專利名稱：次邊可接地的星形-多三角形接線平衡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，尤其涉及電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)三相-兩相平衡牽引變壓器。
我國(guó)工頻交流電氣化鐵道均采用兩相電壓供電制式，由牽引變電所向左、右兩個(gè)供電分區(qū)上的電力機(jī)車提供電力。牽引負(fù)荷為典型的不對(duì)稱負(fù)荷，在運(yùn)行中將向電力系統(tǒng)反送大量的負(fù)序功率，影響電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。理論和實(shí)踐均表明，對(duì)于兩相受電的負(fù)載系統(tǒng)(如電氣化鐵道)，采用三相-兩相平衡(對(duì)稱)接線變壓器是減輕和消除不對(duì)稱負(fù)荷不良影響以及保證系統(tǒng)安全、正常供電的有力措施。
目前，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)和使用的三相-兩相平衡變壓器接線有Scott、LeBlanc、Kübler、Woodbrige及其各種變形接線形式。其中，Scott接線形式最為簡(jiǎn)單，而且銅材料利用率最高，原邊繞組銅材利用率為100％，次邊繞組的銅材利用率可達(dá)92.82％；其主要缺點(diǎn)是原邊不具有可供接地的中性點(diǎn)，不能適于高電壓大電流接地系統(tǒng)；同時(shí)，由于其原、次邊均無(wú)三角形繞組，不能為激磁電流的三次諧波分量提供通路，因而將影響變壓器次邊輸出電壓波形；比外，由于這種變壓器制造工藝要求特殊，造價(jià)較高，使應(yīng)用受到相應(yīng)的限制。LeBlanc接線原邊具有三角形繞組，能為三次激磁諧波電流提供通路，但其原邊絕緣要求高(按線電壓設(shè)計(jì))且不能提供接地中性點(diǎn)，因而也不適用于高壓電力系統(tǒng)。Kübler接線原邊為星形聯(lián)線，次邊具有三角形繞組，適用于大電流接地系統(tǒng)；但其制造工藝要求特殊，需要應(yīng)用復(fù)雜的繞組阻抗匹配技術(shù)，使變壓器造價(jià)上升；此外這種變壓器不能在次邊提供變電所、地區(qū)負(fù)荷所需的三相動(dòng)力電能，其實(shí)用將受一定限制。Woodbrige(變形)接線須增設(shè)自耦變壓器(AT)，使整體設(shè)備投資增大；而且這種接線不能直接提供兩牽引端口的公共接地(軌)點(diǎn)，因而不適用于1×27.5kV牽引供電系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的目的是提供一種次邊可接地的星形-多三角形接線平衡牽引變壓器，使平衡牽引變壓器的綜合性能提高，同時(shí)降低制造成本。
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)有變壓器外部結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，采用通用的三相電力變壓器鐵芯，原邊三相繞組構(gòu)成星形(Y形)聯(lián)接，可引出接地中性點(diǎn)；次邊由3個(gè)三角形(△形)聯(lián)接的三相繞組構(gòu)成，對(duì)于每一名端串聯(lián)，構(gòu)成1個(gè)牽引端口，這個(gè)大三角形的另一相與另一大三角形的同一相順同名端串聯(lián)，構(gòu)成另1個(gè)牽引端口。當(dāng)本實(shí)用新型次邊的3個(gè)三角形(三相)繞組由2個(gè)大小相同的小三角形繞組和1個(gè)大三角形繞組構(gòu)成時(shí)，其中大三角形的某相繞組與2個(gè)小三角形的同相繞組順同名端串聯(lián)，其兩端與大三角形的另兩相繞組聯(lián)結(jié)點(diǎn)構(gòu)成2個(gè)牽引端口。
本實(shí)用新型原邊和次邊繞組的銅材平均利用率為91％左右；鐵材利用率與變壓器鐵芯型式及繞組在鐵芯上布置的均勻度有關(guān)，本實(shí)用新型使三相鐵芯上的繞組均勻分布，因而有較高的鐵材利用率。
本實(shí)用新型的
圖1為大三角形繞組的對(duì)應(yīng)相繞組順同名端串聯(lián)圖2為大三角形的同一相順同名端串聯(lián)圖3為大三角形的某相繞組與2個(gè)小三角形的同相繞組順同名端串聯(lián)
