CN101964247A - At供电用两低压绕组层共箱并牵引变压器 - Google Patents

Abstract

AT供电用两低压绕组层共箱并牵引变压器，涉及一种牵引变压器。常用的AT供电用牵引变压器由T变和M变两台单相牵引变压器组成，两变压器须单独设计，结构复杂，制造难度大，且难满足设计要求。本发明其特征在于：铁芯柱组包括四铁芯柱，铁芯柱自内而外套接三绕组层，其中第一、第二绕组层均包括供电侧绕组及馈电侧绕组，供电侧绕组外层为馈电侧绕组，馈电侧绕组外层为供电侧绕组；同一铁芯柱上的供电侧绕组串联，馈电侧绕组串联，第一和第二铁柱上的及第三和第四铁芯柱上的供电侧绕组并联、馈电侧绕组并联。本发明将两T变和M变单相牵引变压器统一设计成一牵引变压器，结构简单，满足设计要求、降低设计、生产成本。

Description

AT供电用两低压绕组层共箱并牵引变压器

技术领域

本发明涉及一种牵引变压器。 

背景技术

目前，我国常用的AT供电方式的牵引变压器有斯科特接线牵引变压器和VX接线牵引变压器，斯科特变压器由T变和M变两台单相牵引变压器组成，T变和M变需要单独设计，整个变压器结构复杂，制造难度较大，二次侧出口电压为55kV，变电所需设出口自耦变压器55/27.5kV，成本较高；不能满足AT供电方式VX接线牵引变压器Z₂₁＝Z₃₁，(3Z₂₁+Z₃₁-Z_23-1)/4＜0.3Ω的设计要求。其中Z₂₁为一次侧绕组短路后从供电侧绕组看到的阻抗，Z₃₁为一次侧绕组短路后从馈电侧绕组看到的阻抗，Z_23-1为一次侧绕组短路后从供电侧、馈电侧绕组串联回路两端看到的阻抗。 

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种AT供电用两低压绕组层共箱并牵引变压器，以达到满足设计要求且结构简单、成本低的目的。为此，本发明采取以下技术方案。 

AT供电用两低压绕组层共箱并牵引变压器，包括铁芯柱组及同心套接于铁芯柱的绕组，其特征在于：所述的铁芯柱组包括第一铁芯柱、第二铁芯柱、第三铁芯柱及第四铁芯柱，上述铁芯柱自内而外套接三同心绕组层，分别为第一绕组层、第二绕组层和第三绕组层，其中第一绕组层及第二绕组层分为两部分，第三层绕组层为一次侧绕组；第一绕组层包括供电侧绕组的第一等分绕组及馈电侧绕组的第二等分绕组，第二绕组层包括供电侧绕组的第二等分绕组及馈电侧绕组的第一等分绕组，供电侧绕组的第一等分绕组外层为馈电侧绕组的第一等分绕组，馈电侧绕组的第二等分绕组外层为供电侧的第二等分绕组；同一铁芯柱上的供电侧绕组的第一等分绕组与第二等分绕组串联，同一铁芯柱上的馈电侧绕组的第一等分绕组与第二等分绕组串联；经串联的第一、第二铁芯柱上的供电侧绕组并联形成变压器供电侧的第一输出端及接地端，经串联的第三、第四铁芯柱上的供电侧绕组并联形成变压器供电侧的第二输出端及接地端；经串联的第一、第二铁芯柱上的馈电侧绕组并联形成变压器馈电侧的第一输出端及接地端，经串联的第三、第四铁芯柱上的馈电侧绕组并联形成变压器馈电侧的第二输出端及接地端；第一、第二铁芯柱上的一次侧绕组并联形成A相输入端及B相输入端，第三、第四铁芯柱上的一次侧绕组并联形成B相输入端及C相输入端。供电侧绕 组的接地端与馈电侧绕组的接地端(输出端)位置相错，分别位于绕组的上下端，便于两低压绕组层间的绝缘，A、B、C相输入端与输入变压器的三相电连接。两T变和M变单相牵引变压器统一设计成一牵引变压器，设计方便，结构简单，降低设计、生产成本；变压器供电侧、馈电侧绕组采用两绕组交叉串联，两柱并联的方式，通过交叉绕组以使漏磁相互抵消，实现了0.3Ω低阻抗要求及供电侧绕组和馈电侧绕组阻抗的对称性，完全满足Z₂₁＝Z₃₁，并(3Z₂₁+Z₃₁-Z_23-1)/4＜0.3Ω。可以省去出口自耦变55kV/27.5kV，适用于110kV、220kV电压等级AT供电方式VX接线的高速、重载铁路使用。 

