CN208208529U - 一种斯科特接线牵引变压器的器身结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种斯科特接线牵引变压器的器身结构，包括：M变单相变压器和T变单相变压器，M变单相变压器包括第一主柱、第二主柱和第一分接头，T变单相变压器包括第三主柱、第四主柱和第二分接头；第一主柱、第二主柱、第三主柱和第四主柱分别自内而外套接于四同心绕组层。利用该器身结构，能够保证一次侧三相电流对称，可以避免S点电位随负载变化而漂移；在二次侧中点引出，能够满足电力系统的阻抗要求，变电所出口处无需设置自耦变压器。另外，M变单相变压器和T变单相变压器共油箱，在内部直接连成斯科特接线，一个变电所中采用一台本实施例提供的斯科特接线牵引变压器即可，满足设计要求且结构简单，节约成本，减少占地面积。

Description

一种斯科特接线牵引变压器的器身结构

技术领域

本实用新型涉及电器设备技术领域，尤其涉及一种斯科特接线牵引变压器的器身结构。

背景技术

牵引变压器是将三相电力系统的电能传输给两个各自带负载的单相牵引线路，即牵引变压器是由两台单相变压器按规定连接而成，其中，由单相变压器的原边绕组两端引出，分别接到三相电力系统的两相，称为M变单相变压器；由单相变压器的原边绕组一端引出，接到三相电力系统的另一相，另一端到M变单相变压器原边绕组的中点，称为T变单相变压器。所以，牵引变压器就是用作三相变二相的变压器。

目前，我国常用的AT供电方式的牵引变压器有传统的斯科特接线牵引变压器和VX接线牵引变压器，其中，斯科特接线变压器可以将对称三相电压变换成对称的二相电压(大小相等，相互垂直)。VX接线牵引变压器是三绕组变压器，每相有2个次边绕组。

但是，传统的斯科特接线牵引变压器二次侧出口电压为55kV，变电所需设出口自耦变压器55/27.5kV，设备、工程费用多；占地面积大，征地拆迁费用高；电能损耗大，牵引变电所设备布置复杂，运营和维护费用高。而VX接线牵引变压器虽然能降低投资，但不能保证一次侧三相电流对称，对电力系统产生的负序影响较大。可见，现有的牵引变压器存在结构复杂、制造难度大、成本高等缺点。

实用新型内容

本实用新型提供了一种斯科特接线牵引变压器的器身结构，以解决现有的牵引变压器存在结构复杂、制造难度大、成本高的问题。

本实用新型提供了一种斯科特接线牵引变压器的器身结构，包括：M变单相变压器和T变单相变压器，所述M变单相变压器包括第一主柱、第二主柱和第一分接头，T变单相变压器包括第三主柱、第四主柱和第二分接头；所述第一主柱、第二主柱、第三主柱和第四主柱分别自内而外套接于同心绕组层，所述同心绕组层包括第一绕组层、第二绕组层、第三绕组层和第四绕组层；所述第一绕组层和第二绕组层形成二次侧绕组，第三绕组层和第四绕组层形成一次侧绕组；

所述第一主柱的第一绕组层和第二主柱的第二绕组层串联形成馈电侧第二输出端和接地端；所述第一主柱的第二绕组层和第二主柱的第一绕组层串联形成供电侧第二输出端和接地端；所述第一主柱的第三绕组层和第二主柱的第四绕组层串联形成一次侧B相输入端和中点；所述第一主柱的第四绕组层和第二主柱的第三绕组层串联形成一次侧C相输入端和中点；

所述第三主柱的第一绕组层和第四主柱的第二绕组层串联形成馈电侧第一输出端和接地端；所述第三主柱的第二绕组层和第四主柱的第一绕组层串联形成供电侧第一输出端和接地端；所述第三主柱的第三绕组层和第四主柱的第四绕组层串联形成一次侧A相输入端和中点；所述第三主柱的第四绕组层和第四主柱的第三绕组层串联形成一次侧A相输入端和中点；

