專利名稱：增容型三相接線牽引變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電力變壓器，尤其涉及向兩相不對稱負(fù)載供電的三相牽引變壓器。
我國電氣化鐵道廣泛應(yīng)用YN，d接線牽引變壓器。這種變壓器一般約15～20公里使用一臺(tái)。其主要優(yōu)點(diǎn)是采用標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接組和普通三相鐵芯，制造工藝簡單、成本低廉，同時(shí)在原邊可提供接地中性點(diǎn)，便于系統(tǒng)零序網(wǎng)的靈活調(diào)配，適用于兩相不對稱供電和大電流接地系統(tǒng)。但其明顯的缺點(diǎn)是容量利用率偏低，繞組容量利用率理論值為75.6％，如20MVA的YN，d接線牽引變壓器只相當(dāng)于15MVA的普通三相電力變壓器，造成設(shè)備的極大浪費(fèi)(按既有9000公里電氣化鐵路計(jì)量，容量閑置將達(dá)2000～3000MVA)。
本實(shí)用新型根據(jù)三相牽引變壓器運(yùn)行特點(diǎn)，分別設(shè)計(jì)兩相重載繞組和一相輕載繞組容量，以提高變壓器容量利用率，達(dá)到增容的目的。
本實(shí)用新型的目的由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)在不改變現(xiàn)有三相變壓器外部結(jié)構(gòu)、YN，d標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接組和利用普通三相鐵芯的基礎(chǔ)上，按負(fù)載特性實(shí)際需要設(shè)計(jì)繞組容量，由于變壓器的容量利用率取決于繞組銅材和鐵芯硅鋼片的利用率，因此，在不改變鐵芯規(guī)格和繞組匝數(shù)的情況下要達(dá)到增加變壓器容量利用率的目的，只有改變繞組銅材截面積，由于三相牽引變壓器二次側(cè)繞組的端子c總是與鋼軌、大地連接，在運(yùn)行中，變壓器BY(by)繞組恒為輕載繞組，因此本實(shí)用新型設(shè)定繞組AX(ax)和CZ(cz)為重載繞組，BY(by)為輕載繞組，輕載繞組安排在鐵芯中柱上，每對繞組從Y接側(cè)看進(jìn)的各相歸算漏抗按同一值匹配，△側(cè)亦然。在三相電壓相同的條件下，當(dāng)次邊端子a、b分別饋出負(fù)載電流iα、iβ時(shí)，認(rèn)定的變壓器三相繞組容量分別為 當(dāng)iα、iβ功率因數(shù)相同時(shí)，式(1)整理為 式中，Us為次邊繞組電壓。顯然，不論iα、iβ怎樣變化，總有SAX，SCZ≥SBY，Sax，Scz≥Sby最典型的選擇是認(rèn)為Iα＝Iβ＝Is，則 按式(2)設(shè)計(jì)繞組容量時(shí)，在兩相負(fù)載相同的條件下，總可得到重載繞組對AX—ax、CZ—cz的容量為輕載繞組對BY—by容量的 倍，故選擇繞組AX(ax)和CZ(cz)為重載繞組，BY(by)為輕載繞組，因本實(shí)用新型未改變各相鐵芯截面積和繞組匝數(shù)，則與原有三相變壓器相比，銅材利用率可由下式給出。
上式中，Sax、Sby、Scz由式(2)給出。當(dāng)Iα＝Iβ＝Is時(shí)，式(4)、(5)分別為 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的效果和優(yōu)點(diǎn)在于它采用普通三相鐵芯和YN、d標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接組，制造工藝與普通三相電力變壓器相似，由于銅材利用率可提高到95.37％，使變壓器容量利用率相應(yīng)提高，并節(jié)約大量的銅材。
本實(shí)用新型的
