t，c3w)分別接YnD三相變壓器的次邊線圈(c2)端子(c2t)和次邊線圈(b2)端子(b2t)，自耦變壓器(ZOB)的線圈(c3)設中點端子(d)，兩半線圈(c3)的匝數相同，阻抗相同。
YnD三相變壓器的次邊線圈(a2)端子(a2t)與自耦變壓器(ZOB)線圈(c3)的中點端子(d)間接入1個電容器與電抗器支路，由開關(R1)控制電抗器與電容器支路的投切，電抗器的感抗(Xr1)與電容器的容抗(Xc1)之比，對三次諧波為0.12～0.13(應用于50赫茲)；電抗器的感抗(Xr1)與電容器的容抗(Xc1)串聯后的等值容抗為(Xd1)。
YnD三相變壓器的次邊線圈(a2)端子(a2t)與自耦變壓器(ZOB)線圈(c3)的中點端子(d)間接入1個可變電抗器支路，由開關(R2)控制可變電抗器感抗(Xr2)的投切；當負荷功率(電流)增加時，調整可變電抗器的感抗(Xr2)增加，電感電流減小，電容電流增加。
自耦變壓器(ZOB)線圈(c3)的端子(c3t)與端子(c3w)間接入1個可變電抗器支路，由開關(K1)控制可變電抗器感抗(Xk1)的投切；當負荷功率(電流)增加時，調整可變電抗器的感抗(Xk1)減小，電感電流增加。
負荷的容量與開關(G1)支路并聯后為SH千伏安、功率因數角為f＝-30度，開關(R1)支路電抗器感抗(Xr1)與電容器容抗(Xc1)串聯后和開關(R2)支路可變電抗器感抗(Xr2)并聯，等值電容容量為QR千乏，可變電抗器感抗(Xk1)容量為QL千伏安，各量值有如下關系時QR=14×SH×(1-4sinf);]]>QL=14×SH×(3+4sinf)]]>YnD三相變壓器三相側功率因等于1.0，負序電流等于零，實現三相變單相的目的。
YnD三相變單相平衡變壓器，外接自耦變壓器接線B)，是在YnD三相變壓器的次邊線圈(a2)端子(a2t)與自耦變壓器(ZOB)線圈(c3)的中點端子(d)間接入n個電容器與電抗器支路，分別由開關(R1～Rn)控制電抗器與電容器支路的投切，電抗器的感抗(Xr1～Xrn)與電容器的容抗(Xc1～Xcn)之比各支路可以不相同；電抗器的感抗(Xr1～Xrn)與電容器的容抗(Xc1～Xcn)串聯后的等值容抗為(Xd1～Xdn)。
在自耦變壓器(ZOB)線圈(c3)的端子(c3t、c3w)間接入n個電抗器支路，分別由開關(K1～Kn)控制電抗器感抗(Xk1～Xkn)的投切。
負荷的容量與開關(G1)支路并聯后為SH千伏安、功率因數角f＝-30度，等值容抗(Xd1～Xdn)電容器容量為QR千乏，電抗器感抗(Xk1～Xkn)容量為QL千伏安，各量值有如下關系時QR=14×SH×(1-4sinf);]]>QL=14×SH×(3+4sinf)]]>YnD三相變壓器三相側功率因數等于1.0，負序電流等于零。
實現分級調整。當負荷功率因數角為f偏離30度，適當調整等值容抗為(Xd1～Xdn)的電容容量QR千乏，電抗器感抗(Xk1～Xkn)容量QL千伏安，可以使YnD三相變壓器三相側功率因趨近于1.0，負序電流趨近于零。
分級調整的級差，可以由功率因數或負序電流值分別限定，由允許的功率因數(例如大于0.9)或允許的負序電流值(例如小于40安)確定等值電容容量和電抗器容量；由最大負荷和級差確定分級的數目。
YnD三相變單相平衡變壓器，外接自耦變壓器接線C)，是在YnD三相變壓器的次邊線圈(a2)端子(a2t)與自耦變壓器(ZOB)線圈(c3)的中點端子(d)間接入1個電容器與電抗器支路，由開關(R1)控制電抗器與電容器支路的投切，電抗器的感抗(Xr1)與電容器的容抗(Xc1)之比約0.12～0.13；電抗器的感抗(Xr1)與電容器的容抗(Xc1)串聯后的等值容抗為(Xd1)。
在自耦變壓器(ZOB)線圈(c3)的端子(c3t、c3w)間接入1個電抗器支路，開關(K1)控制電抗器感抗(Xk1)的投切。
