專利名稱：一種牽引變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于變壓器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種牽引變壓器。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)高速鐵路建設(shè)的蓬勃發(fā)展，鐵路牽引變壓器的需求量與日俱增，電力制造行業(yè)中的廠家們紛紛開(kāi)發(fā)出與廣大鐵路用戶相適應(yīng)的各型牽引變壓器，尤其現(xiàn)在大量使用AT供電方式，在這種供電方式中，兩臺(tái)單相牽引變壓器聯(lián)結(jié)成V接向機(jī)車供電。這種變壓器有兩種結(jié)構(gòu)，第一種如圖3所示，其結(jié)構(gòu)是鐵心采用單框雙柱式，高壓線圈分A、X兩柱且兩柱高壓線圈并聯(lián)，A、X為高壓線圈引出線，低壓T、F線圈各為一柱分別設(shè)置A、X兩柱的高壓線圈內(nèi)，低壓T、F線圈串聯(lián)，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(jié)構(gòu)是鐵心采用單框雙柱式，高壓線圈分A、X兩柱且兩柱高壓線圈并聯(lián)，低壓T、F線圈分別分成兩個(gè)串聯(lián)的1/2柱T線圈和兩個(gè)串聯(lián)的1/2柱F線圈， 高壓線圈A柱內(nèi)從里到外依次設(shè)置1/2柱T線圈和1/2柱F線圈，高壓線圈X柱內(nèi)從里到外依次設(shè)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(jié)構(gòu)雖然滿足了兩路低壓的阻抗匹配關(guān)系，但從AT供電運(yùn)行原理可以看出，一旦牽引線對(duì)地或饋線對(duì)地發(fā)生短路時(shí)，即低壓線圈引出線短路，對(duì)單相變壓器整體運(yùn)行來(lái)說(shuō)，變壓器的安匝是平衡的，但對(duì)對(duì)單相變壓器的兩柱來(lái)講是不平衡的。假如T-N短路，圖3結(jié)構(gòu)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(duì)稱，但兩個(gè)1/2柱T線圈布置位置不同，導(dǎo)致對(duì)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(yùn)行安全可靠性存在一定的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問(wèn)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(yùn)行安全可靠性。本發(fā)明通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)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并聯(lián)連接的高壓線圈，兩柱高壓線圈內(nèi)還設(shè)置有低壓T、F線圈，其特征在于，所述低壓T、F線圈分別分為四個(gè)1/4柱T線圈和四個(gè)1/4柱F線圈，且每1/4柱上的線圈匝數(shù)相同，所述的四個(gè)1/4柱T線圈和四個(gè)1/4柱F線圈平均分布在兩柱高壓線圈內(nèi)且一一對(duì)稱布置，同一柱高壓線圈內(nèi)的同名低壓線圈串聯(lián)，對(duì)兩柱高壓線圈內(nèi)已串聯(lián)的同名低壓線圈并聯(lián)連接，兩個(gè)具有并聯(lián)結(jié)構(gòu)的低壓T、F線圈串聯(lián)連接。本牽引變壓器的低壓線圈結(jié)構(gòu)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(nèi)的低壓線圈分為內(nèi)外層線圈，內(nèi)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(duì)對(duì)稱，且內(nèi)層低壓線圈和外層低壓線圈匝數(shù)相等并各占線圈總匝數(shù)的50%。因?yàn)楦邏壕€圈分成兩條對(duì)稱的支路，正常運(yùn)行時(shí)，T\F線圈中流過(guò)相同的電流，高壓的兩條支路流過(guò)的電流也相等。當(dāng)T(或F)線圈單獨(dú)發(fā)生短路事故，不管任何運(yùn)行狀態(tài)，高壓的任何一支路的安匝都絕對(duì)平衡，則高壓兩條支路中流過(guò)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(yùn)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(gè)1/4柱T 線圈，這四個(gè)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(nèi)的低壓線圈分為內(nèi)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(nèi)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(dāng)1/4柱F線圈與1/4柱T線圈交叉排列分布時(shí)，在電路T (或F)線圈單獨(dú)發(fā)生短路事故，不管任何運(yùn)行狀態(tài)，高壓的任何一支路的安匝都是絕對(duì)平衡的。在上述的牽引變壓器中，所述內(nèi)層線圈之間設(shè)有絕緣層，外層線圈之間設(shè)有絕緣層。設(shè)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(nèi)層低壓線圈和外層低壓線圈的四部分線圈的電磁線規(guī)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(yùn)行的情況下，T\F線圈中流過(guò)相同的電流，高壓的兩條支路流過(guò)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(guò)外部的引線進(jìn)行連接或者利用線圈本身的電磁線在線圈內(nèi)部進(jìn)行連接。通過(guò)這樣的連接能有效的處理線圈中的引線接頭，工藝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單?