一種牽引變壓器的製作方法

2024-02-21 07:28:15

專利名稱：一種牽引變壓器的製作方法
技術領域：
本發明屬於變壓器技術領域，涉及一種牽引變壓器。
背景技術：
隨著我國高速鐵路建設的蓬勃發展，鐵路牽引變壓器的需求量與日俱增，電力製造行業中的廠家們紛紛開發出與廣大鐵路用戶相適應的各型牽引變壓器，尤其現在大量使用AT供電方式，在這種供電方式中，兩臺單相牽引變壓器聯結成V接向機車供電。這種變壓器有兩種結構，第一種如圖3所示，其結構是鐵心採用單框雙柱式，高壓線圈分A、X兩柱且兩柱高壓線圈並聯，A、X為高壓線圈引出線，低壓T、F線圈各為一柱分別設置A、X兩柱的高壓線圈內，低壓T、F線圈串聯，T、F為低壓線圈引出線，N為低壓線圈中間引出線。第二種如圖4所示，其結構是鐵心採用單框雙柱式，高壓線圈分A、X兩柱且兩柱高壓線圈並聯，低壓T、F線圈分別分成兩個串聯的1/2柱T線圈和兩個串聯的1/2柱F線圈， 高壓線圈A柱內從裡到外依次設置1/2柱T線圈和1/2柱F線圈，高壓線圈X柱內從裡到外依次設置1/2柱F線圈和1/2柱T線圈，T、F為低壓線圈引出線，N為低壓線圈中間引出線。這兩種結構雖然滿足了兩路低壓的阻抗匹配關係，但從AT供電運行原理可以看出，一旦牽引線對地或饋線對地發生短路時，即低壓線圈引出線短路，對單相變壓器整體運行來說，變壓器的安匝是平衡的，但對對單相變壓器的兩柱來講是不平衡的。假如T-N短路，圖3結構雖然A、X兩柱阻抗相等，但兩柱的高壓兩支路的短路電流不平衡。圖4中兩柱的高壓短路電流對稱，但兩個1/2柱T線圈布置位置不同，導致對高壓線圈兩路的阻抗是不相等的，這樣，高壓兩柱線圈的短路力是不一致的。因此，這種兩種牽引變壓器的抗短路能力和運行安全可靠性存在一定的缺陷。

發明內容
本發明針對現有的技術存在上述問題，提出了一種牽引變壓器，該牽引變壓器能夠有效提高抗短路能力，提高運行安全可靠性。本發明通過下列技術方案來實現一種牽引變壓器，包括單框雙柱式鐵芯和纏繞在鐵芯上的兩柱並聯連接的高壓線圈，兩柱高壓線圈內還設置有低壓T、F線圈，其特徵在於，所述低壓T、F線圈分別分為四個1/4柱T線圈和四個1/4柱F線圈，且每1/4柱上的線圈匝數相同，所述的四個1/4柱T線圈和四個1/4柱F線圈平均分布在兩柱高壓線圈內且一一對稱布置，同一柱高壓線圈內的同名低壓線圈串聯，對兩柱高壓線圈內已串聯的同名低壓線圈並聯連接，兩個具有並聯結構的低壓T、F線圈串聯連接。本牽引變壓器的低壓線圈結構是單相兩柱式的同心式繞組方式，在每一單柱上高壓線圈包圍低壓線圈，同一柱高壓線圈內的低壓線圈分為內外層線圈，內層低壓線圈有 1/4T-1/4F線圈與外層低壓線圈1/4F-1/4T絕對對稱，且內層低壓線圈和外層低壓線圈匝數相等並各佔線圈總匝數的50%。因為高壓線圈分成兩條對稱的支路，正常運行時，T\F線圈中流過相同的電流，高壓的兩條支路流過的電流也相等。當T(或F)線圈單獨發生短路事故，不管任何運行狀態，高壓的任何一支路的安匝都絕對平衡，則高壓兩條支路中流過的電流始終相等，大大提高了牽引變壓器的抗短路能力和運行的安全可靠性。同名低壓線圈是指同一類的線圈，如低壓T線圈，低壓T線圈分別為四個1/4柱T 線圈，這四個1/4柱T線圈為同名低壓線圈。在上述的牽引變壓器中，所述同一柱高壓線圈內的低壓線圈分為內層低壓線圈和外層低壓線圈，外層低壓線圈的上半部為1/4柱T線圈，下部為1/4柱F線圈，內層低壓線圈的上半部為1/4柱F線圈，下部為1/4柱T線圈。當1/4柱F線圈與1/4柱T線圈交叉排列分布時，在電路T (或F)線圈單獨發生短路事故，不管任何運行狀態，高壓的任何一支路的安匝都是絕對平衡的。