本发明提出的一种高压谐波变压器，包括壳体和底架，壳体固定安装在底架上，壳体内设有工频升压单元和谐波升压单元，壳体顶部设有输出组件，所述输出组件、工频升压单元和谐波升压单元依次串联；所述工频升压单元，用于接收预设工频电源发送的工频电压信号，并进行升压；所述谐波升压单元，用于接收预设谐波电源发送的谐波电压信号，并进行升压；所述输出组件，用于串联升压后的工频电压信号和谐波电压信号，并将其作为输出电压进行输出。本发明能够对谐波叠加基波的电源进行升压，且满足高电压、大容量的电气设备多次谐波工况下的研究试验需求的。
1.一种高压谐波变压器，其特征在于，包括壳体(7)和底架(8)，壳体(7)固定安装在底架(8)上，壳体(7)内设有工频升压单元(6)和谐波升压单元(9)，壳体(7)顶部设有输出组件，所述输出组件、工频升压单元(6)和谐波升压单元(9)依次串联；
所述工频升压单元(6)，用于接收预设工频电源发送的工频电压信号，并进行升压；
所述谐波升压单元(9)，用于接收预设谐波电源发送的谐波电压信号，并进行升压；
所述输出组件，用于串联升压后的工频电压信号和谐波电压信号，并将其作为输出电压进行输出；
所述工频升压单元(6)包括：高压屏蔽罩(601)、铁芯夹件(602)、工频升压线圈(603)、铁芯(604)和低压屏蔽罩(605)，所述铁芯(604)呈矩形框结构，铁芯(604)固定安装在铁芯夹件(602)内，铁芯(604)的一条边框上套装有第一绝缘筒，低压屏蔽罩(605)相对设置在第一绝缘筒的两端，工频升压线圈(603)套装在第一绝缘筒(606)上，高压屏蔽罩(601)套装在工频升压线圈(603)上；所述第一绝缘筒(606)、低压屏蔽罩(605)分别固定安装在铁芯夹件(602)的内壁上；
所述谐波升压单元(9)包括：环形铁芯(901)、谐波升压线圈(902)、第二绝缘筒(903)和绝缘挡圈(904)，所述绝缘挡圈(904)对称设置在第二绝缘筒(903)两端，环形铁芯(901)套装在第二绝缘筒(903)上，谐波升压线圈(902)套装在环形铁芯(901)上；
所述输出组件包括：均压环(1)、上法兰(2)、玻璃纤维套管(3)和导电杆(4)，玻璃纤维套管(3)设在壳体(7)顶部，玻璃纤维套管(3)的底端与壳体(7)的顶部连通，上法兰(2)固定安装在玻璃纤维套管(3)顶端，均压环(1)固定安装在上法兰(2)上，导电杆(4)设在玻璃纤维套管(3)内，导电杆(4)的第一端与上法兰(2)连接，导电杆(4)的第二端与工频升压线圈(603)连接；
所述工频升压线圈(603)包括工频低压线圈和工频高压线圈，工频低压线圈与预设工频电源电连接，工频高压线圈的高压端与导电杆(4)电连接，工频高压线圈的低压端与谐波升压线圈(902)电连接；
所述谐波升压线圈(902)包括谐波低压线圈和谐波高压线圈，谐波低压线圈与预设谐波电源电连接，谐波高压线圈的高压端与工频高压线圈的低压端电连接，谐波高压线圈的低压端接地；
所述谐波升压单元(9)为多个，多个谐波升压单元(9)多级串联后与工频升压单元(6)串联。
2.根据权利要求1所述的高压谐波变压器，其特征在于，所述铁芯(604)包括两个C型铁芯，两个C型铁芯通过端部连接组成矩形框结构。
3.根据权利要求1所述的高压谐波变压器，其特征在于，所述壳体(7)的左侧壁上设有左法兰(5)，壳体(7)的右侧壁上设有右法兰(10)，谐波升压单元(9)固定安装在右法兰(10)上。
4.根据权利要求1所述的高压谐波变压器，其特征在于，所述壳体(7)采用铠装式屏蔽壳体。
一种高压谐波变压器
技术领域
[0001] 本发明涉及一种变压器，更具体的说是涉及一种高压谐波变压器。
背景技术
[0002] 变压器(Transformer)是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)。主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。
[0003] 变压器是输配电的基础设备，广泛应用于工业、农业、交通、城市社区等领域。但是，目前的变压器只能对纯谐波电源进行升压，不能叠加基波；无法满足高电压、大容量的电气设备多次谐波工况下的研究试验需求。