，F(xiàn)有技術(shù)相比，本牽引變壓器具有以下優(yōu)點(diǎn)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(lián)，再兩柱部分并聯(lián)，最后T、F線圈串聯(lián)，T、F線圈在兩柱絕對(duì)對(duì)稱，而T和F部分線圈在同一柱上也絕對(duì)對(duì)稱，當(dāng)T (或F)線圈單獨(dú)發(fā)生短路事故，不管任何運(yùn)行狀態(tài)，高壓的任何一支路的安匝都絕對(duì)平衡，則高壓兩條支路中流過(guò)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(guò)對(duì)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(duì)平衡，提高了牽引變壓器的抗短路能力和運(yùn)行安全可靠性。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是背景技術(shù)中提到的第一種變壓器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是背景技術(shù)中提到的第二種變壓器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，鐵芯1 ；兩柱A柱、X柱；高壓線圈A1-X1、A2-X2 ；四個(gè)1/4柱T線圈T1、NT1、 T2、NT2 ；四個(gè)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(nèi)層1低壓線圈的上半部為1/4柱F線圈NFl ；內(nèi)層1下部為1/4柱T線圈NTl ；內(nèi)層低壓線圈NT1、NF1、NT2、 NF ；外層低壓線圈F1、T1、T2、F22 ；已串聯(lián)的同名低壓線圈TI-NT 1、T2_NT2、Fl-NFl、F2_NF2。
具體實(shí)施例方式以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述， 但本發(fā)明并不限于這些實(shí)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柱并聯(lián)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(nèi)還設(shè)置有低壓T、F線圈，低壓T、F線圈分別分為四個(gè)1/4柱T線圈T1、NT1、T2、NT2和四個(gè)1/4柱F 線圈FU NFU F2、NF2，且每1/4柱上的線圈匝數(shù)相同，四個(gè)1/4柱T線圈Tl、NTU T2、NT2 和四個(gè)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(nèi)且——對(duì)稱布置，同一 A柱高壓線圈Al-Xl內(nèi)的低壓線圈分為內(nèi)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(nèi)的低壓線圈分為內(nèi)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(nèi)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(nèi)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(guī)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(nèi)的同名低壓線圈Tl與NT 1、Fl與NF1、T2與NT2、F2與NF2串聯(lián)，同名低壓線圈Tl與NT1、Fl與 NF1、T2與NT2、F2與NF2之間的串聯(lián)可以通過(guò)外部的引線進(jìn)行連接或者利用線圈本身的電磁線在線圈內(nèi)部進(jìn)行連接，對(duì)兩柱A柱、X柱高壓線圈內(nèi)已串聯(lián)的同名低壓線圈Tl-NTl與 T2-NT2、Fl-NFl與F2-NF2并聯(lián)連接，兩個(gè)具有并聯(lián)結(jié)構(gòu)的低壓T、F線圈串聯(lián)連接，內(nèi)外層線圈之間由絕緣層隔斷和絕緣。本牽引變壓器由于對(duì)兩柱A柱、X柱高壓線圈內(nèi)的低壓線圈結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，使高壓線圈對(duì)于低壓線圈的任意運(yùn)行情況下，高壓線圈對(duì)應(yīng)的任何一支路的安匝都絕對(duì)平衡，同時(shí)滿足了本牽引變壓器兩路低壓的阻抗匹配關(guān)系，從AT供電運(yùn)行原理可以看出，一旦牽引線對(duì)地即牽引變壓器內(nèi)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(shí)的牽引變壓器兩柱A柱、X柱內(nèi)的F-N低壓線圈F1-NF1、F2-NF2正常運(yùn)行，分布在牽引變壓器A柱的高壓線圈Al-Xl對(duì)應(yīng)的低壓線圈Fl-NFl與X柱的高壓線圈A2-X2對(duì)應(yīng)的低壓線圈F2-NF2絕對(duì)平衡，即高壓線圈兩條支路中流過(guò)的電流相等；當(dāng)饋線對(duì)地發(fā)生短路時(shí)即牽引變壓器內(nèi)的低壓線圈F-N發(fā)生短路即F1-NF1、F2-NF2線圈上的電流為零，則此時(shí)的牽引變壓器兩柱內(nèi)的T-N低壓線圈Tl-NTl T2-NT2正常運(yùn)行，分布在牽引變壓器A柱高壓線圈Al-Xl對(duì)應(yīng)的低壓線圈Tl-NTl與X柱的高壓線圈A2-X2對(duì)應(yīng)的低壓線圈T2-NT2 絕對(duì)平衡，則高壓線圈兩條支路中流過(guò)的電流相等；當(dāng)牽引線與饋線發(fā)生短路時(shí)即牽引變壓器內(nèi)的低壓線圈F-T發(fā)生短路，則此時(shí)的牽引變壓器兩柱內(nèi)的低壓線圈T線圈T1-NT1、 T2-NT2與F線圈F1-NF1、F2-NF2并聯(lián)，分布在牽引變壓器A柱高壓線圈Al-Xl對(duì)應(yīng)的低壓線圈Tl-NTl并聯(lián)Fl-NFl與X柱的高壓線圈A2-X2對(duì)應(yīng)的低壓線圈T2-NT2并聯(lián)F2-NF2絕對(duì)平衡，則高壓線圈兩條支路中流過(guò)的電流相等。