一种大电流发生器的分接头绕组配置方法及大电流发生器
阅读说明：本技术 一种大电流发生器的分接头绕组配置方法及大电流发生器 (Configuration method of tap winding of large-current generator and large-current generator ) 是由 刘智勇 张耿斌 李艳飞 张滔 周靖钧 刘珮瑶 李昭红 蒋兴良 吴达 邓茂村 吕泽 于 2021-10-15 设计创作，主要内容包括：本发明涉及大电流发生器技术领域,公开了一种大电流发生器的分接头绕组配置方法。本发明方法通过输出电流的输出级数量阈值来确定三相变压器二次侧的绕组划分,并在所分的独立绕组的两侧安装分接头,进而根据所需输出电流来调节各所述分接头的连接方式；本发明实现了多绕组分流,可以减小绕组的设计线径以减轻绕组重量,分接头的配置使得能够通过调整分接头的连接方式来调节大电流发生器的输出电流,解决了现有大电流发生器适应性与灵活性差的技术问题。(The invention relates to the technical field of large-current generators and discloses a configuration method of a tap winding of a large-current generator. The method determines the winding division of the secondary side of the three-phase transformer through the output stage quantity threshold of the output current, and the taps are arranged on the two sides of the divided independent windings, so that the connection mode of each tap is adjusted according to the required output current; the invention realizes multi-winding shunt, can reduce the designed wire diameter of the winding to lighten the weight of the winding, and the configuration of the tap enables the output current of the large current generator to be adjusted by adjusting the connection mode of the tap, thereby solving the technical problem that the existing large current generator has poor adaptability and flexibility.)
技术领域
本发明涉及大电流发生器技术领域，尤其涉及一种大电流发生器的分接头绕组配置方法及大电流发生器。
背景技术
目前普遍采用的大电流发生器不具备输出电流调节的功能，实际使用时可能造成输出电流过大而引起能量损耗，或输出电流过小而无法满足应用需要的情况；且大电流发生器变压器二次侧绕组的设计线径过大，导致绕组重量过大。
上述缺点使得目前的大电流发生器的适应性与灵活性受到极大限制。
发明内容
本发明提供了一种大电流发生器的分接头绕组配置方法及大电流发生器，解决了现有大电流发生器适应性与灵活性差的技术问题。
本发明第一方面提供一种大电流发生器的分接头绕组配置方法，包括：
确定大电流发生器中三相变压器二次侧的绕组总匝数；
根据输出电流的输出级数量阈值确定所述三相变压器二次侧的独立绕组数量，每个独立绕组的绕组匝数等于所述绕组总匝数除以所述输出级数量阈值；
在各个所述独立绕组的两侧安装分接头；
根据所需输出电流调节各所述分接头的连接方式。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述确定大电流发生器中三相变压器二次侧的绕组总匝数，包括：
确定所述三相变压器的铁芯的最小磁通密度和截面积；
根据所述最小磁通密度和截面积确定所述三相变压器的二次侧匝电动势；
根据所述二次侧匝电动势、所述三相变压器的电源电压和额定变比，计算所述绕组总匝数。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，按照下式计算所述二次侧匝电动势：
et＝4.44fBA
式中，f为三相变压器的工作频率，B为铁芯的最小磁通密度，A为铁芯的截面积。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，按照下式计算所述绕组总匝数：
式中，N表示绕组总匝数，U表示电源电压，k表示额定变比，et表示二次侧匝电动势。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述方法还包括：
若所述N不为整数，则重新确定所述三相变压器二次侧的绕组总匝数为int(N)+1，int(N)表示对N进行取整。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述方法还包括：
若所述N不为整数，按照重新确定的绕组总匝数对应更换所述三相变压器的铁芯。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述根据所需输出电流调节各所述分接头的连接方式，包括：
根据所需输出电流确定输出电流的输出级；
根据确定的输出级连接对应的分接头。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述根据确定的输出级连接对应的分接头，包括：
所需输出电流为最大值时，连接各所述分接头以使得所有所述独立绕组串联。
根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述根据确定的输出级连接对应的分接头，还包括：
所需输出电流为最小值时，连接各所述分接头以使得所有所述独立绕组并联。