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。 

所述的第一、第二绕组层均分为上下两部分，其中第一绕组层上半部分为供电侧绕组的第一等分绕组，下半部分为馈电侧绕组的第二等分绕组；第二绕组层上半部分为馈电侧绕组的第一等分绕组，下半部分为供电侧绕组的第二等分绕组。 

同一铁芯柱上的供电侧绕组的第一等分绕组的末端与第二等分绕组首端连接，馈电侧绕组的第一等分绕组的末端与第二等分绕组首端连接；第一铁芯柱上的供电侧绕组的第一等分绕组的首端与第二铁芯柱上的供电侧绕组的第一等分绕组的首端连接，该连接端为供电侧第一输出端；第一铁芯柱上的馈电侧绕组的第一等分绕组的首端与第二铁芯柱上的馈电侧绕组的第一等分绕组的首端连接，该连接端为馈电侧接地端N；第一铁芯柱上的供电侧绕组的第二等分绕组的末端与第二铁芯柱上的供电侧绕组的第二等分绕组的末端连接，该连接端为供电侧接地端N；第一铁芯柱上的馈电侧绕组的第二等分绕组的末端与第二铁芯柱上的馈电侧绕组的第二等分绕组的末端连接，该连接端为馈电侧第一输出端；第一铁芯柱上的一次侧绕组首端与第二铁芯柱上的一次侧绕组首端连接，该连接端为A相输入端，两一次侧绕组末端连接，该连接端为B相输入端；第三铁芯柱上的供电侧绕组的第一等分绕组的首端与第四铁芯柱上的供电侧绕组的第一等分绕组的首端连接，该连接端为供电侧第二输出端；第三铁芯柱上的馈电侧绕组的第一等分绕组的首端与第四铁芯柱上的馈电侧绕组的第一等分绕组的首端连接，该连接端为馈电侧接地端N；第三铁芯柱上的供电侧绕组的第二等分绕组的末端与第四铁芯柱上的供电侧绕组的第二等分绕组的末端连接，该连接端为供电侧接地端N；第三铁芯柱上的馈电侧绕组的第二等分绕组的末端与第四铁芯柱上的馈电侧绕组的第二等分绕组的末端连接，该连接端为馈电侧第二输出端；第三铁芯柱上的一次侧绕组首端与第四铁芯柱上的一次侧绕组首端连接，该连接端为C相输入端，两一次侧绕组末端连接，该连接端为B相输入端。 

所述的第一、第二绕组层均分为上下两部分，其中第一绕组层上半部分为馈电侧绕 组的第二等分绕组，下半部分为供电侧绕组的第一等分绕组；第二绕组层上半部分为供电侧绕组的第二等分绕组，下半部分为馈电侧绕组的第一等分绕组。 

所述的第一、第二铁芯柱和第三、第四铁芯柱分设于两单相牵引变压器箱体中，两单相牵引变压器箱体共油箱。两内含两铁芯柱的变压器箱体共油箱，在内部直接连成VX接线，一个变电所中采用一台这样的变压器就可以了，节约了成本，减少了占地面积。 

有益效果：本发明的积极效果：(1)两T变和M变单相牵引变压器统一设计成一牵引变压器，设计方便，结构简单，降低设计、生产成本。(2)变压器供电侧、馈电侧绕组采用两绕组交叉串联，两柱并联的方式，通过交叉绕组以使漏磁相互抵消，实现了0.3Ω低阻抗要求及供电侧绕组和馈电侧绕组阻抗的对称性，完全满足Z₂₁＝Z₃₁，并(3Z₂₁+Z₃₁-Z_23-1)/4＜0.3Ω。(3)可以省去出口自耦变55kV/27.5kV，适用于110kV、220kV电压等级AT供电方式VX接线的高速、重载铁路使用。(4)两内含两铁芯柱的变压器箱体共油箱，在内部直接连成VX接线，一个变电所中采用一台这样的变压器就可以了，节约了成本，减少了占地面积。 