所述第一分接头分别位于第一主柱的第四绕组层和第二主柱的第四绕组层上；所述第二分接头分别位于第三主柱的第四绕组层和第四主柱的第四绕组层上。

可选地，所述第一主柱的第一绕组层的尾端和第二主柱的第二绕组层的尾端连接，所述第一主柱的第二绕组层的尾端和第二主柱的第一绕组层的尾端连接，所述第一主柱的第三绕组层的尾端和第二主柱的第四绕组层的尾端连接，所述第一主柱的第四绕组层的尾端和第二主柱的第三绕组层的尾端连接；所述第一主柱的第四绕组层和第二主柱的第四绕组层通过第一分接头连接；

所述第一主柱的第二绕组层的首端和第二主柱的第二绕组层的首端连接，连接端为接地端；所述第一主柱的第三绕组层的首端和第二主柱的第三绕组层的首端连接，连接端为中点；所述第一主柱的第一绕组层的首端为馈电侧第一输出端；所述第一主柱的第四绕组层的首端为一次侧C相输入端；所述第二主柱的第一绕组层的首端为供电侧第二输出端；所述第二主柱的第四绕组层的首端为一次侧B相输入端。

可选地，所述第三主柱的第一绕组层的尾端和第四主柱的第二绕组层的尾端连接，所述第三主柱的第二绕组层的尾端和第四主柱的第一绕组层的尾端连接，所述第三主柱的第三绕组层的尾端和第四主柱的第四绕组层的尾端连接，所述第三主柱的第四绕组层的尾端和第四主柱的第三绕组层的尾端连接；所述第三主柱的第四绕组层和第四主柱的第四绕组层通过第二分接头连接；

所述第三主柱的第二绕组层的首端和第四主柱的第二绕组层的首端连接，连接端为接地端；所述第三主柱的第三绕组层的首端和第四主柱的第三绕组层的首端连接；所述第三主柱的第一绕组层的首端为馈电侧第一输出端；所述第三主柱的第二绕组层的首端为接地端；所述第四主柱的第一绕组层的首端为供电侧第一输出端；所述第四主柱的第四绕组层的首端为一次侧A相输入端。

可选地，所述第一主柱的第二绕组层的首端和第四主柱的第二绕组层的首端连接，连接端为接地端；所述第二主柱的第二绕组层的首端和第四主柱的第二绕组层的首端连接，连接端为接地端；

所述第一主柱的第三绕组层的首端和第三主柱的第四绕组层的首端连接，连接端为中点；所述第二主柱的第三绕组层的首端和第三主柱的第四绕组层的首端连接，连接端为中点。

可选地，设有所述第一主柱和第二主柱的M变单相变压器，与设有第三主柱和第四主柱的T变单相变压器共油箱。

由以上技术方案可知，本实用新型实施例提供的一种斯科特接线牵引变压器的器身结构，包括：M变单相变压器和T变单相变压器，M变单相变压器包括第一主柱、第二主柱和第一分接头，T变单相变压器包括第三主柱、第四主柱和第二分接头；第一主柱、第二主柱、第三主柱和第四主柱分别自内而外套接于四同心绕组层。利用该器身结构，能够保证一次侧三相电流对称，一次侧分为匝数相同的四部分，可以避免S点电位随负载变化而漂移；在二次侧中点引出，能够满足电力系统的阻抗要求，变电所出口处无需设置自耦变压器，适用于110kV、220kV电压等级AT供电方式的高速、重载铁路使用，在供电臂距离长、牵引电流大、行车密度高及两臂同时有负载的概率高的情况下具有更大优势。另外，M变单相变压器和T变单相变压器共油箱，在内部直接连成斯科特接线，一个变电所中采用一台本实施例提供的斯科特接线牵引变压器即可，满足设计要求且结构简单，节约成本，减少占地面积。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的斯科特接线牵引变压器的器身结构的结构示意图。