发明内容
[0004] 针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高压谐波变压器，能够对谐波叠加基波的电源进行升压，且满足高电压、大容量的电气设备多次谐波工况下的研究试验需求。
[0005] 本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
[0006] 一种高压谐波变压器，包括壳体和底架，壳体固定安装在底架上，壳体内设有工频升压单元和谐波升压单元，壳体顶部设有输出组件，所述输出组件、工频升压单元和谐波升压单元依次串联；所述工频升压单元，用于接收预设工频电源发送的工频电压信号，并进行升压；所述谐波升压单元，用于接收预设谐波电源发送的谐波电压信号，并进行升压；所述输出组件，用于串联升压后的工频电压信号和谐波电压信号，并将其作为输出电压进行输出。高压谐波变压器采用谐波升压单元串联工频升压单元的工作原理，进而实现谐波电源叠加工频电源可进行升压的目的。工频电源将产生工频电压信号传输给工频升压单元，谐波电源将产生谐波电压信号传输给谐波升压单元，经过高压谐波变压器串联升压后，输出的电压方式具备单次谐波、基波叠加单次谐波及基波叠加各次谐波的功能。
[0007] 进一步，工频升压单元包括：高压屏蔽罩、铁芯夹件、工频升压线圈、铁芯和低压屏蔽罩，所述铁芯呈矩形框结构，铁芯固定安装在铁芯夹件内，铁芯的一条边框上套装有第一绝缘筒，低压屏蔽罩相对设置在第一绝缘筒的两端，工频升压线圈套装在第一绝缘筒上，高压屏蔽罩套装在工频升压线圈上；所述第一绝缘筒、低压屏蔽罩分别固定安装在铁芯夹件的内壁上。
[0008] 进一步，谐波升压单元包括：环形铁芯、谐波升压线圈、第二绝缘筒和绝缘挡圈，所述绝缘挡圈对称设置在第二绝缘筒两端，环形铁芯套装在第二绝缘筒上，谐波升压线圈套装在环形铁芯上。
[0009] 进一步，输出组件包括：均压环、上法兰、玻璃纤维套管和导电杆，玻璃纤维套管设在壳体顶部，玻璃纤维套管的底端与壳体的顶部连通，上法兰固定安装在玻璃纤维套管顶端，均压环固定安装在上法兰上，导电杆设在玻璃纤维套管内，导电杆的第一端与上法兰连接，导电杆的第二端与工频升压线圈连接。
[0010] 进一步，铁芯包括两个C型铁芯，所述两个C型铁芯通过端部连接组成矩形框结构。
[0011] 进一步，工频升压线圈包括工频低压线圈和工频高压线圈，工频低压线圈与预设工频电源电连接，工频高压线圈的高压端A与导电杆电连接，工频高压线圈的低压端与谐波升压线圈电连接。
[0012] 进一步，谐波升压线圈包括谐波低压线圈和谐波高压线圈，谐波低压线圈与预设谐波电源电连接，谐波高压线圈的高压端与工频高压线圈的低压端电连接，谐波高压线圈的低压端接地。
[0013] 进一步，壳体的左侧壁上设有左法兰，壳体的右侧壁上设有右法兰，谐波升压单元固定安装在右法兰上。
[0014] 进一步，壳体采用铠装式屏蔽壳体。
[0015] 进一步，谐波升压单元为多个，多个谐波升压单元多级串联后与工频升压单元串联。
[0016] 对比现有技术，本发明有益效果在于：本发明提供了一种高压谐波变压器，解决了当前的变压器只能对纯谐波电源进行升压，不能叠加基波；或是能叠加不大于10kV的基波，不能满足高电压、大容量的电气设备多次谐波工况下的研究试验需求的问题。本发明对谐波电源叠加工频电源串联升压后，输出的电压方式具备单次谐波、基波叠加单次谐波及基波叠加各次谐波的能力。并且具备产品性能稳定、复杂环境下抗干扰能力强、体积小、重量轻的优点。
[0017] 由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
[0018] 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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0019] 附图1是本发明的结构示意图；
[0020] 附图2是本发明的工频升压单元的结构示意图；
[0021] 附图3是本发明的谐波升压单元的左视图；