負荷的容量與開關(G1)支路并聯后為SH千伏安、功率因數角f＝-30度，等值容抗(Xd1)電容器容量為QR千乏，電抗器感抗(Xk1)容量為QL千伏安，各量值有如下關系時QR=14×SH×(1-4sinf);]]>QL=14×SH×(3+4sinf)]]>YnD三相變壓器三相側功率因數等于1.0，負序電流等于零。
當負荷的容量SH及其功率因數角(f)偏離給定值時，三相側功率因數小于1.0，負序電流大于零；選擇適當的參數，當負荷大小、功率因數變化時，可以使YnD變壓器三相側長時間出現的低功率因數或大負序電流值限定在允許的范圍之內。
附圖3所示，是YnD三相變單相平衡變壓器的移相變壓器接線A)，在YnD三相變壓器次邊線圈(a2、b2、c2)引出端子(a2t、b2t、c2t)接入移相變壓器(YXB)的原邊線圈(U1、V1、W1)的引出端子(U、V、W)；移相變壓器的鐵心為三柱式，左邊柱與右邊柱的截面積相等，中柱的截面積是左邊柱(右邊柱)截面積的 倍；左邊柱套裝原邊線圈(U1)和次邊線圈(S2)，右邊柱套裝原邊線圈(V1、W1)和次邊線圈(N2)，原邊線圈(U1)尾端與原邊線圈(V1、W1)中點相連成倒“T”形，即原邊線圈(V1)匝數等于原邊線圈(W1)的匝數，次邊線圈(N2)端子與次邊線圈(S2)端子(Z)相連成反“L”形。
移相變壓器(YXB)的次邊線圈(S2)端子(S、Z)間接入1個電容器與電抗器支路，由開關(R1)控制電抗器與電容器支路的投切，電抗器的感抗(Xr1)與電容器的容抗(Xc1)之比，對三次諧波為0.12～0.13(應用于50赫茲)；電抗器的感抗(Xr1)與電容器的容抗(Xc1)串聯后的等值容抗為(Xd1)。
移相變壓器(YXB)的次邊線圈(S2)端子(S、Z)間接入1個可變電抗器支路，由開關(R2)控制可變電抗器感抗(Xr2)的投切；當負荷功率(電流)增加時，調整可變電抗器的感抗(Xr2)增加，電感電流減小，電容電流增加；移相變壓器(YXB)的次邊線圈(N2)端子(N、Z)間接入1個可變電抗器支路，由開關(K1)控制可變電抗器感抗(Xk1)的投切；當負荷功率(電流)增加時，調整可變電抗器的感抗(Xk1)減小，電感電流增加。
負荷的容量與開關(G1)支路并聯后為SH千伏安、功率因數角f＝-30度，開關(R1)支路電抗器感抗(Xr1)與電容器容抗(Xc1)串聯后和開關(R2)支路可變電抗器感抗(Xr2)并聯，等值電容容量為QR千乏，可變電抗器感抗(Xk1)容量為QL千伏安，各量值有如下關系時QR=14×SH×(1-4sinf);]]>QL=14×SH×(3+4sinf)]]>YnD三相變壓器三相側功率因等于1.0，負序電流等于零，實現三相變單相的目的。
YnD三相變單相平衡變壓器，移相變壓器接線B)，是移相變壓器(YXB)的次邊線圈(S2)端子(S、Z)間接入n個電容器與電抗器支路，分別由開關(R1～Rn)控制電抗器與電容器支路的投切，電抗器的感抗(Xr1～Xrn)與電容器的容抗(Xc1～Xcn)之比各支路可以不相同；電抗器的感抗(Xr1～Xrn)與電容器的容抗(Xc1～Xcn)串聯后的等值容抗為(Xd1～Xdn)。
移相變壓器(YXB)的次邊線圈(N2)端子(N、Z)間接入n個電抗器支路，分別由開關(K1～Kn)控制電抗器感抗(Xk1～Xkn)的投切。
負荷的容量與開關(G1)支路并聯后為SH千伏安、功率因數角f＝-30度，等值容抗(Xd1～Xdn)電容器容量為QR千乏，電抗器感抗(Xk1～Xkn)容量為QL千伏安，各量值有如下關系時QR=14×SH×(1-4sinf);]]>QL=14×SH×(3+4sinf)]]>YnD三相變壓器三相側功率因數等于1.0，負序電流等于零，實現分級調整。當負荷功率因數角(f)偏離-30度，適當調整等值容抗為(Xd1～Xdn)的電容容量為QR千乏，電抗器感抗(Xk1～Xkn)容量QL千伏安，可以使YnD三相變壓器三相側功率因趨近于1.0，負序電流趨近于零。
