CN102436919A - 用于at供电方式高速电气化铁路的单相牵引变压器 - Google Patents

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鲁玮
张健
马君
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Abstract

用于AT供电方式高速电气化铁路的单相牵引变压器，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。本发明其特征在于所述的铁芯为单相两柱结构铁芯，所述铁芯柱自内而外套接五同心绕组层；供电侧第一绕组、第二绕组、第三绕组、第四绕组串联形成供电侧输出端；馈电侧第三绕组、第四绕组、第一绕组、第二绕组串联形成馈电侧输出端，一次侧第一绕组与一次侧第二绕组串联形成A相输入端及B相输入端。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

用于AT供电方式高速电气化铁路的单相牵引变压器
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-Z23-1）/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，Z23-1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，提供一种用于AT供电方式高速电气化铁路的单相牵引变压器，以达到设计方便、结构简单、成本低的目的。为此，本发明采取以下技术方案。
包括铁芯及同心套接于铁芯的绕组，其特征在于：所述的铁芯为单相两柱结构铁芯，包括第一铁芯柱、第二铁芯柱，所述铁芯柱自内而外套接五同心绕组层，分别为第一绕组层、第二绕组层、第三绕组层、第四绕组层、第五绕组层；其中第一铁芯柱的第一绕组层为供电侧第一绕组，第二绕组层为馈电侧第二绕组，第三绕组层为供电侧第三绕组，第四绕组层为馈电侧第四绕组，第五绕组层为一次侧第一绕组；第二铁芯柱的第一绕组层为馈电侧第一绕组，第二绕组层为供电侧第二绕组，第三绕组层为馈电侧第三绕组，第四绕组层为供电侧第四绕组，第五绕组层为一次侧第二绕组；供电侧第一绕组、供电侧第二绕组、供电侧第三绕组、供电侧第四绕组串联形成供电侧输出端；馈电侧第三绕组、馈电侧第四绕组、馈电侧第一绕组、馈电侧第二绕组串联形成馈电侧输出端，一次侧第一绕组与一次侧第二绕组串联形成A相输入端及B相输入端。对于容量较小的变压器，T、F绕组采用四绕组互相交叉串联，两柱串联的方式，能够满足：Z21=Z31，且（3Z21+Z31-Z23-1）/4＜0.3Ω的阻抗要求，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；采用四绕组交叉串联的方式，避免了分体绕组的导线焊接问题，使绕组绕制更加容易，缩短了制造周期。
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。
供电侧第一绕组的上端为供电侧输出端，其下端与供电侧第二绕组的下端连接，供电侧第二绕组的上端与供电侧第三绕组的上端连接，供电侧第三绕组的下端与供电侧第四绕组的下端连接，供电侧第四绕组的上端为接地端；馈电侧第三绕组的上端为馈电侧输出端，其下端与馈电侧第四绕组的下端连接，馈电侧第四绕组的上端与馈电侧第一绕组的上端连接，馈电侧第一绕组的下端与馈电侧第二绕组的下端连接，馈电侧第二绕组的上端为接地端。
一次侧第一绕组的上端为A相输入端，其下端与一次侧第二绕组的下端连接，一次侧第二绕组的上端为B相输入端。
所述的第一、第二铁芯柱设于一单相牵引变压器箱体中。采用分箱方式，变压器整体外形小、重量轻，便于运输和现场安装，在一个变电所中采用两台这样的变压器就可以外接实现VX接线。
有益效果：
⑴对于容量较小的变压器，T、F绕组采用四绕组互相交叉串联，两柱串联的方式，可以很容易的实现Z21=Z31，且（3Z21+Z31-Z23-1）/4＜0.3Ω的阻抗要求。
⑵采用四绕组交叉串联的方式，避免了分体绕组的导线焊接问题，使绕组绕制更加容易，缩短了制造周期。
⑶本发明能够满足Z21=Z31，并（3Z21+Z31-Z23-1）/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。
⑷采用分箱方式，变压器整体外形小、重量轻，便于运输和现场安装，在一个变电所中采用两台这样的变压器就可以外接实现VX接线。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
1-第一铁芯柱；2-第二铁芯柱；Ta1-供电侧第一绕组；Tx2-供电侧第二绕组；Ta3-供电侧第三绕组；Tx4-供电侧第四绕组；Fx1-馈电侧第一绕组；Fa2-馈电侧第二绕组；Fx3-馈电侧第三绕组；Fa4-馈电侧第四绕组；Ha -一次侧第一绕组；Hx -一次侧第二绕组；T -供电侧输出端；F-馈电侧输出端；N -接地端。
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。
本发明的变压器铁芯采用单相两柱结构铁芯，包括铁芯柱组及同心套接于铁芯柱的绕组，所述的铁芯柱组包括第一铁芯柱1、第二铁芯柱2，所述铁芯柱自内而外套接五同心绕组层，分别为第一绕组层、第二绕组层、第三绕组层、第四绕组层、第五绕组层；其中第一铁芯柱1的第一绕组层为供电侧第一绕组Ta1，第二绕组层为馈电侧第二绕组Fa2，第三绕组层为供电侧第三绕组Ta3，第四绕组层为馈电侧第四绕组Fa4，第五绕组层为一次侧第一绕组Ha；第二铁芯柱2的第一绕组层为馈电侧第一绕组Fx1，第二绕组层为供电侧第二绕组Tx2，第三绕组层为馈电侧第三绕组Fx3，第四绕组层为供电侧第四绕组Tx4，第五绕组层为一次侧第二绕组Hx；供电侧第一绕组Ta1、供电侧第二绕组Tx2、供电侧第三绕组Ta3、供电侧第四绕组Tx4串联形成供电侧输出端T；馈电侧第三绕组Fx3、馈电侧第四绕组Fa4、馈电侧第一绕组Fx1、馈电侧第二绕组Fa2串联形成馈电侧输出端F，一次侧第一绕组Ha与一次侧第二绕组Hx串联形成A相输入端及B相输入端。供电侧第一绕组Ta1的上端为供电侧输出端T，其下端与供电侧第二绕组Tx2的下端连接，供电侧第二绕组Tx2的上端与供电侧第三绕组Ta3的上端连接，供电侧第三绕组Ta3的下端与供电侧第四绕组Tx4的下端连接，供电侧第四绕组Tx4的上端为接地端N；馈电侧第三绕组Fx3的上端为馈电侧输出端F，其下端与馈电侧第四绕组Fa4的下端连接，馈电侧第四绕组Fa4的上端与馈电侧第一绕组Fx1的上端连接，馈电侧第一绕组Fx1的下端与馈电侧第二绕组Fa2的下端连接，馈电侧第二绕组Fa2的上端为接地端N。一次侧第一绕组Ha的上端为A相输入端，其下端与一次侧第二绕组Hx的下端连接，一次侧第二绕组Hx的上端为B相输入端。第一、第二铁芯柱1、2设于一单相牵引变压器箱体中。