具体实施方式

图1为本实用新型实施例提供的斯科特接线牵引变压器的器身结构的结构示意图。

参见图1，本实用新型实施例提供的斯科特接线牵引变压器的器身结构，包括：M变单相变压器10和T变单相变压器20，M变单相变压器10包括第一主柱1、第二主柱2和第一分接头101，T变单相变压器20包括第三主柱3、第四主柱4和第二分接头201；第一主柱1、第二主柱2、第三主柱3和第四主柱4分别自内而外套接于同心绕组层，同心绕组层包括第一绕组层、第二绕组层、第三绕组层和第四绕组层；也就是说，第一主柱1包括对应的第一绕组层、第二绕组层、第三绕组层和第四绕组层；第二主柱2包括对应的第一绕组层、第二绕组层、第三绕组层和第四绕组层；第三主柱3包括对应的第一绕组层、第二绕组层、第三绕组层和第四绕组层；第四主柱4包括对应的第一绕组层、第二绕组层、第三绕组层和第四绕组层。

第一绕组层和第二绕组层形成二次侧绕组，第三绕组层和第四绕组层形成一次侧绕组，即第一主柱1中的第一绕组层和第二绕组层共同形成二次侧绕组，第一主柱1中的第三绕组层和第四绕组层形成一次侧绕组，同样的，第二主柱2、第三主柱3和第四主柱4中的相应第一绕组层和第二绕组层共同形成二次侧绕组，相应的第三绕组层和第四绕组层形成一次侧绕组。

在M变单相变压器10侧，第一主柱1和第二主柱2的具体连接关系如下：第一主柱1的第一绕组层F_a1和第二主柱2的第二绕组层F_z2串联形成馈电侧第二输出端F₂和接地端N；第一主柱1的第二绕组层T_a2和第二主柱2的第一绕组层T_x1串联形成供电侧第二输出端T₂和接地端N；采用这种连接方式可使高压绕组对T绕组和F绕组的阻抗相等，同时可使T绕组和F绕组起到强耦合的作用。第一主柱1的第三绕组层H_a1和第二主柱2的第四绕组层H_x2串联形成一次侧B相输入端和中点S；第一主柱1的第四绕组层H_a2和第二主柱2的第三绕组层H_x1串联形成一次侧C相输入端和中点S。采用这种连接方式可避免在高压向量图上中点S的迁移。

具体地，在实际应用时，第一主柱1和第二主柱2按照下述方式连接：第一主柱1的第一绕组层F_a1的尾端和第二主柱2的第二绕组层F_z2的尾端连接，第一主柱1的第二绕组层T_a2的尾端和第二主柱2的第一绕组层T_x1的尾端连接，第一主柱1的第三绕组层H_a1的尾端和第二主柱2的第四绕组层H_x2的尾端连接，第一主柱1的第四绕组层H_a2的尾端和第二主柱2的第三绕组层H_x1的尾端连接；第一主柱1的第四绕组层H_a2和第二主柱2的第四绕组层H_x2通过第一分接头101连接。

第一主柱1的第二绕组层T_a2的首端和第二主柱2的第二绕组层F_z2的首端连接，连接端为接地端N；第一主柱1的第三绕组层H_a1的首端和第二主柱2的第三绕组层H_x1的首端连接，连接端为中点S；第一主柱1的第一绕组层F_a1的首端为馈电侧第一输出端F₁；第一主柱1的第四绕组层H_a2的首端为一次侧C相输入端；第二主柱2的第一绕组层T_x1的首端为供电侧第二输出端T₂；第二主柱2的第四绕组层H_x2的首端为一次侧B相输入端。

