CN214624705U - 一种用于城市轨道交通供电的组合式变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电力设备的技术领域，公开了一种用于城市轨道交通供电的组合式变压器，包括多套高压网侧三相绕组和低压侧三相绕组，所述高压网侧三相绕组设置一套，所述低压侧三相绕组设置有三套，其中两套用做整流绕组，其连接形式分别设置为星形和角形，均与整流器相连；剩余一套用做能馈绕组，其连接形式设置为星形或者角形，与能馈交变器相连。实用新型的整体结构简单，实现方便，成本低廉。

Description

一种用于城市轨道交通供电的组合式变压器

技术领域

本实用新型涉及电气设备的技术领域，尤其涉及一种用于城市轨道交通供电的组合式变压器。

背景技术

常用的城市轨道交通系统采用一套二极管不控整流器+整流变压器的整流机组实现向直流电网供电，以供地铁列车牵引使用。单套整流机组可实现12脉波的直流供电，为提高直流电压质量，普遍采用两套机组并联，实现24脉波的供电，这样就需要两台整流变压器。

城市轨道列车在制动时，由于列车自身的动能需要快速转移，同时由于电机的存在，制动时产生的能量将向上级直流电网回馈，由于不控整流器仅具备能量的单向输送特性，这部分制动能量将引起直流电网的电压升高，导致运行安全问题，传统的做法是采用电阻来吸收这部分能量，以发热形式消耗。随着对节能的重视，城市轨道交通系统逐渐采用电力电子变流器的方式来回收列车的制动能量，并将这部分能力通过DC-AC变流器回馈到35kV交流电网(或10kV电网、0.4kV电网)。由于变流器输出侧电压和回馈点电压等级的不同，同时也考虑电气回路隔离的安全要求，需要配置一台专用的回馈变压器。

上述的整流供电和制动能量回馈功能通常集中在地铁系统的同一个牵引供电站中，由于两套设备的存在，需要配置至少两台变压器、两台35kV开关柜，两台直流开关柜，同时还造成了占地空间的成倍增加。因此，有必要研究集成化的方法。

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于城市轨道交通供电的组合式变压器，解决现有供电系统所需变压器数量多，整体结构复杂，占地面积大等等问题。

本实用新型可通过以下技术方案实现：

一种用于城市轨道交通供电的组合式变压器，包括多套高压网侧三相绕组和低压侧三相绕组，所述高压网侧三相绕组设置一套，所述低压侧三相绕组设置有三套，其中两套用做整流绕组，其连接形式分别设置为星形和角形，均与整流器相连；剩余一套用做能馈绕组，其连接形式设置为星形或者角形，与能馈交变器相连。

进一步，用做整流绕组的所述两套低压侧三相绕组均采用轴向双分裂形式布置，其中，各个高压网侧绕组的容量均匀分配。

进一步，所述高压网侧三相绕组采用延边三角形连接，均移相+7.5°或-7.5°。

进一步，所述用于城市轨道交通供电的组合变压器的整体体积与同容量的整流器一致，由内到外分别布置能馈绕组、整流绕组和高压网侧绕组。

本实用新型有益的技术效果在于：

通过对传统整流变压器和能馈变压器的改良，采用新的绕组联结、排布方法，单台变压器与整流器对接可形成14脉波整流，两台变压器与整流器对接形成24脉波整流，与原传统整流变压器可完全兼容；单台变压器与能量回馈变流器对接可形成MW级的能馈装置，其具有功能高度集成、结构合理可靠，相对成本低廉，占用空间小的特点，可与整流器和能馈变流器对接，形成新的牵引供电系统。所述的组合变压器可通过二极管不控整流器产生12脉波，为实现波形质量更好的24脉波整流，可将所述的变压器+整流器再行并联。

本实用新型的组合式变压器，其性能参数满足：

1)装置整体容量≥3.3MW，能馈绕组额定容量≥2MW；

2)整流绕组与网侧绕组间的半穿越阻抗百分比，约7％；

3)能馈绕组与网侧绕组间的半穿越阻抗百分比，≥5％。

附图说明

图1为本实用新型的组合式变压器的绕组布置的结构示意图；

图2为本实用新型的各个绕组的具体连接方式示意图。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1-2所示，本实用新型提供了一种用于城市轨道交通供电的组合式变压器，包括一套高压网侧三相绕组和三套低压侧三相绕组，其中的两套低压侧三相绕组用做整流绕组，其连接形式分别设置为星形和角形，均与整流器相连；剩余一套低压侧三相绕组用做能馈绕组，其连接形式设置为星形或者角形，与能馈交变器相连。本实用新型的组合变压器集成整流功能和能量回馈功能，结构紧凑、性能可靠、占地面积小，可完全替代传统的整流变压器和能馈变压器，并可克服传统供电系统中变压器和开关柜重复配置、占地面积和投资浪费的不足之处。

本实用新型的用于城市轨道交通供电的组合变压器的整体体积与同容量的整流器一致，由内到外分别布置能馈绕组、整流绕组和高压网侧绕组，其高压网侧绕组的电压等级通常为35kV或10kV，采用移相延边三角形连接方法，移相可设置为+7.5°或-7.5°，各绕组的容量均匀分配，其绕组还需要采用并联形式，分别为低压侧绕组供电；阀侧即低压侧具有三套绕组，其中的两套用做整流绕组，其电压应符合地铁供电的通用要求，如1.18kV或0.59kV，采用轴向二分裂布置方式，分别产生相位不同的磁通，并通过星接和角接方法使两套绕组输出电压的相位相差30°，剩余的一套绕组用做能馈绕组，其电压等级应与能馈变流器的电压等级相同，通常可设计为0.9kV～1.1kV，可采用角形连接方式，也可采用星形连接方式，并且要保持与网侧同相位，便于有功功率准确回馈。

本实用新型的四套绕组的布置方式综合考虑了变压器体积和高度、绕组间耦合特性的影响，既兼顾了空间、体积、电气绝缘等要求，也兼顾了绕组间高阻抗低耦合的设计要求。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，因此，本实用新型的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (4)

1.一种用于城市轨道交通供电的组合式变压器，包括多套高压网侧三相绕组和低压侧三相绕组，其特征在于：所述高压网侧三相绕组设置一套，所述低压侧三相绕组设置有三套，其中两套用做整流绕组，其连接形式分别设置为星形和角形，均与整流器相连；剩余一套用做能馈绕组，其连接形式设置为星形或者角形，与能馈交变器相连。

2.根据权利要求1所述的用于城市轨道交通供电的组合式变压器，其特征在于：用做整流绕组的两套所述低压侧三相绕组均采用轴向双分裂形式布置。

3.根据权利要求2所述的用于城市轨道交通供电的组合式变压器，其特征在于：所述高压网侧三相绕组采用延边三角形连接。

4.根据权利要求1所述的用于城市轨道交通供电的组合式变压器，其特征在于：所述用于城市轨道交通供电的组合变压器的整体体积与同容量的整流器一致，由内到外分别布置能馈绕组、整流绕组和高压网侧绕组。

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