圖1為本實(shí)用新型的接線展開圖；圖2為本實(shí)用新型的內(nèi)部接線圖；圖3為本實(shí)用新型換相接入電力系統(tǒng)示意圖；圖4為本實(shí)用新型AT供電實(shí)施方式(之一)；圖5為本實(shí)用新型AT供電實(shí)施方式(之二)。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述由于采用YN、d標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接組和普通三相鐵芯，故其接線展開示意圖與現(xiàn)有三相變壓器無異，其中*、·、▲為同名端標(biāo)志。取典型例即當(dāng)用于兩相相同負(fù)載，即Iα＝Iβ＝Is，則按式(3)設(shè)計(jì)繞組容量可得到重載繞組AX(ax)、CZ(cz)的容量為輕載繞組BY(by)容量的 倍。
同理，重載繞組導(dǎo)線的截面積等于輕載繞組(導(dǎo)線)截面積的 倍。
按圖2所示，輕載繞組對BY—by安排在鐵芯中間柱上，Y接一側(cè)抽出中性接地點(diǎn)可與鋼軌聯(lián)接，△接三相繞組為3次諧波提供激磁通路，以保持良好的正弦電壓波形；同時(shí)，不論在原邊還是次邊每相繞組的漏抗均按同一值匹配。
按圖3所示，在標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接組的情況下，本實(shí)用新型接入電力系統(tǒng)時(shí)，可有六種接線方式。
用于交流電氣化鐵道AT(自耦變壓器)供電系統(tǒng)時(shí)，本實(shí)用新型有兩種實(shí)施方式。方式1如圖4所示，即在牽引饋線上引接升壓自耦變壓器AT1和AT2，其中點(diǎn)接軌，PF為正饋線，ocs為接觸網(wǎng)。
方式2是在本實(shí)用新型基礎(chǔ)上實(shí)施，如圖5所述，圖中，*、·、▲仍為同名端標(biāo)志，顯然可用兩臺(tái)本實(shí)用新型對接而成，其中一臺(tái)次邊用端子a(圖4中為a′)與另一臺(tái)的端子c相接)，也可將其制作在一個(gè)三相鐵芯上，制成三繞組變壓器，其中AX—ax—a′x′，BY—by—b′y′和CZ—cz—c′z′各占一個(gè)三相鐵芯柱，輕載繞組BY—by—b′y′占中間鐵芯柱，其余兩組重載繞組占兩側(cè)鐵芯柱。次邊端子c仍接鋼軌(地)，從端子b和c′引出饋線供一區(qū)間的正饋線和接觸網(wǎng)；從端子a和端子b′引出饋線供另一區(qū)間的正饋線的接觸網(wǎng)，并可取消圖4的變電所出口AT，實(shí)現(xiàn)2×27.5kV供電。典型負(fù)載情況下，見式(6)，重載繞組AX—ax—a′x′和CZ—cz—c′z′的容量仍為輕載繞組BY—by—b′y′容量的 倍。
權(quán)利要求1.一種增容型三相接線牽引變壓器，主要采用普通三相鐵芯和標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接組，其特征在于繞組容量設(shè)計(jì)按SAX=Sax=US34Iα2+2IαIβ+Iβ2,]]>SCZ=Scz=US3Iα2+2IαIβ+4Iβ2,SBY=Sby=US3Iα2-IαIβ+Iβ2]]>計(jì)算；每對繞組從任一側(cè)看進(jìn)的各相漏抗分別按同一值匹配，兩組重載繞組位于鐵芯兩側(cè)，輕載繞組位于鐵芯中柱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增容型三相接線牽引變壓器，其特征在于重載繞組導(dǎo)線的截面積是輕載繞組導(dǎo)線截面積的 倍。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種增容型三相接線牽引變壓器，它在普通三相鐵芯和匝數(shù)不變的條件下，將繞組區(qū)分為二相重載繞組和一相輕載繞組，其特征在于按典型負(fù)載考慮重載繞組的容量是輕載繞組容量的
文檔編號(hào)H01F30/06GK2235651SQ9524285
公開日1996年9月18日 申請日期1995年3月11日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月11日
發(fā)明者李群湛, 賀建閩 申請人:西南交通大學(xué)