在T变单相变压器20侧，第三主柱3和第四主柱4的具体连接关系如下：第三主柱3的第一绕组层F_c1和第四主柱4的第二绕组层F_z2串联形成馈电侧第一输出端F₁和接地端N；第三主柱3的第二绕组层T_c2和第四主柱4的第一绕组层T_z1串联形成供电侧第一输出端T₁和接地端N；采用这种连接方式可使高压绕组对T绕组和F绕组的阻抗相等，同时可使T绕组和F绕组起到强耦合的作用。第三主柱3的第三绕组层H_c1和第四主柱4的第四绕组层H_z2串联形成一次侧A相输入端和中点S；第三主柱3的第四绕组层H_c2和第四主柱4的第三绕组层H_z1串联形成一次侧A相输入端和中点S。采用这种连接方式可避免在高压向量图上中点S的迁移。

具体地，在实际应用时，第三主柱3和第四主柱4按照下述方式连接：第三主柱3的第一绕组层F_c1的尾端和第四主柱4的第二绕组层F_z2的尾端连接，第三主柱3的第二绕组层T_c2的尾端和第四主柱4的第一绕组层T_z1的尾端连接，第三主柱3的第三绕组层H_c1的尾端和第四主柱4的第四绕组层H_z2的尾端连接，第三主柱3的第四绕组层H_c2的尾端和第四主柱4的第三绕组层H_z1的尾端连接；第三主柱3的第四绕组层H_c2和第四主柱4的第四绕组层H_z2通过第二分接头201连接。

第三主柱3的第二绕组层T_c2的首端和第四主柱4的第二绕组层F_z2的首端连接，连接端为接地端N；第三主柱3的第三绕组层H_c1的首端和第四主柱4的第三绕组层H_z1的首端连接；第三主柱3的第一绕组层F_c1的首端为馈电侧第一输出端F₁；所述第三主柱3的第二绕组层T_c2的首端为接地端N；第四主柱4的第一绕组层T_z1的首端为供电侧第一输出端T₁；第四主柱4的第四绕组层H_z2的首端为一次侧A相输入端。

无论在M变单相变压器10内还是在T变单相变压器20内，实现第一主柱1和第二主柱2之间连接的是第一分接头101，实现第三主柱3和第四主柱4之间连接的是第二分接头201。

具体地，第一分接头101分别位于第一主柱1的第四绕组层H_a2和第二主柱2的第四绕组层H_x2上；第一分接头101用于连接第一主柱1的第四绕组层H_a2和第二主柱2的第四绕组层H_x2。第二分接头201分别位于第三主柱3的第四绕组层H_c2和第四主柱4的第四绕组层H_z2上，第二分接头201用于连接第三主柱3的第四绕组层H_c2和第四主柱4的第四绕组层H_z2。

而为了实现电流的流通，M变单相变压器10和T变单相变压器20之间需要进行连通，具体地，本实施例按照下述内容实现M变单相变压器10和T变单相变压器20的连通。

第一主柱1的第二绕组层T_a2的首端和第四主柱4的第二绕组层F_z2的首端连接，连接端为接地端N；第二主柱2的第二绕组层F_z2的首端和第四主柱4的第二绕组层F_z2的首端连接，连接端为接地端N。

第一主柱1的第三绕组层H_a1的首端和第三主柱3的第四绕组层H_c2的首端连接，连接端为中点S；第二主柱2的第三绕组层H_x1的首端和第三主柱3的第四绕组层H_c2的首端连接，连接端为中点S。

二次侧由中点S引出，能够满足Z₂₁＝Z₃₁，且(3Z₂₁+Z₃₁-Z_23-1)/4<0.45Ω或<0.3Ω的阻抗要求。其中，Z₂₁为变压器供电侧(T_N绕组)在一次侧短路、馈电侧(F_N绕组)开路时测得的阻抗值；Z₃₁为变压器馈电侧(F_N绕组)在一次侧短路、供电侧(T_N绕组)开路时测得的阻抗值；Z_23-1为变压器供电侧和馈电侧串联回路两端在一次侧短路时测得的阻抗值。

