三相變單相變壓器問題探討

一、“三相變單相”、“三相變二相”云云

雖然隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展,這個問題的迫切性已逐漸被淡化.但如果有誰真能提出一個切實可行、滿足上述兩個條件的“三變單變壓器”方案,仍然有相當(dāng)?shù)氖袌?仍然能成為轟動國內(nèi)外變壓器制造業(yè)的大事!

遺憾的是,沒有.這個“沒有”是指國內(nèi)外相關(guān)專業(yè)雜志上未見刊登過. 但廣告里有,或在BBS論壇里能找到哪位高手的相關(guān)聲明. 對此,下面的話我就不說了.

為統(tǒng)一認(rèn)識,這兒有必要插一下“平衡”與“對稱”兩個術(shù)語. “平衡”一詞除了數(shù)學(xué)意義上的“方程式平衡”以外,在電工領(lǐng)域是能量、功率層面的術(shù)語.例如平衡變壓器輸出兩端口的功率為使三相“對稱”而保持的某種“平衡”;變壓器中直接與功率傳遞相關(guān)的磁勢平衡等.

三相系統(tǒng)的“對稱”是指電壓、電流、阻抗層面的術(shù)語.

若三相電網(wǎng)對稱,符合以下特征,三相線電流才算“對稱”:

1) 三相線電流的輻值或有效值相等;

2) 三個線電流的相位彼此相差120度;

3) 與產(chǎn)生它的三相線電壓必需同相序.
至于構(gòu)成對稱電網(wǎng)的電壓(勢),除上述1、2外,還應(yīng)符合“順相序”要求.

二、“三變單系統(tǒng)”種種

1、R、L、C 網(wǎng)絡(luò).將R、L、C 三元件接成三角形投入三相電網(wǎng),當(dāng)L、C 的電抗分別是R 的 1.732 倍時,只要相序合適,R 就是單相負(fù)載,且三相對稱,功率因數(shù)為 1.0 .工頻感應(yīng)爐就這么運行,容量達(dá)10 MVA 以上,見圖1;

圖一

2、 “V”型接法的三相變壓器在初級兩相間接一電容C,次級繞組串聯(lián)接一功率因數(shù)為0.866的感性單相負(fù)載,當(dāng)負(fù)載阻抗是容抗的1.732倍時,初級電流對稱,功率因數(shù)為0.866(容性),見圖2;

圖2

3、在圖2的基礎(chǔ)上,A、B相間再增加一個電感L,次級負(fù)載為純電阻.L、C 的電抗與折算到初級的電阻相等,則初級電流對稱,其大小與折算到初級的電流相等,功率因數(shù)為1.0.

上述幾方案在應(yīng)用上的共同特點是:

a、對電網(wǎng)的相序、次級負(fù)載性質(zhì)要求嚴(yán)格;

b、負(fù)載要固定.若負(fù)載變動,需相應(yīng)切換儲能元件參數(shù).否則將引起初級電流不同程度的不對稱.這一缺點方案2 尤為突出.