分級調整的級差，可以由功率因數或負序電流值分別限定，由允許的功率因數(例如大于0.9)或允許的負序電流值(例如小于40安)確定等值電容容量和電抗器容量；由最大負荷和級差確定分級的數目。
YnD三相變單相平衡變壓器，移相變壓器接線C)，是移相變壓器(YXB)的次邊線圈(S2)端子(S、Z)間接入1個電容器與電抗器支路，由開關(R1)控制電抗器與電容器支路的投切，電抗器的感抗(Xr1)與電容器的容抗(Xc1)之比，對三次諧波為0.12～0.13(應用于50赫茲)；電抗器的感抗(Xr1)與電容器的容抗(Xc1)串聯后的等值容抗為(Xd1)。
移相變壓器(YXB)的次邊線圈(N2)端子(N、Z)間接入1個電抗器支路，由開關(K1)控制電抗器感抗(Xk1)的投切。
負荷的容量與開關(G1)支路并聯后為SH千伏安、功率因數角f＝-30度，等值容抗(Xd1)電容容量為QR千乏，電抗器感抗(Xr1)容量為QL千伏安，各量值有如下關系時QR=14×SH×(1-4sinf);]]>QL=14×SH×(3+4sinf)]]>三相側功率因數等于1.0，負序電流等于零。
當負荷的容量SH及其功率因數角(f)偏離給定值時，三相側功率因數小于1.0，負序電流大于零；選擇適當的參數，當負荷大小、功率因數變化時，可以使YnD變壓器三相側長時間出現的低功率因數或大負序電流值限定在允許的范圍之內。
本實用新型的YnD三相變單相平衡變壓器與既有技術相比，可以取消既有技術的電分相，克服無電區，提高列車運行速度。針對無功功率，有目的的進行補償，提高運行企業經濟效益。針對負序電流進行參數選擇，可以改善電網運行條件。可以降低變壓器裝建容量，節省基本建設投資及運營費用。
YnD三相變單相平衡變壓器的變壓器抽頭接線，適合新建工程；自耦變壓器接線，移相變壓器接線，適合既有線改建工程。
圖面說明附圖1是YnD三相變單相平衡變壓器的變壓器抽頭接線，圖中A1、B1、C1-YnD三相變壓器高壓線圈；A、B、C、0-YnD三相變壓器高壓線圈引出端子；a2、b2、c2-YnD三相變壓器中壓線圈；a2t、b2t、c2t、d-YnD三相變壓器中壓線圈引出端子；R1、R2-開關；Xc1-電容器容抗；Xr1、Xr2-電抗器感抗；K1-開關；Xk1-電抗器感抗；R1...Rn-開關；Xr1...Xrn-電抗器感抗；Xc1...Xcn-電容器容抗；K1...Kn-開關；Xk1..Xkn-電抗器感抗；附圖2是YnD三相變單相平衡變壓器的外接自耦變壓器接線，圖中ZOB-自耦變壓器；a3-自耦變壓器線圈；a3t a3w d-自耦變壓器引出端子；余同附圖1。
附圖3是YnD三相變單相平衡變壓器的移相變壓器接線，圖中YXB-移相變壓器；U1、V1、W1-移相變壓器原邊線圈；U、V、W-移相變壓器引出端子；S2、N2-移相變壓器次邊線圈；S、N、Z-移相變壓器次邊線圈引出端子；余同附圖1。
實現本實用新型的最好方式是制造YnD三相變單相平衡變壓器，建設具有YnD三相變單相平衡變壓器的牽引變電所。本實用新型的YnD三相變單相平衡變壓器，適用于做電氣化鐵道牽引變壓器。YnD三相變單相平衡變壓器的原邊線圈(A1、B1、C1)由端子(A、B、C)接入工業三相電力系統(例如110KV)。
尤其適用于既有YnD三相變壓器供電的線路，負序電流超標或功率因數偏低，只在牽引側增加一臺自耦變壓器或移相變壓器及相應的電容器、電抗器，就能達到降低負序電流或提高功率因數的目的，同時是節省供電能源、提高電能效率、提高列車速度、保障行車安全的供電設備。
凡是具有110千伏及以上電壓等級生產許可的變壓器制造廠，都可以生產YnD三相變單相平衡變壓器，做為YnD接線牽引變壓器的更新換代產品。