附图说明

图1是本发明结构示意图。 

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。 

本发明包括铁芯柱组及同心套接于铁芯柱的绕组，铁芯柱组包括第一铁芯柱1、第二铁芯柱2、第三铁芯柱3及第四铁芯柱4，上述铁芯柱自内而外套接三同心绕组层，分别为第一绕组层、第二绕组层和第三绕组层，其中第一绕组层及第二绕组层分为上下两部分，第三层绕组层为一次侧绕组H_a(H_x、H_c、H_z)(其中H_a为第一铁芯柱1上的一次侧绕组，H_x为第二铁芯柱2上的一次侧绕组，H_c为第三铁芯柱3上的一次侧绕组，H_z为第四铁芯柱4上的一次侧绕组)；第一绕组层包括供电侧绕组的第一等分绕组T_a1(T_x1、T_c1、T_z1)(其中T_a1为第一铁芯柱1上的供电侧绕组的第一等分绕组，T_x1为第二铁芯柱2上的供电侧绕组的第一等分绕组，T_c1为第三铁芯柱3上的供电侧绕组的第一等分绕组，T_z1为第四铁芯柱4上的供电侧绕组的第一等分绕组)及馈电侧绕组的第二等分绕组F_a2(F_x2、F_c2、F_z2)(其中F_a2为第一铁芯柱1上的馈电侧绕组的第二等分绕组，F_x2为第二铁芯柱2上的馈电侧绕组的第二等分绕组，F_c2为第三铁芯柱3上的馈电侧绕组的第二等分绕组，F_z2为第四铁芯柱4上的馈电侧绕组的第二等分绕组)第二绕组层包括供电侧绕组的第二等分绕组T_a2(T_x2、T_c2、T_z2)(其中T_a2为第一铁芯柱1上的供电侧绕组的第二等分绕组，T_x2为第二铁 芯柱2上的供电侧绕组的第二等分绕组，T_c2为第三铁芯柱3上的供电侧绕组的第二等分绕组，T_z2为第四铁芯柱4上的供电侧绕组的第二等分绕组)及馈电侧绕组的第一等分绕组F_a1(F_x1、F_c1、F_z1)(其中F_a1为第一铁芯柱1上的馈电侧绕组的第一等分绕组，F_x1为第二铁芯柱2上的馈电侧绕组的第一等分绕组，F_c1为第三铁芯柱3上的馈电侧绕组的第一等分绕组，F_z1为第四铁芯柱4上的馈电侧绕组的第一等分绕组)，供电侧绕组的第一等分绕组T_a1(T_x1、T_c1、T_z1)外层为馈电侧绕组的第一等分绕组F_a1(F_x1、F_c1、F_z1)，馈电侧绕组的第二等分绕组F_a2(F_x2、F_c2、F_z2)外层为供电侧绕组的第二等分绕组T_a2(T_x2、T_c2、T_z2)，在图1中，第一绕组层上半部分为供电侧绕组的第一等分绕组T_a1(T_x1、T_c1、T_z1)，下半部分为馈电侧绕组的第二等分绕组F_a2(F_x2、F_c2、F_z2)；第二绕组层上半部分为馈电侧绕组的第一等分绕组F_a1(F_x1、F_c1、F_z1)，下半部分为供电侧绕组的第二等分绕组T_a2(T_x2、T_c2、T_z2)；当然第一、第二绕组层的上下两部分绕组也可同时换位。同一铁芯柱上的供电侧绕组的第一等分绕组T_a1(T_x1、T_c1、T_z1)与第二等分绕组T_a2(T_x2、T_c2、T_z2)串联，同一铁芯柱上的馈电侧绕组的第一等分绕组F_a1(F_x1、F_c1、F_z1)与第二等分绕组F_a2(F_x2、F_c2、F_z2)串联；经串联的第一、第二铁芯柱1、2上的供电侧绕组并联形成变压器供电侧的第一输出端T₁及接地端N，经串联的第三、第四铁芯柱3、4上的供电侧绕组并联形成变压器供电侧的第二输出端T₂及接地端N；经串联的第一、第二铁芯柱1、2上的馈电侧绕组并联形成变压器馈电侧的第一输出端F₁及接地端N，经串联的第三、第四铁芯柱3、4上的馈电侧绕组并联形成变压器馈电侧的第二输出端F₂及接地端N；第一、第二铁芯柱1、2上的一次侧绕组H_a、H_x并联形成第一输入端A及第二输入端B，第三、第四铁芯柱3、4上的一次侧绕组H_c、H_z并联形成B相输入端及C相输入端。 