在上述的牽引變壓器中，所述內層線圈之間設有絕緣層，外層線圈之間設有絕緣層。設置的絕緣層具有繞組層間絕緣和相間隔斷的作用。在上述的牽引變壓器中，所述內層低壓線圈和外層低壓線圈的四部分線圈的電磁線規格、電流密度、電抗密度和電抗高度、線圈繞制型式均一致。在運行的情況下，T\F線圈中流過相同的電流，高壓的兩條支路流過的電流也相等。在上述的牽引變壓器中，所述的同名線圈之間的連接是通過外部的引線進行連接或者利用線圈本身的電磁線在線圈內部進行連接。通過這樣的連接能有效的處理線圈中的引線接頭，工藝結構簡單。現有技術相比，本牽引變壓器具有以下優點1、該牽引變壓器的低壓線圈T、F線圈都分成4等份，4等份在同一柱的兩部分先串聯，再兩柱部分並聯，最後T、F線圈串聯，T、F線圈在兩柱絕對對稱，而T和F部分線圈在同一柱上也絕對對稱，當T (或F)線圈單獨發生短路事故，不管任何運行狀態，高壓的任何一支路的安匝都絕對平衡，則高壓兩條支路中流過的電流始終相等，提高了牽引變壓器的抗短路能力2、該牽引變壓器通過對低壓線圈的分段處理、連接，使得高壓的任何一條支路的安匝都絕對平衡，提高了牽引變壓器的抗短路能力和運行安全可靠性。


圖1是本發明的結構示意圖。圖2是本發明的電路結構示意圖。圖3是背景技術中提到的第一種變壓器的電路結構示意圖。圖4是背景技術中提到的第二種變壓器的電路結構示意圖。圖中，鐵芯1 ；兩柱A柱、X柱；高壓線圈A1-X1、A2-X2 ；四個1/4柱T線圈T1、NT1、 T2、NT2 ；四個1/4柱？線圈？1、咿1、？2、咿2 ；A柱高壓線圈A1-X1 ；X柱高壓線圈A2-X2 ；外層低壓線圈的上半部為1/4柱T線圈Tl ；外層下部為1/4柱F線圈Fl ；內層1低壓線圈的上半部為1/4柱F線圈NFl ；內層1下部為1/4柱T線圈NTl ；內層低壓線圈NT1、NF1、NT2、 NF ；外層低壓線圈F1、T1、T2、F22 ；已串聯的同名低壓線圈TI-NT 1、T2_NT2、Fl-NFl、F2_NF2。
具體實施例方式以下是本發明的具體實施例並結合附圖，對本發明的技術方案作進一步的描述， 但本發明並不限於這些實施例。如圖1、2所示，該牽引變壓器包括單框雙柱式鐵芯1和纏繞在鐵芯上的兩柱A柱、 X柱並聯連接的高壓線圈Al-Xl、A2-X2，兩柱A柱、X柱高壓線圈A1-X1、A2-X2內還設置有低壓T、F線圈，低壓T、F線圈分別分為四個1/4柱T線圈T1、NT1、T2、NT2和四個1/4柱F 線圈FU NFU F2、NF2，且每1/4柱上的線圈匝數相同，四個1/4柱T線圈Tl、NTU T2、NT2 和四個1/4柱F線圈F1、NF1、F2、NF2平均分布在兩柱高壓線圈Al-X 1、A2_X2內且——對稱布置，同一 A柱高壓線圈Al-Xl內的低壓線圈分為內層1低壓線圈和外層1低壓線圈，同一 X柱高壓線圈A2-X2內的低壓線圈分為內層2低壓線圈和外層2低壓線圈，外層1低壓線圈的上半部為1/4柱T線圈Tl，下部為1/4柱F線圈F1，內層1低壓線圈的上半部為1/4 柱F線圈NF1，下部為1/4柱T線圈NT1。其中內層低壓線圈F1、Tl、T2、F2和外層低壓線圈NT1、NF1、NT2、NF2的四部分線圈的電磁線規格、電流密度、電抗密度和電抗高度、線圈繞制型式均一致。同名低壓線圈是指同一類的低壓線圈，同一 A柱或X柱高壓線圈內的同名低壓線圈Tl與NT 1、Fl與NF1、T2與NT2、F2與NF2串聯，同名低壓線圈Tl與NT1、Fl與 NF1、T2與NT2、F2與NF2之間的串聯可以通過外部的引線進行連接或者利用線圈本身的電磁線在線圈內部進行連接，對兩柱A柱、X柱高壓線圈內已串聯的同名低壓線圈Tl-NTl與 T2-NT2、Fl-NFl與F2-NF2並聯連接，兩個具有並聯結構的低壓T、F線圈串聯連接，內外層線圈之間由絕緣層隔斷和絕緣。