CN105118639A - 一种星形、反向开口三角形和三角形结线组合牵引变压器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种星形、反向开口三角形和三角形结线组合牵引变压器，所述次级线圈包括第一次级线圈和第二次级线圈，所述第一次级线圈由第一线圈a1x1、第二线圈b1y1和第三线圈c1z1连接组成反向开口三角形结线即Z形结构，所述第二次级线圈由第一线圈a2x2、第二线圈b2y2和第三线圈c2z2连接组成三角形结线结构，本发明不仅具有结构简单，安装方便的优点，而且设计巧妙、安全可靠、将供电网三相供电系统转为单相牵引供电系统，且三相电流平衡供电将单相负荷转为三相平衡负荷，彻底消除供电时产生的负序电流，最大限度的减少对电网危害，提高电网的供电质量和安全稳定运行水平，同时提供站用电源和铁路地区三相电力等优点。

Description

一种星形、反向开口三角形和三角形结线组合牵引变压器

技术领域

本发明涉及一种星形、反向开口三角形和三角形结线组合牵引变压器，属于电气化铁路电力机车牵引供电系统改进技术领域。

背景技术

目前，随着电气化铁路的全面普及和高速铁路的大规模建设，铁路对电力的依赖程度越来越高，电力已经成为机车牵引动力的主要能源。牵引变压器是最重要的设备之一，是整个电力牵引系统最核心的部分，目前我国铁路牵引供电运行的牵引变压器有：单相结线变压器、单相V.v结线变压器、三相YN.d11双绕组变压器、斯科特结线变压器、YN.结线阻抗匹配变压器、YN.结线平衡变压器、非阻抗匹配YN.结线平衡变压器等，由于铁路牵引的动力电源为单相，而电力系统的供电电源为三相，目前我国运行的牵引变压器结线形式有：单相结线、三相/二相结线、三相/二相平衡结线，无论哪种结线形式都没有有效解决三相平衡供电的问题；从而致使电网供电三相负荷电流极不平衡，并由此产生较大的负序电流和谐波，导致对电网电压质量和电力设备的破坏程度越来越大，长期以来给供电网的安全稳定运行带来了较大的威胁；这也是困扰供电网对电力牵引供电几十年来未解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种结构简单、实用、安装方便可靠、将供电网三相供电系统转为单相牵引供电系统，且三相电流平衡供电，将单相负荷转为三相平衡负荷，彻底消除供电时产生的负序电流，最大限度的减少对电网危害，提高电网的供电质量和安全稳定运行水平、同时提供站用电源和铁路地区三相电力的一种星形、反向开口三角形和三角形结线组合牵引变压器，以克服现有技术的不足。

本发明构成如下：一种星形、反向开口三角形和三角形结线组合牵引变压器，包括变压器初级线圈和次级线圈，所述次级线圈包括第一次级线圈和第二次级线圈，所述第一次级线圈由第一线圈a1x1、第二线圈b1y1和第三线圈c1z1连接组成反向开口三角形结线结构，所述第二次级线圈由第一线圈a2x2、第二线圈b2y2和第三线圈c2z2连接组成三角形结线结构，所述第一次级线圈的输出端与负载相连接，第一次级线圈的输出端与铁路牵引负载相连接，第二次级线圈的输出端提供站用电源和铁路地区三相电力。

所述第一次级线圈的第一线圈a1x1x1接线端与第二线圈b1y1的b1接线端相连接，第二线圈b1y1的y1接线端与第三线圈c1z1的z1接线端相连接，即一个次级线圈与一个次级线圈进行正向联结再与另一个次级线圈进行反向联结组成反向开口三角形结线，即Z形结构。

所述第二次级线圈的第一线圈a2x2的a2接线端与第二线圈b2y2的y2接线端相连接，第二线圈b2y2的b2接线端与第三线圈c2z2的z2接线端相连接，第一线圈a2x2的x2接线端与第三线圈c2z2的c2接线端相连接。

所述铁路牵引负载由接触网和铁路轨道及电力机车组成，第一线圈a1x1的a1端口与铁路轨道相连接，第三线圈c1z1的c1端口与接触网相连接。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明不仅具有结构简单，安装方便的优点，而且设计巧妙、安全可靠、将供电网三相供电系统转为单相牵引供电系统，且三相电流平衡供电将单相负荷转为三相平衡负荷，彻底消除供电时产生的负序电流，最大限度的减少对电网危害，提高电网的供电质量和安全稳定运行水平，同时提供站用电源和铁路地区三相电力等优点。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明变压器电压向量图；

