平衡变压器具有消除零序电流和抑制负序电流的重要功能。不同于现有的平衡变压器两相或三相绕组对称结构,提出了一种新型三相绕组互不对称接线的平衡变压器。阐述了该变压器的基本原理和接线方案,并建立数学模型。在此基础上,得出一次侧和二次侧绕组的电流关系,导出了一次侧中性点电流为零时的平衡条件和两相解耦条件。该变压器具有满足平衡条件后两相自然解耦的优点。通过仿真分析和1kW模型机实验,证明了理论分析的正确性和可行性。该变压器采用三相三柱式通用铁心,每相仅2~3个绕组,绕组和铁心结构简单,材料利用率高;同时两相系统中有公共点和3次谐波电流流通的回路,综合性能良好,适合于作为电气化铁道牵引变压器等需要两相或单相电源供电的应用场合。
对3种不同的三相变四相电力变压器接线原理及结构特点进行比较并总结了各自的优缺点;建立了3种不同变压器的仿真模型并进行了在不同负荷条件下的仿真实验,比较了3种不同变压器在三相与四相交流电转换过程中的性能特点。研究表明:阻抗匹配三相变四相平衡变压器是利用绕组间的阻抗约束关系实现绕组间电磁关系平衡,绕组间无曲折连接,材料利用率较高,在三相与四相不对称转换过程中具有明显的优越性。
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