本牽引變壓器由於對兩柱A柱、X柱高壓線圈內的低壓線圈結構進行處理，使高壓線圈對於低壓線圈的任意運行情況下，高壓線圈對應的任何一支路的安匝都絕對平衡，同時滿足了本牽引變壓器兩路低壓的阻抗匹配關係，從AT供電運行原理可以看出，一旦牽引線對地即牽引變壓器內的低壓線圈T-N低壓線圈短路即T1-NT1、T2-NT2線圈上的電流為零，則此時的牽引變壓器兩柱A柱、X柱內的F-N低壓線圈F1-NF1、F2-NF2正常運行，分布在牽引變壓器A柱的高壓線圈Al-Xl對應的低壓線圈Fl-NFl與X柱的高壓線圈A2-X2對應的低壓線圈F2-NF2絕對平衡，即高壓線圈兩條支路中流過的電流相等；當饋線對地發生短路時即牽引變壓器內的低壓線圈F-N發生短路即F1-NF1、F2-NF2線圈上的電流為零，則此時的牽引變壓器兩柱內的T-N低壓線圈Tl-NTl T2-NT2正常運行，分布在牽引變壓器A柱高壓線圈Al-Xl對應的低壓線圈Tl-NTl與X柱的高壓線圈A2-X2對應的低壓線圈T2-NT2 絕對平衡，則高壓線圈兩條支路中流過的電流相等；當牽引線與饋線發生短路時即牽引變壓器內的低壓線圈F-T發生短路，則此時的牽引變壓器兩柱內的低壓線圈T線圈T1-NT1、 T2-NT2與F線圈F1-NF1、F2-NF2並聯，分布在牽引變壓器A柱高壓線圈Al-Xl對應的低壓線圈Tl-NTl並聯Fl-NFl與X柱的高壓線圈A2-X2對應的低壓線圈T2-NT2並聯F2-NF2絕對平衡，則高壓線圈兩條支路中流過的電流相等。由上述分析可知不管電路在任何運行狀態，該牽引變壓器內的高壓線圈兩條支路中流過的電流始終相等，從而提高了牽引變壓器的抗短路能力。本牽引變壓器的低壓線圈具體繞制方式有兩種1、內層線圈和外層線圈作為兩個獨立的線圈來進行繞制，每個線圈上的T線圈和F線圈各佔一半的電抗高度，T、F線圈之間要按35kV電壓等級的絕緣水平預留絕緣距離，T、F線圈的中部出頭用引線片引處，內外層兩個獨立線圈繞制完成後再進行內外層線圈組裝，形成一柱T、F低壓線圈，另一柱的製作方式相同。內外層的同名線圈之間在外部通過引線進行連接。線圈的其它製作方式和工藝同普通的線圈製作。2、內層線圈和外層線圈是採用套繞的方式進行繞制，先把內層線圈繞完，內層的 T、F線圈的中部出頭按預留的位置預留出頭長度。然後準備外層線圈的套繞，把內層下半部分的外撐條、絕緣紙板筒和外層內撐條放好，開始繞制外部T線圈，繞完後，把內部T線圈和外部T線圈通過電磁線連接。然後開始繞制外部F線圈，先把內部F線圈預留的出頭與外部 F線圈的電磁線連接，再放好上部外撐條、絕緣紙板筒、外層線圈內撐條，按同樣的方法繞制好外層F線圈，這樣一柱的低壓T、F線圈繞制完畢，另一柱繞制方式一致，線圈的其它製作方式和工藝同普通的線圈製作。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，但並不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。