所述的第一、第二铁芯柱1、2和第三、第四铁芯柱3、4分设于两单相牵引变压器箱体中，两单相牵引变压器箱体共油箱。 

以下根据图1详细描述变压器的接线。 

第一铁芯柱1上的供电侧绕组的第一等分绕组T_a1的末端与第二等分绕组T_a2首端连接，馈电侧绕组的第一等分绕组F_a1的末端与第二等分绕组F_a2首端连接；第二铁芯柱2上的供电侧绕组的第一等分绕组T_x1的末端与第二等分绕组T_x2首端连接，馈电侧绕组的第一等分绕组F_x1的末端与第二等分绕组F_x2首端连接；第一铁芯柱1上的供电侧绕组的第一等分绕组T_a1的首端与第二铁芯柱2上的供电侧绕组的第一等分绕组T_x1的首端连接，该连接端为供电侧第一输出端T₁；第一铁芯柱1上的馈电侧绕组的第一等分绕组F_a1的首端与第二铁芯柱2上的馈电侧绕组的第一等分绕组F_x1的首端连接，该连接端为馈电侧接地端N；第 一铁芯柱1上的供电侧绕组的第二等分绕组T_a2的末端与第二铁芯柱2上的供电侧绕组的第二等分绕组T_x2的末端连接，该连接端为供电侧接地端N；第一铁芯柱1上的馈电侧绕组的第二等分绕组F_a2的末端与第二铁芯柱2上的馈电侧绕组的第二等分绕组F_x2的末端连接，该连接端为馈电侧第一输出端F₁；第一铁芯柱1上的一次侧绕组H_a首端与第二铁芯柱2上的一次侧绕组H_x首端连接，该连接端为A相输入端，两一次侧绕组末端连接，该连接端为B相输入端。上述连接实现第一铁芯柱1上的供电侧绕组的第一等分绕组T_a1、第二等分绕组T_a2串联，馈电侧绕组的第一等分绕组F_a1、第二等分绕组F_a2串联；第二铁芯柱2上的供电侧绕组的第一等分绕组T_x1、第二等分绕组T_x2串联，馈电侧绕组的第一等分绕组F_x1、第二等分绕组F_x2串联；第一、第二铁芯柱1、2上的供电侧绕组的并联，第一、第二铁芯柱1、2的馈电侧绕组的并联，第一、第二铁芯柱1、2的一次侧绕组H的并联。 

第三铁芯柱3上的供电侧绕组的第一等分绕组T_c1的末端与第二等分绕组T_c2首端连接，馈电侧绕组的第一等分绕组F_c1的末端与第二等分绕组F_c2首端连接；第四铁芯柱4上的供电侧绕组的第一等分绕组T_z1的末端与第二等分绕组T_z2首端连接，馈电侧绕组的第一等分绕组F_z1的末端与第二等分绕组F_z2首端连接；第三铁芯柱3上的供电侧绕组的第一等分绕组T_c1的首端与第四铁芯柱4上的供电侧绕组的第一等分绕组T_z1的首端连接，该连接端为供电侧第二输出端T₂；第三铁芯柱3上的馈电侧绕组的第一等分绕组F_c1的首端与第四铁芯柱4上的馈电侧绕组的第一等分绕组F_x1的首端连接，该连接端为馈电侧接地端N；第三铁芯柱3上的供电侧绕组的第二等分绕组T_c2的末端与第四铁芯柱4上的供电侧绕组的第二等分绕组T_x2的末端连接，该连接端为供电侧接地端N；第三铁芯柱3上的馈电侧绕组的第二等分绕组F_c2的末端与第四铁芯柱4上的馈电侧绕组的第二等分绕组F_z2的末端连接，该连接端为馈电侧第二输出端F₂；第三铁芯柱3上的一次侧绕组H_c首端与第四铁芯柱4上的一次侧绕组H_z首端连接，该连接端为C相输入端，两者末端连接，该连接端为B相输入端。上述连接实现第三铁芯柱3上的供电侧绕组的第一等分绕组T_c1、第二等分绕组T_c2串联，馈电侧绕组的第一等分绕组F_c1、第二等分绕组F_c2串联；第四铁芯柱4上的供电侧绕组的第一等分绕组T_z1、第二等分绕组T_z2串联，馈电侧绕组的第一等分绕组F_z1、第二等分绕组F_z2串联；第三、第四铁芯柱3、4的供电侧绕组的并联，第三、第四铁芯柱3、4的馈电侧绕组的并联，及第三、第四铁芯柱3、4的一次侧绕组H的并联。 