權利要求1.一種YnD三相變單相平衡變壓器，由公知的YnD三相變壓器、電容器、電抗器及開關組成，其特征是A).YnD三相變壓器的鐵心為等截面積三柱式，分別套裝原邊線圈A1、B1、C1和次邊線圈a2、b2、c2；原邊線圈A1、B1、C1連接為星形，由端子A、B、C接入三相電力系統，中性點O可以接地；次邊線圈a2、b2、c2連接成三角形，引出端子a2t、b2t、c2t，次邊端子a2t、c2t間接入單相負荷和1個電容器與電抗器支路，由開關G1控制電抗器與電容器支路的投切；原邊線圈A1、B1、C1的匝數相等，次邊線圈a2、b2、c2的匝數相等；端子d是線圈c2的中點，兩半線圈c2的匝數相等，阻抗相等；在次邊線圈a2端子a2t與次邊線圈c2的中點端子d間接入1個電容器與電抗器支路，由開關R1控制電抗器與電容器支路的投切；接入1個可變電抗器支路，由開關R2控制可變電抗器感抗Xr2的投切；在次邊線圈c2的端子c2t與次邊線圈b2端子b2t間接入1個可變電抗器支路，由開關K1控制可變電抗器感抗Xk1的投切；負荷的容量與開關G1支路并聯后為SH千伏安、功率因數角為f＝-30度，圓周360電角度，下同，開關R1支路電抗器感抗Xr1與電容器容抗Xc1串聯后和開關R2支路可變電抗器感抗Xr2并聯，等值電容容量為QR千乏，可變電抗器感抗Xk1容量為QL千伏安，各量值有如下關系時QR=14×SH×(1-4sinf);]]>QL=14×SH×(3+4sinf)]]>YnD三相變壓器三相側功率因等于1.0，負序電流等于零；B).在次邊線圈a2端子a2t與次邊線圈c2的中點端子d間接入n個電容器與電抗器支路，分別由開關R1～Rn控制電抗器與電容器支路的投切，電抗器的感抗Xr1～Xrn與電容器的容抗Xc1～Xcn之比各支路可以不相同；在次邊線圈c2的端子c2t與次邊線圈b2端子b2t間接入n個電抗器支路，分別由開關K1～Kn控制電抗器感抗Xk1～Xkn的投切；C).在次邊線圈a2端子a2t與次邊線圈c2的中點端子d間接入1個電容器與電抗器支路，由開關R1控制電抗器與電容器支路的投切；在次邊線圈c2的端子c2t與次邊線圈b2端子b2t間接入1個電抗器支路，開關K1控制電抗器感抗Xk1的投切。
2.由權利要求1所述的YnD三相變單相平衡變壓器，其特征是A).原邊線圈A1、B1、C1的匝數相等，次邊線圈a2、b2、c2的匝數相等；次邊線圈a2端子a2t、c2t間接入單相負荷和1個電容器與電抗器支路，由開關G1控制電抗器與電容器支路的投切；另設1臺自耦變壓器ZOB，線圈c3端子c3t、c3w分別接YnD三相變壓器的次邊線圈c2端子c2t和次邊線圈b2端子b2t，自耦變壓器ZOB的線圈c3設中點端子d，半線圈c3的匝數相同，阻抗相同；YnD三相變壓器的次邊線圈a2端子a2t與自耦變壓器ZOB線圈c3的中點端子d間接入1個電容器與電抗器支路，由開關R1控制電抗器與電容器支路的投切；接入1個可變電抗器支路，由開關R2控制可變電抗器感抗Xr2的投切；自耦變壓器ZOB線圈c3的端子c3t與端子c3w間接入1個可變電抗器支路，由開關K1控制可變電抗器感抗Xk1的投切；負荷的容量與開關G1支路并聯后為SH千伏安、功率因數角為f＝-30度(圓周360電角度，下同)，開關R1支路電抗器感抗Xr1與電容器容抗Xc1串聯后和開關R2支路可變電抗器感抗Xr2并聯，等值電容容量為QR千乏，可變電抗器感抗Xk1容量為QL千伏安，各量值有如下關系時QR=14×SH×(1-4sinf);]]>QL=14×SH×(3+4sinf)]]>YnD三相變壓器三相側功率因等于1.0，負序電流等于零；當三相側功率因數或負序電流滿足允許值時，可以減少開關K1支路電感的容量；或者減少開關R1支路電抗器感抗Xr1與電容器容抗Xc1串聯后和開關R2支路可變電抗器感抗Xr2并聯的等值電容容量；B).