[0022] 附图4是附图3A‑A方向的剖视图；
[0023] 附图5是本发明的电路原理图。
[0024] 图中，1‑均压环；2‑上法兰；3‑玻璃纤维套管；4‑导电杆；5‑左法兰；6工频升压单元；7‑壳体；8‑底架；9‑谐波升压单元；10‑右法兰；601‑高压屏蔽罩；602‑铁芯夹件；603‑工频升压线圈；604‑铁芯；605‑低压屏蔽罩；606‑第一绝缘筒；901‑环形铁芯；902‑谐波升压线圈；903‑第二绝缘筒；904‑绝缘挡圈。
具体实施方式
[0025] 下面结合附图对本发明的具体实施方式做出说明。
[0026] 如图1所示的一种高压谐波变压器，包括壳体7和底架8，壳体7固定安装在底架8上，壳体7采用铠装式屏蔽壳体，壳体7内设有工频升压单元6和谐波升压单元9，壳体7顶部设有输出组件，所述输出组件、工频升压单元6和谐波升压单元9依次串联；壳体7的左侧壁上设有左法兰5，壳体7的右侧壁上设有右法兰10，谐波升压单元9固定安装在右法兰10上。
[0027] 所述工频升压单元6，用于接收预设工频电源发送的工频电压信号，并进行升压；所述谐波升压单元9，用于接收预设谐波电源发送的谐波电压信号，并进行升压；所述输出组件，用于串联升压后的工频电压信号和谐波电压信号，并将其作为输出电压进行输出。
[0028] 其中，输出组件包括：均压环1、上法兰2、玻璃纤维套管3和导电杆4，玻璃纤维套管3设在壳体7顶部，玻璃纤维套管3的底端与壳体7的顶部连通，上法兰2固定安装在玻璃纤维套管3顶端，均压环1固定安装在上法兰2上，导电杆4设在玻璃纤维套管3内，导电杆4的第一端与上法兰2连接，导电杆4的第二端与工频升压单元6。
[0029] 如图2所示，工频升压单元6包括：高压屏蔽罩601、铁芯夹件602、工频升压线圈603、铁芯604和低压屏蔽罩605，铁芯604包括两个C型铁芯，两个C型铁芯通过端部连接组成矩形框结构。铁芯604固定安装在铁芯夹件602内，铁芯604的一条边框上套装有第一绝缘筒
606，低压屏蔽罩605相对设置在第一绝缘筒606的两端，工频升压线圈603套装在第一绝缘筒606上，高压屏蔽罩601套装在工频升压线圈603上；所述第一绝缘筒606、低压屏蔽罩605分别固定安装在铁芯夹件602的内壁上。
[0030] 如图3、图4所示，谐波升压单元9包括：环形铁芯901、谐波升压线圈902、第二绝缘筒903和绝缘挡圈904，所述绝缘挡圈904对称设置在第二绝缘筒903两端，环形铁芯901套装在第二绝缘筒903上，谐波升压线圈902套装在环形铁芯901上。
[0031] 如图5所示，频升压线圈603包括工频低压线圈和工频高压线圈，工频低压线圈与预设工频电源电连接，工频高压线圈的高压端A与导电杆4电连接，工频高压线圈的低压端N与谐波升压线圈902电连接。谐波升压线圈902包括谐波低压线圈和谐波高压线圈，谐波低压线圈与预设谐波电源电连接，谐波高压线圈的高压端A1与工频高压线圈的低压端N电连接，谐波高压线圈的低压端N1接地。
[0032] 另外，谐波升压单元9可为多个，多个谐波升压单元9多级串联后与工频升压单元6串联。
[0033] 本实施例提供了一种高压谐波变压器，采用谐波升压单元串联工频升压单元的工作原理，进而实现谐波电源叠加工频电源可进行升压的目的。工频电源将产生工频电压信号传输给工频升压单元，谐波电源将产生谐波电压信号传输给谐波升压单元，经过高压谐波变压器串联升压后，输出的电压方式具备单次谐波、基波叠加单次谐波及基波叠加各次谐波的功能。
[0034] 由于采用铠装式屏蔽壳体，且谐波升压单元可根据使用需求多级串联后再串联工频升压单元，谐波升压单元的铁芯采用高导磁环形铁芯，工频升压单元铁芯采用励磁性能优良的C形铁芯，且内充SF6气体绝缘的结构。使得高压谐波变压器电气性能，可做到基波电压频率范围：45‑65Hz，谐波电压频率范围：100‑5000Hz(2‑100次谐波)，叠加基波电压等级：10kV‑550kV，叠加基波电流：0.4A‑4A,输出谐波电压含量占基波电压的范围：0.2％～5％。
[0035] 结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