儘管本文較多地使用了鐵芯1 ；兩柱A柱、X柱；高壓線圈Al-Xl、A2-X2 ；四個1/4 柱T線圈Y1、NT1、T2、NT2 ；四個1/4柱F線圈F1、NF1、F2、NF2 ；A柱高壓線圈A1-X1 ；X柱高壓線圈A2-X2 ；外層低壓線圈的上半部為1/4柱T線圈Tl ；外層下部為1/4柱F線圈Fl ；內層1低壓線圈的上半部為1/4柱F線圈NFl ；內層1下部為1/4柱T線圈NTl ；內層低壓線圈 NT1、NF1、NT2、NF ；外層低壓線圈F1、T1、T2、F22 ；已串聯的同名低壓線圈T1-NT1、T2-NT2、 Fl-NFU F2-NF2等術語，但並不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發明的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發明精神相違背的。
權利要求
1.一種牽引變壓器，包括單框雙柱式鐵芯(1)和纏繞在鐵芯(1)上的兩柱(A柱、X柱) 並聯連接的高壓線圈(A1-X1、A2-X2)，兩柱(A柱、X柱)高壓線圈(A1_X1、A2_X2)內還設置有低壓T、F線圈，其特徵在於，所述低壓T、F線圈分別分為四個1/4柱T線圈(T1、NT1、T2、 NT2)和四個1/4柱F線圈(Fl、NFU F2、NF2)，且每1/4柱上的線圈匝數相同，所述的四個 1/4柱T線圈(Tl, NTU T2、NT2)和四個1/4柱F線圈(Fl、NF1、F2、NF2)平均分布在兩柱 (A柱、X柱)高壓線圈(A1-XUA2-X2)內且一對稱布置，同-柱高壓線圈(Al-Xl、A2-X2) 內的同名低壓線圈串聯，對兩柱(A柱、X柱)高壓線圈(Al-Xl、A2-X2)內已串聯的同名低壓線圈(T1-NT1、T2-NT2、Fl-NFl、F2-NF2)並聯連接，兩個具有並聯結構的低壓T、F線圈串聯連接。
2.根據權利要求1所述的牽引變壓器，其特徵在於，所述的同一柱高壓線圈(A1-X1、 A2-X2)內的低壓線圈分為內層低壓線圈(NT1、NF1、NT2、NF2)和外層低壓線圈(F1、T1、T2、 F2)，外層低壓線圈(F1、T1、T2、F2)的上半部為1/4A柱T線圈(T1、T2)，下部為1/4Α柱F 線圈(F1、F2)，內層低壓線圈(NT1、NF1、NT2、NF2)的上半部為1/4柱F線圈(NF1、NF2)，下部為1/4柱T線圈(NTU NF2)。
3.根據權利要求1或2所述的牽引變壓器，其特徵在於，所述的內層線圈之間設有絕緣層，外層線圈之間設有絕緣層。
4.據權利要求1所述的牽引變壓器，其特徵在於，所述的內層低壓線圈(NT1、NF1、NT2、 NF2)和外層低壓線圈(F1、T1、T2、F2)的四部分線圈的電磁線規格、電流密度、電抗密度和電抗高度、線圈繞制型式均一致。
5.據權利要求1所述的牽引變壓器，其特徵在於，所述的同名線圈之間的連接是通過外部的引線進行連接或者利用線圈本身的電磁線在線圈內部進行連接。
全文摘要
本發明提供了一種牽引變壓器，屬於變壓器技術領域。它解決了現有技術中抗短路能力弱，運行穩定性、可靠性差等問題。本牽引變壓器，包括單框雙柱式鐵芯和纏繞在鐵芯上的兩柱並聯連接的高壓線圈，兩柱高壓線圈內還設置有低壓T、F線圈，低壓T、F線圈分別分為四個1/4柱T線圈和四個1/4柱F線圈，且每1/4柱上的線圈匝數相同，四個1/4柱T線圈和四個1/4柱F線圈平均分布在兩柱高壓線圈內且一一對稱布置，同一柱高壓線圈內的同名低壓線圈串聯，對兩柱高壓線圈內已串聯的同名低壓線圈並聯連接，兩個具有並聯結構的低壓T、F線圈串聯連接。該牽引變壓器能夠有效提高抗短路能力，提高運行安全可靠性。
文檔編號H01F27/30GK102360795SQ20111019452
公開日2012年2月22日 申請日期2011年7月12日 優先權日2011年7月12日
發明者徐秋元 申請人:三變科技股份有限公司