由上述分析可知不管電路在任何運(yùn)行狀態(tài)，該牽引變壓器內(nèi)的高壓線圈兩條支路中流過(guò)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(nèi)層線圈和外層線圈作為兩個(gè)獨(dú)立的線圈來(lái)進(jìn)行繞制，每個(gè)線圈上的T線圈和F線圈各占一半的電抗高度，T、F線圈之間要按35kV電壓等級(jí)的絕緣水平預(yù)留絕緣距離，T、F線圈的中部出頭用引線片引處，內(nèi)外層兩個(gè)獨(dú)立線圈繞制完成后再進(jìn)行內(nèi)外層線圈組裝，形成一柱T、F低壓線圈，另一柱的制作方式相同。內(nèi)外層的同名線圈之間在外部通過(guò)引線進(jìn)行連接。線圈的其它制作方式和工藝同普通的線圈制作。2、內(nèi)層線圈和外層線圈是采用套繞的方式進(jìn)行繞制，先把內(nèi)層線圈繞完，內(nèi)層的 T、F線圈的中部出頭按預(yù)留的位置預(yù)留出頭長(zhǎng)度。然后準(zhǔn)備外層線圈的套繞，把內(nèi)層下半部分的外撐條、絕緣紙板筒和外層內(nèi)撐條放好，開(kāi)始繞制外部T線圈，繞完后，把內(nèi)部T線圈和外部T線圈通過(guò)電磁線連接。然后開(kāi)始繞制外部F線圈，先把內(nèi)部F線圈預(yù)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(nèi)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，線圈的其它制作方式和工藝同普通的線圈制作。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。盡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(gè)1/4 柱T線圈Y1、NT1、T2、NT2 ；四個(gè)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(nèi)層1低壓線圈的上半部為1/4柱F線圈NFl ；內(nèi)層1下部為1/4柱T線圈NTl ；內(nèi)層低壓線圈 NT1、NF1、NT2、NF ；外層低壓線圈F1、T1、T2、F22 ；已串聯(lián)的同名低壓線圈T1-NT1、T2-NT2、 Fl-NFU F2-NF2等術(shù)語(yǔ)，但并不排除使用其它術(shù)語(yǔ)的可能性。使用這些術(shù)語(yǔ)僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
權(quán)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) 并聯(lián)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(nèi)還設(shè)置有低壓T、F線圈，其特征在于，所述低壓T、F線圈分別分為四個(gè)1/4柱T線圈(T1、NT1、T2、 NT2)和四個(gè)1/4柱F線圈(Fl、NFU F2、NF2)，且每1/4柱上的線圈匝數(shù)相同，所述的四個(gè) 1/4柱T線圈(Tl, NTU T2、NT2)和四個(gè)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(nèi)且一對(duì)稱布置，同-柱高壓線圈(Al-Xl、A2-X2) 內(nèi)的同名低壓線圈串聯(lián)，對(duì)兩柱(A柱、X柱)高壓線圈(Al-Xl、A2-X2)內(nèi)已串聯(lián)的同名低壓線圈(T1-NT1、T2-NT2、Fl-NFl、F2-NF2)并聯(lián)連接，兩個(gè)具有并聯(lián)結(jié)構(gòu)的低壓T、F線圈串聯(lián)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的牽引變壓器，其特征在于，所述的同一柱高壓線圈(A1-X1、 A2-X2)內(nèi)的低壓線圈分為內(nèi)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(nèi)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(jù)權(quán)利要求1或2所述的牽引變壓器，其特征在于，所述的內(nèi)層線圈之間設(shè)有絕緣層，外層線圈之間設(shè)有絕緣層。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述的牽引變壓器，其特征在于，所述的內(nèi)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(guī)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(jù)權(quán)利要求1所述的牽引變壓器，其特征在于，所述的同名線圈之間的連接是通過(guò)外部的引線進(jìn)行連接或者利用線圈本身的電磁線在線圈內(nèi)部進(jìn)行連接。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種牽引變壓器，屬于變壓器技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有技術(shù)中抗短路能力弱，運(yùn)行穩(wěn)定性、可靠性差等問(wèn)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并聯(lián)連接的高壓線圈，兩柱高壓線圈內(nèi)還設(shè)置有低壓T、F線圈，低壓T、F線圈分別分為四個(gè)1/4柱T線圈和四個(gè)1/4柱F線圈，且每1/4柱上的線圈匝數(shù)相同，四個(gè)1/4柱T線圈和四個(gè)1/4柱F線圈平均分布在兩柱高壓線圈內(nèi)且一一對(duì)稱布置，同一柱高壓線圈內(nèi)的同名低壓線圈串聯(lián)，對(duì)兩柱高壓線圈內(nèi)已串聯(lián)的同名低壓線圈并聯(lián)連接，兩個(gè)具有并聯(lián)結(jié)構(gòu)的低壓T、F線圈串聯(lián)連接。該牽引變壓器能夠有效提高抗短路能力，提高運(yùn)行安全可靠性。
文檔編號(hào)H01F27/30GK102360795SQ20111019452
公開(kāi)日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月12日
發(fā)明者徐秋元 申請(qǐng)人:三變科技股份有限公司