電氣化鐵路at供電自耦變壓器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電氣化鐵路AT供電自耦變壓器，其特征在于：它包括鐵芯和串聯(lián)公共繞組，鐵芯主要由內(nèi)框和設(shè)置在內(nèi)框外側(cè)的外框連續(xù)卷繞而成，并且內(nèi)框和外框之間設(shè)置有耐高溫材料制成的油道，鐵芯的橫截面為圓形結(jié)構(gòu)，鐵芯具有兩個鐵芯柱，每個鐵芯柱上分別設(shè)置串聯(lián)公共繞組，并且該串聯(lián)公共繞組為分裂式結(jié)構(gòu)。本實用新型的鐵芯制作高效簡單，空載損耗低，空載電流小，噪聲小，節(jié)約材料，能夠有效均衡短路時帶來的沖擊力，抗短路能力強。
【專利說明】電氣化鐵路AT供電自耦變壓器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種電氣化鐵路AT供電自耦變壓器，屬于變壓器【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著鐵路電氣化技術(shù)的高速發(fā)展及高速、大功率電力機車的投入運行，世界各國已逐步采用AT供電這種比較先進的供電方式。
[0003]AT供電方式能大大降低線路上電壓損失和電能損失，輸送功率大，增大了變電所間距，減少牽引變電所數(shù)量，而且能有效減小對通訊線路的干擾，廣泛應(yīng)用于高速鐵路和重載鐵路。AT供電專用自耦變壓器是AT供電系統(tǒng)的重要設(shè)備。
[0004]AT供電專用自耦變壓器并聯(lián)在接觸懸掛和正饋線之間，其中性點與鋼軌、保護線相連接，彼此相隔一定距離(一般間距為10?16km)。根據(jù)電氣化鐵路運行的特點，AT自耦變與傳統(tǒng)的自耦變有顯著的差異。相關(guān)標準要求，AT自耦變的短路阻抗(折算到27.5kV偵U可選用0.45Ω，0.9Ω，1.8Ω，通常選擇0.45Ω甚至更小，這是一個遠小于常規(guī)電力變壓器標準的阻抗，設(shè)計和制造都相當困難，采用常規(guī)的雙繞組結(jié)構(gòu)很難達到該要求，而且導(dǎo)致成本急劇增加。
[0005]AT自耦變目前均采用疊片式鐵芯結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)疊片式鐵芯由于磁路中存在許多氣隙，加大了磁阻增加了損耗，同時剪、切、沖以及疊裝等加工過程帶來的損耗無法消除，片間不夠緊密，降低疊片系數(shù)，增大了噪聲，同時相對卷鐵芯來說鐵芯較重，截面填充系數(shù)低，因而成本較高。
[0006]對于小容量配電變壓器卷鐵芯不需要設(shè)置油道，而對于電氣化鐵路專用AT自耦變，容量到達數(shù)十兆伏安，必須在鐵芯內(nèi)部設(shè)置散熱油道以降低鐵芯溫升。通常疊片式鐵芯是在硅鋼片上扎油道扣構(gòu)建油道，卷鐵芯需要經(jīng)過800°C左右高溫退火，類似的辦法無法應(yīng)用于卷鐵芯，通常采用拼合方案，也即分別卷繞相同結(jié)構(gòu)的兩半鐵芯，經(jīng)退火固化后，中間設(shè)置與卷繞方向垂直的油道拼合。該制造過程繁瑣，兩半鐵芯疊積退火工藝難度大，單半分次退火則費電，成本較高，同時鐵芯拼合需要專用工裝設(shè)備，大噸位鐵芯拼合工藝較難控制，鐵芯整體性較差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種電氣化鐵路AT供電自耦變壓器，其鐵芯制作高效簡單，它空載損耗低，空載電流小，噪聲小，節(jié)約材料，能夠有效均衡短路時帶來的沖擊力，并且抗短路能力強。
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是:一種電氣化鐵路AT供電自耦變壓器，它包括鐵芯和串聯(lián)公共繞組，鐵芯主要由內(nèi)框和設(shè)置在內(nèi)框外側(cè)的外框連續(xù)卷繞而成，并且內(nèi)框和外框之間設(shè)置有耐高溫材料制成的油道，鐵芯的橫截面為圓形結(jié)構(gòu)，鐵芯具有兩個鐵芯柱，每個鐵芯柱上分別設(shè)置串聯(lián)公共繞組，并且該串聯(lián)公共繞組為分裂式結(jié)構(gòu)。