另外，为了节约成本，减少占地面积，第一主柱1、第二主柱2和第三主柱3和第四主柱4分设于两单相牵引变压器中，该两单相牵引变压器共油箱，即设有第一主柱1和第二主柱2的M变单相变压器10，与设有第三主柱3和第四主柱4的T变单相变压器20共油箱。

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。

由以上技术方案可知，本实用新型实施例提供的一种斯科特接线牵引变压器的器身结构，包括：M变单相变压器10和T变单相变压器20，M变单相变压器10包括第一主柱1、第二主柱2和第一分接头101，T变单相变压器20包括第三主柱3、第四主柱4和第二分接头201；第一主柱1、第二主柱2、第三主柱3和第四主柱4分别自内而外套接于四同心绕组层。利用该器身结构，能够保证一次侧三相电流对称，一次侧分为匝数相同的四部分，可以避免S点电位随负载变化而漂移；在二次侧中点引出，能够满足电力系统的阻抗要求，变电所出口处无需设置自耦变压器，适用于110kV、220kV电压等级AT供电方式的高速、重载铁路使用，在供电臂距离长、牵引电流大、行车密度高及两臂同时有负载的概率高的情况下具有更大优势。另外，M变单相变压器10和T变单相变压器20共油箱，在内部直接连成斯科特接线，一个变电所中采用一台本实施例提供的斯科特接线牵引变压器即可，满足设计要求且结构简单，节约成本，减少占地面积。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (5)

1.一种斯科特接线牵引变压器的器身结构，其特征在于，包括：M变单相变压器(10)和T变单相变压器(20)，所述M变单相变压器(10)包括第一主柱(1)、第二主柱(2)和第一分接头(101)，T变单相变压器(20)包括第三主柱(3)、第四主柱(4)和第二分接头(201)；所述第一主柱(1)、第二主柱(2)、第三主柱(3)和第四主柱(4)分别自内而外套接于同心绕组层，所述同心绕组层包括第一绕组层、第二绕组层、第三绕组层和第四绕组层；所述第一绕组层和第二绕组层形成二次侧绕组，第三绕组层和第四绕组层形成一次侧绕组；

所述第一主柱(1)的第一绕组层(F_a1)和第二主柱(2)的第二绕组层(F_z2)串联形成馈电侧第二输出端(F₂)和接地端(N)；所述第一主柱(1)的第二绕组层(T_a2)和第二主柱(2)的第一绕组层(T_x1)串联形成供电侧第二输出端(T₂)和接地端(N)；所述第一主柱(1)的第三绕组层(H_a1)和第二主柱(2)的第四绕组层(H_x2)串联形成一次侧B相输入端和中点(S)；所述第一主柱(1)的第四绕组层(H_a2)和第二主柱(2)的第三绕组层(H_x1)串联形成一次侧C相输入端和中点(S)；

所述第三主柱(3)的第一绕组层(F_c1)和第四主柱(4)的第二绕组层(F_z2)串联形成馈电侧第一输出端(F₁)和接地端(N)；所述第三主柱(3)的第二绕组层(T_c2)和第四主柱(4)的第一绕组层(T_z1)串联形成供电侧第一输出端(T₁)和接地端(N)；所述第三主柱(3)的第三绕组层(H_c1)和第四主柱(4)的第四绕组层(H_z2)串联形成一次侧A相输入端和中点(S)；所述第三主柱(3)的第四绕组层(H_c2)和第四主柱(4)的第三绕组层(H_z1)串联形成一次侧A相输入端和中点(S)；

所述第一分接头(101)分别位于第一主柱(1)的第四绕组层(H_a2)和第二主柱(2)的第四绕组层(H_x2)上；所述第二分接头(201)分别位于第三主柱(3)的第四绕组层(H_c2)和第四主柱(4)的第四绕组层(H_z2)上。