Claims (4)

1.用于AT供电方式高速电气化铁路的单相牵引变压器，包括铁芯及同心套接于铁芯的绕组，其特征在于：所述的铁芯为单相两柱结构铁芯，包括第一铁芯柱（1）、第二铁芯柱（2），所述铁芯柱自内而外套接五同心绕组层，分别为第一绕组层、第二绕组层、第三绕组层、第四绕组层、第五绕组层；其中第一铁芯柱（1）的第一绕组层为供电侧第一绕组（Ta1），第二绕组层为馈电侧第二绕组（Fa2），第三绕组层为供电侧第三绕组（Ta3），第四绕组层为馈电侧第四绕组（Fa4），第五绕组层为一次侧第一绕组（Hz）；第二铁芯柱（2）的第一绕组层为馈电侧第一绕组（Fx1），第二绕组层为供电侧第二绕组（Tx2），第三绕组层为馈电侧第三绕组（Fx3），第四绕组层为供电侧第四绕组（Tx4），第五绕组层为一次侧第二绕组（Hx）；供电侧第一绕组（Ta1）、供电侧第二绕组（Tx2）、供电侧第三绕组（Ta3）、供电侧第四绕组（Tx4）串联形成供电侧输出端（T）；馈电侧第三绕组（Fx3）、馈电侧第四绕组（Fa4）、馈电侧第一绕组（Fx1）、馈电侧第二绕组（Fa2）串联形成馈电侧输出端（F），一次侧第一绕组（Ha）与一次侧第二绕组（Hx）串联形成A相输入端及B相输入端。
2.根据权利要求1所述的用于AT供电方式高速电气化铁路的单相牵引变压器，其特征在于：供电侧第一绕组（Ta1）的上端为供电侧输出端（T），其下端与供电侧第二绕组（Tx2）的下端连接，供电侧第二绕组（Tx2）的上端与供电侧第三绕组（Ta3）的上端连接，供电侧第三绕组（Ta3）的下端与供电侧第四绕组（Tx4）的下端连接，供电侧第四绕组（Tx4）的上端为接地端（N）；馈电侧第三绕组（Fx3）的上端为馈电侧输出端（F），其下端与馈电侧第四绕组（Fa4）的下端连接，馈电侧第四绕组（Fa4）的上端与馈电侧第一绕组（Fx1）的上端连接，馈电侧第一绕组（Fx1）的下端与馈电侧第二绕组（Fa2）的下端连接，馈电侧第二绕组（Fa2）的上端为接地端（N）。
3.根据权利要求2所述的用于AT供电方式高速电气化铁路的单相牵引变压器，其特征在于：一次侧第一绕组（Ha）的上端为A相输入端，其下端与一次侧第二绕组（Hx）的下端连接，一次侧第二绕组（Hx）的上端为B相输入端。
4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的用于AT供电方式高速电气化铁路的单相牵引变压器，其特征在于：所述的第一、第二铁芯柱（1、2）设于一单相牵引变压器箱体中。
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