[0009]進一步提供了一種層狀分裂式結(jié)構(gòu)的串聯(lián)公共繞組以便降低其阻抗，所述的串聯(lián)公共繞組由鐵芯柱向外依次為串聯(lián)繞組A、公共繞組B和串聯(lián)繞組C，串聯(lián)繞組A和串聯(lián)繞組C相串聯(lián)，并且公共繞組B和串聯(lián)繞組C繞向相同，串聯(lián)繞組A與串聯(lián)繞組C的繞向相反。
[0010]進一步，所述的串聯(lián)繞組A、公共繞組B和串聯(lián)繞組C的線圈匝數(shù)比為1:2:1。
[0011]進一步提供了另一種層狀分裂式結(jié)構(gòu)的串聯(lián)公共繞組以便降低其阻抗，所述的串聯(lián)公共繞組由鐵芯柱向外依次為公共繞組D、串聯(lián)繞組E、公共繞組F和串聯(lián)繞組G，串聯(lián)繞組E和串聯(lián)繞組G相串聯(lián)，公共繞組D和公共繞組F相串聯(lián)，公共繞組F和串聯(lián)繞組G繞向相同，公共繞組D和串聯(lián)繞組E繞向相同，串聯(lián)繞組G和串聯(lián)繞組E繞向相反。
[0012]進一步，所述的公共繞組D和串聯(lián)繞組E的線圈匝數(shù)相同，所述的公共繞組F和串聯(lián)繞組G的線圈匝數(shù)相同。
[0013]進一步為了與油道配合降低的拉板的溫升，所述的鐵芯上在油道的兩端設(shè)置有拉板，所述的拉板上開有隔磁槽。
[0014]進一步提供了一種形成油道的結(jié)構(gòu)，所述的鐵芯上在油道的兩端設(shè)置有拉板，所述的油道由拉板的隔磁槽和設(shè)置在內(nèi)框外表面的多個呈間隔狀隔開的油道分隔條之間的間隙所構(gòu)成。
[0015]進一步，在鐵芯的平直部分，油道分隔條呈與內(nèi)框的卷繞方向相傾斜的傾斜狀；在鐵芯的圓角部分，油道分隔條呈與內(nèi)框的卷繞方向平行的平行狀。
[0016]進一步提供了另外一種層狀分裂式結(jié)構(gòu)的串聯(lián)公共繞組以便降低其阻抗，所述的串聯(lián)公共繞組由鐵芯柱向外依次為公共繞組H、串聯(lián)繞組I和公共繞組J，公共繞組H和公共繞組J相串聯(lián)，并且串聯(lián)繞組I和公共繞組J繞向相同，公共繞組H與公共繞組J的繞向相反。
[0017]進一步提供了另外一種層狀分裂式結(jié)構(gòu)的串聯(lián)公共繞組以便降低其阻抗，所述的串聯(lián)公共繞組由鐵芯柱向外依次為串聯(lián)繞組K、公共繞組L、串聯(lián)繞組M和公共繞組N，串聯(lián)繞組K和串聯(lián)繞組M相串聯(lián)，公共繞組L和公共繞組N相串聯(lián)，公共繞組N和串聯(lián)繞組M繞向相同，公共繞組L和串聯(lián)繞組K繞向相同，公共繞組L和公共繞組N繞向相反。
[0018]采用了上述技術(shù)方案后，本變壓器操作簡單可靠，制造周期短，卷繞完畢一次退火成型，無需拼合工裝設(shè)備，鐵芯連續(xù)卷繞整體性好，機械性能優(yōu)良，鐵芯的橫截面接近圓形，撐條支撐到位可靠，線圈整體繞制無套裝間隙，有效均衡短路時帶來的沖擊力，因而抗短路能力強，相比傳統(tǒng)疊片式鐵芯，本鐵芯磁路中無氣隙，卷繞緊密，鐵芯經(jīng)高溫退火后可消除應(yīng)力、恢復(fù)磁疇取向，顯著降低空載損耗，極大地降低空載電流和噪聲，同時卷繞式鐵芯相比疊片式鐵芯重量更輕，填充系數(shù)更高，更節(jié)約材料，合理套裁可實現(xiàn)100%無廢料，本電氣化鐵路AT供電自耦變壓器的串聯(lián)繞組和公共繞組采用同心排布、幅向分裂式結(jié)構(gòu)，也即將串聯(lián)繞組、公共繞組分裂成兩部分或者多部分，繞組型式可以是層式結(jié)構(gòu)或者餅式結(jié)構(gòu)(含螺旋式)。采用鐵芯單框雙柱式，兩個繞線圈的鐵芯柱上相同布置，兩柱線圈可以并聯(lián)或者串聯(lián)，從而實現(xiàn)了其空載損耗低，空載電流小，噪聲小，節(jié)約材料，能夠有效均衡短路時帶來的沖擊力，并且抗短路能力強的特點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的電氣化鐵路AT供電自耦變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本實用新型的橫截面示意圖；
[0021 ]圖3為圖2的A-A剖視圖；
[0022]圖4為本實用新型的串聯(lián)公共繞組的第一種結(jié)構(gòu)的纏繞方式圖；
[0023]圖5為本實用新型的串聯(lián)公共繞組的第二種結(jié)構(gòu)的纏繞方式圖。