2.根据权利要求1所述的斯科特接线牵引变压器的器身结构，其特征在于，所述第一主柱(1)的第一绕组层(F_a1)的尾端和第二主柱(2)的第二绕组层(F_z2)的尾端连接，所述第一主柱(1)的第二绕组层(T_a2)的尾端和第二主柱(2)的第一绕组层(T_x1)的尾端连接，所述第一主柱(1)的第三绕组层(H_a1)的尾端和第二主柱(2)的第四绕组层(H_x2)的尾端连接，所述第一主柱(1)的第四绕组层(H_a2)的尾端和第二主柱(2)的第三绕组层(H_x1)的尾端连接；所述第一主柱(1)的第四绕组层(H_a2)和第二主柱(2)的第四绕组层(H_x2)通过第一分接头(101)连接；

所述第一主柱(1)的第二绕组层(T_a2)的首端和第二主柱(2)的第二绕组层(F_z2)的首端连接，连接端为接地端(N)；所述第一主柱(1)的第三绕组层(H_a1)的首端和第二主柱(2)的第三绕组层(H_x1)的首端连接，连接端为中点(S)；所述第一主柱(1)的第一绕组层(F_a1)的首端为馈电侧第一输出端(F₁)；所述第一主柱(1)的第四绕组层(H_a2)的首端为一次侧C相输入端；所述第二主柱(2)的第一绕组层(T_x1)的首端为供电侧第二输出端(T₂)；所述第二主柱(2)的第四绕组层(H_x2)的首端为一次侧B相输入端。

3.根据权利要求1所述的斯科特接线牵引变压器的器身结构，其特征在于，所述第三主柱(3)的第一绕组层(F_c1)的尾端和第四主柱(4)的第二绕组层(F_z2)的尾端连接，所述第三主柱(3)的第二绕组层(T_c2)的尾端和第四主柱(4)的第一绕组层(T_z1)的尾端连接，所述第三主柱(3)的第三绕组层(H_c1)的尾端和第四主柱(4)的第四绕组层(H_z2)的尾端连接，所述第三主柱(3)的第四绕组层(H_c2)的尾端和第四主柱(4)的第三绕组层(H_z1)的尾端连接；所述第三主柱(3)的第四绕组层(H_c2)和第四主柱(4)的第四绕组层(H_z2)通过第二分接头(201)连接；

所述第三主柱(3)的第二绕组层(T_c2)的首端和第四主柱(4)的第二绕组层(F_z2)的首端连接，连接端为接地端(N)；所述第三主柱(3)的第三绕组层(H_c1)的首端和第四主柱(4)的第三绕组层(H_z1)的首端连接；所述第三主柱(3)的第一绕组层(F_c1)的首端为馈电侧第一输出端(F₁)；所述第三主柱(3)的第二绕组层(T_c2)的首端为接地端(N)；所述第四主柱(4)的第一绕组层(T_z1)的首端为供电侧第一输出端(T₁)；所述第四主柱(4)的第四绕组层(H_z2)的首端为一次侧A相输入端。

4.根据权利要求1所述的斯科特接线牵引变压器的器身结构，其特征在于，所述第一主柱(1)的第二绕组层(T_a2)的首端和第四主柱(4)的第二绕组层(F_z2)的首端连接，连接端为接地端(N)；所述第二主柱(2)的第二绕组层(F_z2)的首端和第四主柱(4)的第二绕组层(F_z2)的首端连接，连接端为接地端(N)；

所述第一主柱(1)的第三绕组层(H_a1)的首端和第三主柱(3)的第四绕组层(H_c2)的首端连接，连接端为中点(S)；所述第二主柱(2)的第三绕组层(H_x1)的首端和第三主柱(3)的第四绕组层(H_c2)的首端连接，连接端为中点(S)。

5.根据权利要求1所述的斯科特接线牵引变压器的器身结构，其特征在于，设有所述第一主柱(1)和第二主柱(2)的M变单相变压器(10)，与设有第三主柱(3)和第四主柱(4)的T变单相变压器(20)共油箱。