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述本實(shí)用新型采用普通三相電力變壓器鐵芯，其繞組聯(lián)接的基本實(shí)施方式如圖1、2、3所示，圖1中，次邊3個(gè)三角形(三相)繞組由2個(gè)大小相同的大三角形繞組和1個(gè)小三角形繞組構(gòu)成，其中1個(gè)大三角形的某相繞組與小三角形的同相繞組順同名端串聯(lián)，構(gòu)成1個(gè)牽引端口，這個(gè)大三角形的另兩相繞組與另1個(gè)大三角形繞組的對(duì)應(yīng)相繞組順同名端串聯(lián)(形成順同名端的兩對(duì)頂三角形)，構(gòu)成另1個(gè)牽引端口；圖2中1個(gè)大三角形的某相繞組與小三角形的同相繞組順同名端串聯(lián)，構(gòu)成1個(gè)牽引端口，這個(gè)大三角形的另一相與另一大三角形的同一相順同名端串聯(lián)，構(gòu)成另1個(gè)牽引端口。圖3中次邊的3個(gè)三角形(三相)繞組由2個(gè)大小相同的小三角形繞組和1個(gè)大三角形繞組構(gòu)成，其中大三角形的某相繞組與2個(gè)小三角形的同相繞組順同名端串聯(lián)，其兩端與大三角形的另兩相繞組聯(lián)結(jié)點(diǎn)構(gòu)成2個(gè)牽引端口。各圖中＊、·、#為繞組同名端標(biāo)志，原、次邊繞組一一對(duì)應(yīng)，原邊由三相繞組構(gòu)成星形聯(lián)接，每相繞組匝數(shù)均為ω1，可提供接地中性點(diǎn)；次邊由3個(gè)三角形聯(lián)接的三相繞組構(gòu)成，在每一三角形聯(lián)接中，三相繞組分布均勻，且各相繞組的歸算漏抗按同一值匹配；其中大、小三角形繞組的每相匝數(shù)分別為ω2和ω3，假設(shè)牽引端口α、β相的虛擬匝數(shù)為ω(ω與ω1的比值由變電所原、次邊的供電電壓決定)，對(duì)于圖1、2，ω2、ω3與ω滿足以下關(guān)系ω2=ω/3]]>ω3=ω×(1-1/3)---(1)]]>對(duì)于圖3，ω2、ω3滿足以下關(guān)系ω2＝ω×sin45°/sin120°ω3＝ω×sin15°/sin120°(2)當(dāng)原邊施以三相對(duì)稱電壓時(shí)，牽引變電所次邊α、β端口輸出大小相等、相位相差90°的兩相對(duì)稱電壓，實(shí)現(xiàn)三相-兩相系統(tǒng)的對(duì)稱變換。
權(quán)利要求1.一種次邊可接地的星形—多三角形接線平衡牽引變壓器，采用普通三相電力變壓器鐵芯，原邊三相繞組構(gòu)成星形聯(lián)接，具備可供接地的中性點(diǎn)，其特征在于次邊由3個(gè)三角形聯(lián)接的三相繞組構(gòu)成，當(dāng)這3個(gè)三角形三相繞組由2個(gè)大小相同的大三角形繞組和1個(gè)小三角形繞組構(gòu)成時(shí)，其中1個(gè)大三角形的某相繞組與小三角形的同相繞組順同名端串聯(lián)，構(gòu)成1個(gè)牽引端口，這個(gè)大三角形的另兩相繞組與另1個(gè)大三角形繞組的對(duì)應(yīng)相繞組順同名端串聯(lián)，形成順同名端的兩對(duì)頂三角形，構(gòu)成另1個(gè)牽引端口；或者其中1個(gè)大三角形的某相繞組與小三角形的同相繞組順同名端串聯(lián)，構(gòu)成1個(gè)牽引端口，這個(gè)大三角形的另一相與另一大三角形的同一相順同名端串聯(lián)，構(gòu)成另1個(gè)牽引端口；當(dāng)這3個(gè)三角形三相繞組由2個(gè)大小相同的小三角形繞組和1個(gè)大三角形繞組構(gòu)成時(shí)，其中大三角形的某相繞組與2個(gè)小三角形的同相繞組順同名端串聯(lián)，其兩端與大三角形的另兩相繞組聯(lián)結(jié)點(diǎn)構(gòu)成2個(gè)牽引端口。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種適用于交流牽引供電系統(tǒng)的次邊可接地的星形—多三角形接線的三相—兩相平衡牽引變壓器。采用普通三相電力變壓器鐵芯；原邊三相繞組構(gòu)成星形(Y形)聯(lián)接，具備可供接地的中性點(diǎn)，適用于大電流接地高壓電力系統(tǒng)；次邊由3個(gè)三角形(△形)聯(lián)接的三相繞組構(gòu)成，而且在次邊可直接提供α、β牽引端口的公共接地(軌)端。原邊和次邊繞組的平均銅材利用率為91％左右；由于原、次邊繞組在鐵芯上的均勻分布，所以在鐵材利用率方面優(yōu)于其他類型的三相—兩相平衡變壓器。主要用于27.4kV或2×27.5kV牽引供電系統(tǒng)。它在設(shè)計(jì)、制造上的復(fù)雜程度與三相三繞組變壓器相當(dāng)。
文檔編號(hào)H01F30/06GK2252394SQ95241909
公開日1997年4月16日 申請(qǐng)日期1995年7月21日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月21日
發(fā)明者李群湛, 賀建閩 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)