【具體實施方式】
[0024]為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實施例并結(jié)合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0025]實施例一
[0026]如圖1?4所示，一種電氣化鐵路AT供電自耦變壓器，它包括鐵芯和串聯(lián)公共繞組，鐵芯主要由內(nèi)框I和設(shè)置在內(nèi)框I外側(cè)的外框2連續(xù)卷繞而成，并且內(nèi)框I和外框2之間設(shè)置有耐高溫材料制成的油道3，內(nèi)框I和外框2均由硅鋼片料帶卷繞而成，鐵芯的橫截面為圓形結(jié)構(gòu)，鐵芯具有兩個鐵芯柱，每個鐵芯柱上分別設(shè)置串聯(lián)公共繞組，并且該串聯(lián)公共繞組為分裂式結(jié)構(gòu)。
[0027]如圖4所示，串聯(lián)公共繞組由鐵芯柱向外依次為串聯(lián)繞組A、公共繞組B和串聯(lián)繞組C，串聯(lián)繞組A和串聯(lián)繞組C相串聯(lián)，并且公共繞組B和串聯(lián)繞組C繞向相同，串聯(lián)繞組A與串聯(lián)繞組C的繞向相反，以便于引線的連接，串聯(lián)繞組A、公共繞組B和串聯(lián)繞組C的線圈匝數(shù)比為1:2:1，但是線圈匝數(shù)不限于此。兩柱之間可以串聯(lián)也可以并聯(lián)，然后形成的串聯(lián)公共繞組之間進行自耦連接。
[0028]當然，這里的串聯(lián)繞組和公共繞組可以互換，串聯(lián)公共繞組由鐵芯柱向外依次為公共繞組H、串聯(lián)繞組I和公共繞組J，公共繞組H和公共繞組J相串聯(lián)，并且串聯(lián)繞組I和公共繞組J繞向相同，公共繞組H與公共繞組J的繞向相反。
[0029]如圖2所示，鐵芯上在油道3的兩端設(shè)置有拉板4，拉板4上開有隔磁槽。
[0030]如圖3所示，油道由拉板4的隔磁槽和設(shè)置在內(nèi)框I外表面的多個呈間隔狀隔開的油道分隔條7之間的間隙所構(gòu)成。
[0031]在鐵芯的平直部分，油道分隔條7呈與內(nèi)框I的卷繞方向相傾斜的傾斜狀；在鐵芯的圓角部分，油道分隔條7呈與內(nèi)框I的卷繞方向平行的平行狀。
[0032]實施例二
[0033]本實施例與實施例一的結(jié)構(gòu)基本相同，不同的是:如圖5所示，串聯(lián)公共繞組由鐵芯柱向外依次為公共繞組D、串聯(lián)繞組E、公共繞組F和串聯(lián)繞組G，串聯(lián)繞組E和串聯(lián)繞組G相串聯(lián)，公共繞組D和公共繞組F相串聯(lián)，公共繞組F和串聯(lián)繞組G繞向相同，公共繞組D和串聯(lián)繞組E繞向相同，串聯(lián)繞組G和串聯(lián)繞組E繞向相反，以便于引線的連接，公共繞組D和串聯(lián)繞組E的線圈匝數(shù)相同，所述的公共繞組F和串聯(lián)繞組G的線圈匝數(shù)相同。兩柱之間可以串聯(lián)也可以并聯(lián)，然后形成的串聯(lián)公共繞組之間進行自耦連接。
[0034]當然，上述串聯(lián)繞組和公共繞組可以互換，所述的串聯(lián)公共繞組由鐵芯柱向外依次為串聯(lián)繞組K、公共繞組L、串聯(lián)繞組M和公共繞組N，串聯(lián)繞組K和串聯(lián)繞組M相串聯(lián)，公共繞組L和公共繞組N相串聯(lián)，公共繞組N和串聯(lián)繞組M繞向相同，公共繞組L和串聯(lián)繞組K繞向相同，公共繞組L和公共繞組N繞向相反。
[0035]本電氣化鐵路AT供電自耦變壓器的制作過程如下:
[0036]如圖1所示，鐵芯主要由內(nèi)框I和外框2構(gòu)成，中間設(shè)置油道3，在鐵芯心模上卷繞連續(xù)的硅鋼片料帶成內(nèi)框1，然后在內(nèi)框I的外表面6傾斜一定角度設(shè)置一定的間隔點焊的油道分隔條7，可以采用圓鋼，在鐵芯圓角部分水平點焊油道分隔條7，接著在油道分隔條7形成的表面繼續(xù)卷繞硅鋼片料帶成外框2，用鋼帶捆扎鐵芯，隨后進退火爐高溫退火，退火出爐后刷固化劑，安裝拉板4、撐板5及鐵芯夾件，用鐵芯綁帶捆扎整體鐵芯。