一次侧绕组A、B、C相输入端为变压器三相电压110kV或220kV的输入端；供电侧第一输出端T₁和第二输出端T₂为变压器供电侧27.5kV输出端；馈电侧第一输出端F₁与馈电侧第二输出端F₂为变压器馈电侧27.5kV的输出端。 

以上图1所示的AT供电用两低压绕组层共箱并牵引变压器是本发明的具体实施例，已经体现出本发明实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。 

Claims (5)

1.AT供电用两低压绕组层共箱并牵引变压器，包括铁芯柱组及同心套接于铁芯柱的绕组，其特征在于：所述的铁芯柱组包括第一铁芯柱(1)、第二铁芯柱(2)、第三铁芯柱(3)及第四铁芯柱(4)，上述铁芯柱自内而外套接三同心绕组层，分别为第一绕组层、第二绕组层和第三绕组层，其中第一绕组层及第二绕组层分为两部分，第三层绕组层为一次侧绕组(H_a、H_x、H_c、H_z)；第一绕组层包括供电侧绕组的第一等分绕组(T_a1、T_x1、T_c1、T_z1)及馈电侧绕组的第二等分绕组(F_a2、F_x2、F_c2、F_z2)，第二绕组层包括供电侧绕组的第二等分绕组(T_a2、T_x2、T_c2、T_z2)及馈电侧绕组的第一等分绕组(F_a1、F_x1、F_c1、F_z1)，供电侧绕组的第一等分绕组(T_a1、T_x1、T_c1、T_z1)外层为馈电侧绕组的第一等分绕组(F_a1、F_x1、F_c1、F_z1)，馈电侧绕组的第二等分绕组(F_a2、F_x2、F_c2、F_z2)外层为供电侧绕组的第二等分绕组(T_a2、T_x2、T_c2、T_z2)；同一铁芯柱上的供电侧绕组的第一等分绕组(T_a1、T_x1、T_c1、T_z1)与第二等分绕组(T_a2、T_x2、T_c2、T_z2)串联，同一铁芯柱上的馈电侧绕组的第一等分绕组(F_a1、F_x1、F_c1、F_z1)与第二等分绕组(F_a2、F_x2、F_c2、F_z2)串联；经串联的第一、第二铁芯柱(1、2)上的供电侧绕组并联形成变压器供电侧的第一输出端(T₁)及接地端(N)，经串联的第三、第四铁芯柱(3、4)上的供电侧绕组并联形成变压器供电侧的第二输出端(T₂)及接地端(N)；经串联的第一、第二铁芯柱(1、2)上的馈电侧绕组并联形成变压器馈电侧的第一输出端(F₁)及接地端(N)，经串联的第三、第四铁芯柱(3、4)上的馈电侧绕组并联形成变压器馈电侧的第二输出端(F₂)及接地端(N)；第一、第二铁芯柱(1、2)上的一次侧绕组(H_a、H_x)并联形成A相输入端及B相输入端，第三、第四铁芯柱(3、4)上的一次侧绕组(H_c、H_z)并联形成与B相输入端及C相输入端。