图3为星形、反向开口三角形和三角形结线组合牵引变压器供电示意图；

附图标记说明：1-初级线圈，2-次级线圈，3-第一次级线圈，4-第二次级线圈，5-第一线圈a1x1，6-第二线圈b1y1，7-第三线圈c1z1，8-第一线圈a2x2，9-第二线圈b2y2，10-第三线圈c2z2，11-负载。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明的实施：一种星形、反向开口三角形和三角形结线组合牵引变压器，包括变压器初级线圈和次级线圈，所述次级线圈包括第一次级线圈和第二次级线圈，所述第一次级线圈3由第一线圈a1x15、第二线圈b1y16和第三线圈c1z17连接组成，所述第二次级线圈4由第一线圈a2x28、第二线圈b2y29和第三线圈c2z210连接组成，所述第一次级线圈的输出端与铁路牵引负载相连接，第二次级线圈的输出端提供站用电源和铁路地区三相电力。

所述第一次级线圈3第一线圈a1x15的x1接线端与第二线圈b1y16的b1接线端相连接，第二线圈b1y16的y1接线端与第三线圈c1z17的z1接线端相连接，即一个次级线圈与一个次级线圈进行正向联结再与另一个次级线圈进行反向联结组成反向开口三角形结线，即Z形结构。

所述第二次级线圈4第一线圈a2x28的a2接线端与第二线圈b2y29的y2接线端相连接，第二线圈b2y29的b2接线端与第三线圈c2z210的z2接线端相连接，第一线圈a2x28的x2接线端与第三线圈c2z210的c2接线端相连接。

所述铁路牵引负载由接触网和铁路轨道及电力机车组成，第一线圈a1x15的a1端口与铁路轨道相连接，第三线圈c1z17的c1端口与接触网相连接。

本发明是发明一种新型牵引变压器，次级绕组组合结线为反向开口三角形结线和三角形结线，通过与星形结线相组合形成新的牵引变压器。

一种星形、反向开口三角形和三角形结线组合牵引变压器主要结构及参数如下：

变压器结线形式：Y0/Z/△

变压器额定电压：110kV(220kV)/27.5kV/10kV

变压器高压侧（电源侧）绕组结线形式：星形结线（Y0）。

变压器中压侧（牵引负荷侧）绕组结线形式：反向开口三角形结线即Z形结构（Z）,其绕组结线方式为：a1→x1→b1→y1→z1→c1，如图1所示；

变压器低压侧（站用电源侧）绕组结线形式：三角形结线（△）；作用：提供站用电源和铁路地区三相电力，改善电压质量，提高变压器效率。

变压器电压向量图如图2所示。

Y0/Z/△型结线牵引变压器，能将供电网三相供电系统电压转为单相供电系统电压提供给牵引供电网和电力机车，且三相电流（负载）平衡，不受运行方式和负载功率大小的影响。彻底消除供电时产生的负序电流，有效的克服了现有结线牵引变压器的负序电流大、谐波分量高等诸多缺陷，同时改善电压质量，最大限度减少对供电网的危害，同时提供10kV站用电源，提高变压器效率，对提高供电网的电压质量和安全稳定运行水平有着极其重大的意义，具有较高的应用价值和推广前景。

Claims (4)

1.一种星形、反向开口三角形和三角形结线组合牵引变压器，包括变压器初级线圈（1）和次级线圈（2），其特征在于：所述次级线圈（2）包括第一次级线圈（3）和第二次级线圈（4），所述第一次级线圈（3）由第一线圈a1x1(5)、第二线圈b1y1（6）和第三线圈c1z1（7）连接组成反向开口三角形结线结构，所述第二次级线圈（4）由第一线圈a2x2(8)、第二线圈b2y2（9）和第三线圈c2z2（10）连接组成三角形结线结构，所述第一次级线圈（3）的输出端与负载（11）相连接。

2.根据权利要求1所述的星形、反向开口三角形和三角形结线组合牵引变压器，其特征在于：所述第一次级线圈（3）的第一线圈a1x1(5)x1接线端与第二线圈b1y1（6）的b1接线端相连接，第二线圈b1y1（6）的y1接线端与第三线圈c1z1（7）的z1接线端相连接。

3.根据权利要求1所述的星形、反向开口三角形和三角形结线组合牵引变压器，其特征在于：所述第二次级线圈（4）的第一线圈a2x2(8)的a2接线端与第二线圈b2y2（9）的y2接线端相连接，第二线圈b2y2（9）的b2接线端与第三线圈c2z2（10）的z2接线端相连接，第一线圈a2x2(8)的x2接线端与第三线圈c2z2（10）的c2接线端相连接。

4.根据权利要求1所述的星形、反向开口三角形和三角形结线组合牵引变压器，其特征在于：所述负载（11）由接触网、铁路轨道及电力机车组成，第一线圈a1x1(5)的a1端口与铁路轨道相连接，第三线圈c1z1（7）的c1端口与接触网相连接。