本发明第二方面提供了一种大电流发生器，所述大电流发生器包括三相变压器，所述三相变压器的二次侧绕组采用如上任意一项实施例所述的大电流发生器的分接头绕组配置方法配置分接头。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明实施例，通过输出电流的输出级数量阈值来确定三相变压器二次侧的绕组划分，并在所分的独立绕组的两侧安装分接头，进而根据所需输出电流来调节各所述分接头的连接方式；本发明实现了多绕组分流，可以减小绕组的设计线径以减轻绕组重量，分接头的配置使得能够通过调整分接头的连接方式来调节大电流发生器的输出电流，解决了现有大电流发生器适应性与灵活性差的技术问题，有利于减少变压器损耗，延长寿命，提高使用效率与经济性，从而使其更好地应用于电力系统各个领域，保证整个电力系统的安全稳定运行，减少电力系统发生灾害停运造成的经济损失和社会影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明一个可选实施例的一种大电流发生器的分接头绕组配置方法的流程图；
图2为本发明一个可选实施例的安装分接头后的绕组示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种大电流发生器的分接头绕组配置方法及大电流发生器，用于解决现有大电流发生器适应性与灵活性差的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种大电流发生器的分接头绕组配置方法的流程图。
本发明提供的一种大电流发生器的分接头绕组配置方法，包括：
S1确定大电流发生器中三相变压器二次侧的绕组总匝数。
在一种能够实现的方式中，所述确定大电流发生器中三相变压器二次侧的绕组总匝数，包括：
确定所述三相变压器的铁芯的最小磁通密度和截面积；
根据所述最小磁通密度和截面积确定所述三相变压器的二次侧匝电动势；
根据所述二次侧匝电动势、所述三相变压器的电源电压和额定变比，计算所述绕组总匝数。
其中，对于小型变压器，铁芯的截面通常为矩形或方形，而对于大型变压器，铁芯截面通常为阶梯形，以充分利用空间。在选择铁芯材料时，可根据三相变压器可供绕线的空间来确定铁芯材料的结构和尺寸。
进一步地，对三相变压器进行绕组配置时，可根据铁芯的结构尺寸，选择一、二次侧绕组同心同轴内外双层绕制或同轴上下单层绕制的方式。
在一种能够实现的方式中，按照下式计算所述二次侧匝电动势：
et＝4.44fBA
式中，f为三相变压器的工作频率，B为铁芯的最小磁通密度，A为铁芯的截面积。
在一种能够实现的方式中，按照下式计算所述绕组总匝数：
式中，N表示绕组总匝数，U表示电源电压，k表示额定变比，et表示二次侧匝电动势。
本发明实施例，通过上述方式确定绕组总匝数，方法简单便捷。
在一种能够实现的方式中，所述方法还包括：
若所述N不为整数，则重新确定所述三相变压器二次侧的绕组总匝数为int(N)+1，int(N)表示对N进行取整。
考虑到所计算的绕组总匝数不为整数的情况，本发明实施例取大于N的整数作为绕组总匝数的值。
在一种能够实现的方式中，所述方法还包括：
若所述N不为整数，按照重新确定的绕组总匝数对应更换所述三相变压器的铁芯，以改变最小磁通密度和/或截面积的值。
S2根据输出电流的输出级数量阈值确定所述三相变压器二次侧的独立绕组数量，每个独立绕组的绕组匝数等于所述绕组总匝数除以所述输出级数量阈值。
所述的输出级数量阈值可以根据实际需要进行设定。该输出级即为俗称的“档位”。当施加在额定负载上的电流需要有多个输出级，且各相邻输出级间满足等差增长的关系时，变压器输出电压也对应满足等差、多输出级的关系。
其中，所述三相变压器二次侧的独立绕组数量大于或者等于输出电流的输出级数量阈值。作为优选，三相变压器二次侧的独立绕组数量等于输出电流的输出级数量阈值。
例如，若需要大电流发生器的电流有M个输出时，则设置输出级数量阈值为M，相应地，确定所述三相变压器二次侧的独立绕组数量为M。
S3在各个所述独立绕组的两侧安装分接头。
如图2所示，设置了6个独立绕组，每个独立绕组连接2个分接头，分别为“分接头1-1”、“分接头1-2”、“分接头2-1”、“分接头2-2”、“分接头3-1”、“分接头3-2”、“分接头4-1”、“分接头4-2”、“分接头5-1”、“分接头5-2”、“分接头6-1”、“分接头6-2”。
S4根据所需输出电流调节各所述分接头的连接方式。
由于设置了多个独立绕组，根据分接头连接方式的不同，可以实现多个不同的电流输出，即多个输出级。
在一种能够实现的方式中，所述根据所需输出电流调节各所述分接头的连接方式，包括：
根据所需输出电流确定输出电流的输出级；
根据确定的输出级连接对应的分接头。
其中，所需输出电流为最大值时，即要调节输出级为最大，此时，需要连接各所述分接头以使得所有所述独立绕组串联。所需输出电流为最小值时，即要调节输出级为最小，此时连接各所述分接头以使得所有所述独立绕组并联。
对同一负载，还可以通过调节各所述分接头的连接方式实现其他输出级的输出电流。
例如，当独立绕组数量为6个时，通过调节各所述分接头的连接方式，将6个独立绕组串联，可获得第一输出级的电流，为最大输出电流；将5个绕组串联，1个绕组弃用，可获得第二输出级的电流，其值为第一输出级的5/6；将4个绕组串联，2个绕组弃用，可获得第三输出级的电流，其值为第一输出级的2/3；将3个绕组串联成2组，再进行组间并联，可获得第四输出级的电流，其值为第一输出级的1/2；将2个绕组串联成3组，再进行组间并联，可获得第五输出级的电流，其值为第一输出级的1/3；将6个绕组全部并联，可获得第六输出级的电流，其值为第一输出级的1/6。
在一种能够实现的方式中，在根据所需输出电流调节各所述分接头的连接方式之后，所述方法还包括：
将所述三相变压器的输出端接入三相整流电路，经整流后输出至负载。
本发明还提供了一种大电流发生器，所述大电流发生器包括三相变压器，所述三相变压器的二次侧绕组采用如上任意一项实施例所述的大电流发生器的分接头绕组配置方法配置分接头。
本发明上述实施例，实现了多绕组分流，可以减小绕组的设计线径以减轻绕组重量，分接头的配置使得能够通过调整分接头的连接方式来调节大电流发生器的输出电流，解决了现有大电流发生器适应性与灵活性差的技术问题，有利于减少变压器损耗，延长寿命，提高使用效率与经济性，从而使其更好地应用于电力系统各个领域，保证整个电力系统的安全稳定运行，减少电力系统发生灾害停运造成的经济损失和社会影响。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
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