2.根据权利要求1所述的AT供电用两低压绕组层共箱并牵引变压器，其特征在于：所述的第一、第二绕组层均分为上下两部分，其中第一绕组层上半部分为供电侧绕组的第一等分绕组(T_a1、T_x1、T_c1、T_z1)，下半部分为馈电侧绕组的第二等分绕组(F_a2、F_x2、F_c2、F_z2)；第二绕组层上半部分为馈电侧绕组的第一等分绕组(F_a1、F_x1、F_c1、F_z1)，下半部分为供电侧绕组的第二等分绕组(T_a2、T_x2、T_c2、T_z2)。

3.根据权利要求2所述的AT供电用两低压绕组层共箱并牵引变压器，其特征在于：同一铁芯柱(1、2、3、4)上的供电侧绕组的第一等分绕组(T_a1、T_x1、T_c1、T_z1)的末端与第二等分绕组(T_a2、T_x2、T_c2、T_z2)首端连接，馈电侧绕组的第一等分绕组(F_a1、F_x1、F_c1、F_z1)的末端与第二等分绕组(F_a2、F_x2、F_c2、F_z2)首端连接；第一铁芯柱(1)上的供电侧绕组的第一等分绕组(T_a1)的首端与第二铁芯柱(2)上的供电侧绕组的第一等分绕组(T_x1)的首端连接，该连接端为供电侧第一输出端(T₁)；第一铁芯柱(1)上的馈电侧绕组的第一等分绕组(F_a1)的首端与第二铁芯柱(2)上的馈电侧绕组的第一等分绕组(F_x1)的首端连接，该连接端为馈电侧接地端N；第一铁芯柱(1)上的供电侧绕组的第二等分绕组(T_a2)的末端与第二铁芯柱(2)上的供电侧绕组的第二等分绕组(T_x2)的末端连接，该连接端为供电侧接地端N；第一铁芯柱(1)上的馈电侧绕组的第二等分绕组(F_a2)的末端与第二铁芯柱(2)上的馈电侧绕组的第二等分绕组(F_x2)的末端连接，该连接端为馈电侧第一输出端(F₁)；第一铁芯柱(1)上的一次侧绕组(H_a)首端与第二铁芯柱(2)上的一次侧绕组(H_x)首端连接，该连接端为A相输入端，两一次侧绕组末端连接，该连接端为B相输入端；第三铁芯柱(3)上的供电侧绕组的第一等分绕组(T_c1)的首端与第四铁芯柱(4)上的供电侧绕组的第一等分绕组(T_z1)的首端连接，该连接端为供电侧第二输出端(T₂)；第三铁芯柱(3)上的馈电侧绕组的第一等分绕组(F_c1)的首端与第四铁芯柱(4)上的馈电侧绕组的第一等分绕组(F_z1)的首端连接，该连接端为馈电侧接地端N；第三铁芯柱(3)上的供电侧绕组的第二等分绕组(T_c2)的末端与第四铁芯柱(4)上的供电侧绕组的第二等分绕组(T_z2)的末端连接，该连接端为供电侧接地端N；第三铁芯柱(3)上的馈电侧绕组的第二等分绕组(F_c2)的末端与第四铁芯柱(4)上的馈电侧绕组的第二等分绕组(F_z2)的末端连接，该连接端为馈电侧第二输出端(F₂)；第三铁芯柱(3)上的一次侧绕组(H_c)首端与第四铁芯柱(4)上的一次侧绕组(H_z)首端连接，该连接端为C相输入端，两一次侧绕组末端连接，该连接端为B相输入端。

4.根据权利要求1所述的AT供电用两低压绕组层共箱并牵引变压器，其特征在于：所述的第一、第二绕组层均分为上下两部分，其中第一绕组层上半部分为馈电侧绕组的第二等分绕组(F_a2、F_x2、F_c2、F_z2)，下半部分为供电侧绕组的第一等分绕组(T_a1、T_x1、T_c1、T_z1)；第二绕组层上半部分为供电侧绕组的第二等分绕组(T_a2、T_x2、T_c2、T_z2)，下半部分为馈电侧绕组的第一等分绕组(F_a1、F_x1、F_c1、F_z1)。

5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的AT供电用两低压绕组层共箱并牵引变压器，其特征在于：所述的第一、第二铁芯柱(1、2)和第三、第四铁芯柱(3、4)分设于两单相牵引变压器箱体中，两单相牵引变压器箱体共油箱。

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