在YnD三相變壓器的次邊線圈a2端子a2t與自耦變壓器ZOB線圈c3的中點端子d間接入n個電容器與電抗器支路，分別由開關R1～Rn控制電抗器與電容器支路的投切，電抗器的感抗Xr1～Xrn與電容器的容抗Xc1～Xcn之比各支路可以不相同；在自耦變壓器ZOB線圈c3的端子c3t、c3w間接入n個電抗器支路，分別由開關K1～Kn控制電抗器感抗Xk1～Xkn的投切；C).在YnD三相變壓器的次邊線圈a2端子a2t與自耦變壓器ZOB線圈c3的中點端子d間接入1個電容器與電抗器支路，由開關R1控制電抗器與電容器支路的投切；在自耦變壓器ZOB線圈c3的端子c3t、c3w間接入1個電抗器支路，開關K1控制電抗器感抗Xk1的投切。
3.由權利要求1所述的YnD三相變單相平衡變壓器，其特征是A).在YnD三相變壓器次邊線圈a2、b2、c2引出端子a2t、b2t、c2t接入移相變壓器YXB的原邊線圈U1、V1、W1的引出端子U、V、W；移相變壓器的鐵心為三柱式，左邊柱與右邊柱的截面積相等，中柱的截面積是左邊柱右邊柱截面積的 倍；左邊柱套裝原邊線圈U1和次邊線圈S2，右邊柱套裝原邊線圈V1、W1和次邊線圈N2，原邊線圈U1尾端與原邊線圈V1、W1中點相連成倒“T”形，即原邊線圈V1匝數等于原邊線圈W1的匝數，次邊線圈N2端子與次邊線圈S2端子Z相連成反“L”形；YnD三相變壓器次邊線圈a2端子a2t、c2t間接入單相負荷和1個電容器與電抗器支路，由開關G1控制電抗器與電容器支路的投切；移相變壓器YXB的次邊線圈S2端子S、Z間接入1個電容器與電抗器支路，由開關R1控制電抗器與電容器支路的投切；移相變壓器YXB的次邊線圈S2端子S、Z間接入1個可變電抗器支路，由開關R2控制可變電抗器感抗Xr2的投切；移相變壓器YXB的次邊線圈N2端子N、Z間接入1個可變電抗器支路，由開關K1控制可變電抗器感抗Xk1的投切；負荷的容量與開關G1支路并聯后為SH千伏安、功率因數角f＝-30度，開關R1支路電抗器感抗Xr1與電容器容抗Xc1串聯后和開關R2支路可變電抗器感抗Xr2并聯，等值電容容量為QR千乏，可變電抗器感抗Xk1容量為QL千伏安，各量值有如下關系時QR=14×SH×(1-4sinf);]]>QL=14×SH×(3+4sinf)]]>YnD三相變壓器三相側功率因等于1.0，負序電流等于零；當三相側功率因數或負序電流滿足允許值時，可以減少開關K1支路電感的容量；或者減少開關R1支路電抗器感抗Xr1與電容器容抗Xc1串聯后和開關R2支路可變電抗器感抗Xr2并聯的等值電容容量；B).移相變壓器YXB的次邊線圈S2端子S、Z間接入n個電容器與電抗器支路，分別由開關R1～Rn控制電抗器與電容器支路的投切，電抗器的感抗Xr1～Xrn與電容器的容抗Xc1～Xcn之比各支路可以不相同；移相變壓器YXB的次邊線圈N2端子N、Z間接入n個電抗器支路，分別由開關K1～Kn控制電抗器感抗Xk1～Xkn的投切；C).移相變壓器YXB的次邊線圈S2端子S、Z間接入1個電容器與電抗器支路，由開關R1控制電抗器與電容器支路的投切；移相變壓器YXB的次邊線圈N2端子N、Z間接入1個電抗器支路，由開關K1控制電抗器感抗Xk1的投切。
專利摘要一種YnD三相變單相平衡變壓器，理想狀態負序電流為零，功率因數1.0，能吸收部分諧波；取消電分相，實現同相供電。YnD(星/三角)三相變壓器的次邊線圈之一有中心抽頭，接入兼有濾波功能的移相電容器、電抗器組；有抽頭的線圈兩端接入移相電抗器；移相電容器、電抗器組與電抗器在電氣相位上垂直配置；根據負荷的大小及功率因數調整移相電容器、電抗器組與移相電抗器的容量。
文檔編號H01F30/06GK2531508SQ0122701
公開日2003年1月15日 申請日期2001年6月12日 優先權日2001年6月12日
發明者郭寶庫 申請人:郭寶庫