一、“三相變單相”、“三相變二相”云云

俄國(guó)人說(shuō),1888年俄羅斯的多勃羅沃里斯基發(fā)明了三相系統(tǒng),第二年又發(fā)明了三相變壓器、三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī); 俄國(guó)人又說(shuō),1891年,世界上第一條 15KV、200KW、長(zhǎng)達(dá)175KM 的輸電線路在俄羅斯建成并投入運(yùn)行.從此開始,工業(yè)電氣化技術(shù)的發(fā)展步入了快車道.

在三相電力系統(tǒng)的背景下,中小功率的單相電力設(shè)備不斷出現(xiàn).這對(duì)當(dāng)時(shí)尚捉襟見肘三相電網(wǎng)的負(fù)面影響也暴露出來(lái)了.于是,不知是不是俄國(guó)人又提出了“三相變單相”(以下簡(jiǎn)稱“三變單”)問(wèn)題.

“三相變二相”(以下簡(jiǎn)稱“三變二”)問(wèn)題肯定不是俄國(guó)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(cè)“The Transformers Book”中就能找到,后來(lái)在法國(guó)、日本早期的電氣化鐵道中得到了成功的應(yīng)用;除Scott方案外,還陸續(xù)出現(xiàn)了Lee-Blank、Wood-Bridge等方案;八十年代初同濟(jì)大學(xué)把“三變二”問(wèn)題概括為“平衡變壓器”,對(duì)各種方案進(jìn)行了深入、系統(tǒng)地理論分析,并推出了BLT1、BLT2等新方案.

與“三變二”問(wèn)題相比,“三變單”問(wèn)題不那么幸運(yùn),因而成了一個(gè)很古老的問(wèn)題.

它的命題應(yīng)該是:

對(duì)稱三相電網(wǎng)通過(guò)一電氣網(wǎng)絡(luò)(三變單系統(tǒng)),或通過(guò)變壓器(三變單變壓器)對(duì)單相負(fù)荷供電,使之滿足:

a. 電網(wǎng)的三相電流對(duì)稱;

b. 一次性投入及綜合技術(shù)性能優(yōu)于“三相電動(dòng)機(jī)-單相發(fā)電機(jī)組”.

大功率(達(dá)上萬(wàn)KVA)單相工頻感應(yīng)爐的供電方案是“三變單系統(tǒng)”的成功案例.但“三變單變壓器”確是近一個(gè)世紀(jì)來(lái)始終懸而未決的問(wèn)題.應(yīng)強(qiáng)調(diào)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(chǔ)能元件,沒有任何電力電子功能模塊.否則就是“三變單系統(tǒng)”.

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

遺憾的是,沒有.這個(gè)“沒有”是指國(guó)內(nèi)外相關(guān)專業(yè)雜志上未見刊登過(guò). 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(duì)此,下面的話我就不說(shuō)了.

為 統(tǒng)一認(rèn)識(shí),這兒有必要插一下“平衡”與“對(duì)稱”兩個(gè)術(shù)語(yǔ). “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(yǔ).例如平衡變壓器輸出兩端口的功率為使三相“對(duì)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(shì)平衡等.

三相系統(tǒng)的“對(duì)稱”是指電壓、電流、阻抗層面的術(shù)語(yǔ).

若三相電網(wǎng)對(duì)稱,符合以下特征,三相線電流才算“對(duì)稱”:

1) 三相線電流的輻值或有效值相等;

2) 三個(gè)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(duì)稱電網(wǎng)的電壓(勢(shì)),除上述1、2外,還應(yīng)符合“順相序”要求.