[0037]以上所述的具體實施例，對本實用新型解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電氣化鐵路AT供電自耦變壓器，其特征在于:它包括鐵芯和串聯(lián)公共繞組，鐵芯主要由內(nèi)框(1)和設(shè)置在內(nèi)框(1)外側(cè)的外框(2)連續(xù)卷繞而成，并且內(nèi)框(1)和外框(2)之間設(shè)置有耐高溫材料制成的油道(3)，鐵芯的橫截面為圓形結(jié)構(gòu)，鐵芯具有兩個鐵芯柱，每個鐵芯柱上分別設(shè)置串聯(lián)公共繞組，并且該串聯(lián)公共繞組為分裂式結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣化鐵路AT供電自耦變壓器，其特征在于:所述的串聯(lián)公共繞組由鐵芯柱向外依次為串聯(lián)繞組A、公共繞組B和串聯(lián)繞組C，串聯(lián)繞組A和串聯(lián)繞組C相串聯(lián)，并且公共繞組B和串聯(lián)繞組C繞向相同，串聯(lián)繞組A與串聯(lián)繞組C的繞向相反。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電氣化鐵路AT供電自耦變壓器，其特征在于:所述的串聯(lián)繞組A、公共繞組B和串聯(lián)繞組C的線圈匝數(shù)比為1:2:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣化鐵路AT供電自耦變壓器，其特征在于:所述的串聯(lián)公共繞組由鐵芯柱向外依次為公共繞組D、串聯(lián)繞組E、公共繞組F和串聯(lián)繞組G，串聯(lián)繞組E和串聯(lián)繞組G相串聯(lián)，公共繞組D和公共繞組F相串聯(lián)，公共繞組F和串聯(lián)繞組G繞向相同，公共繞組D和串聯(lián)繞組E繞向相同，串聯(lián)繞組G和串聯(lián)繞組E繞向相反。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電氣化鐵路AT供電自耦變壓器，其特征在于:所述的公共繞組D和串聯(lián)繞組E的線圈匝數(shù)相同，所述的公共繞組F和串聯(lián)繞組G的線圈匝數(shù)相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣化鐵路AT供電自耦變壓器，其特征在于:所述的鐵芯上在油道(3)的兩端設(shè)置有拉板(4)，所述的拉板(4)上開有隔磁槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電氣化鐵路AT供電自耦變壓器，其特征在于:所述的油道由拉板(4)的隔磁槽和設(shè)置在內(nèi)框(1)外表面的多個呈間隔狀隔開的油道分隔條(7)之間的間隙所構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電氣化鐵路AT供電自耦變壓器，其特征在于:在所述的鐵芯的平直部分，油道分隔條(7)呈與內(nèi)框(1)的卷繞方向相傾斜的傾斜狀；在所述的鐵芯的圓角部分，油道分隔條(7)呈與內(nèi)框(1)的卷繞方向平行的平行狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣化鐵路AT供電自耦變壓器，其特征在于:所述的串聯(lián)公共繞組由鐵芯柱向外依次為公共繞組H、串聯(lián)繞組I和公共繞組J，公共繞組Η和公共繞組J相串聯(lián)，并且串聯(lián)繞組I和公共繞組J繞向相同，公共繞組Η與公共繞組J的繞向相反。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣化鐵路AT供電自耦變壓器，其特征在于:所述的串聯(lián)公共繞組由鐵芯柱向外依次為串聯(lián)繞組K、公共繞組L、串聯(lián)繞組Μ和公共繞組Ν，串聯(lián)繞組Κ和串聯(lián)繞組Μ相串聯(lián)，公共繞組L和公共繞組Ν相串聯(lián)，公共繞組Ν和串聯(lián)繞組Μ繞向相同，公共繞組L和串聯(lián)繞組Κ繞向相同，公共繞組L和公共繞組Ν繞向相反。
【文檔編號】H01F30/02GK204067010SQ201420402835
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月18日
【發(fā)明者】林彬彬, 吳志強, 高旻東, 萬洪新, 汪大千 申請人:常州太平洋電力設(shè)備(集團)有限公司