一、“三相變單相”、“三相變二相”云云

俄國人說,1888年俄羅斯的多勃羅沃里斯基發明了三相系統,第二年又發明了三相變壓器、三相感應電動機; 俄國人又說,1891年,世界上第一條 15KV、200KW、長達175KM 的輸電線路在俄羅斯建成并投入運行.從此開始,工業電氣化技術的發展步入了快車道.

在三相電力系統的背景下,中小功率的單相電力設備不斷出現.這對當時尚捉襟見肘三相電網的負面影響也暴露出來了.于是,不知是不是俄國人又提出了“三相變單相”(以下簡稱“三變單”)問題.

“三相變二相”(以下簡稱“三變二”)問題肯定不是俄國人提出的.其解決方案之一“Scott變壓器組”在1940年版的變壓器手冊“The Transformers Book”中就能找到,后來在法國、日本早期的電氣化鐵道中得到了成功的應用;除Scott方案外,還陸續出現了Lee-Blank、Wood-Bridge等方案;八十年代初同濟大學把“三變二”問題概括為“平衡變壓器”,對各種方案進行了深入、系統地理論分析,并推出了BLT1、BLT2等新方案.

與“三變二”問題相比,“三變單”問題不那么幸運,因而成了一個很古老的問題.

它的命題應該是:

對稱三相電網通過一電氣網絡(三變單系統),或通過變壓器(三變單變壓器)對單相負荷供電,使之滿足:

a. 電網的三相電流對稱;

b. 一次性投入及綜合技術性能優于“三相電動機-單相發電機組”.

大功率(達上萬KVA)單相工頻感應爐的供電方案是“三變單系統”的成功案例.但“三變單變壓器”確是近一個世紀來始終懸而未決的問題.應強調的是,這兒的“三變單變壓器”的界定是“純變壓器”,即沒有任何儲能元件,沒有任何電力電子功能模塊.否則就是“三變單系統”.

雖然隨著電力電子技術的飛速發展,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,仍然有相當的市場,仍然能成為轟動國內外變壓器制造業的大事!

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

為 統一認識,這兒有必要插一下“平衡”與“對稱”兩個術語. “平衡”一詞除了數學意義上的“方程式平衡”以外,在電工領域是能量、功率層面的術語.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的磁勢平衡等.

三相系統的“對稱”是指電壓、電流、阻抗層面的術語.

若三相電網對稱,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) 與產生它的三相線電壓必需同相序.

至于構成對稱電網的電壓(勢),除上述1、2外,還應符合“順相序”要求.