高速重载绿色智能化vx联接牵引变压器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高速重载绿色智能化VX联接牵引变压器，包括铁芯，所述铁芯包括两个铁芯柱，每个铁芯柱上均设有高压绕组、牵引绕组和回馈绕组，所述牵引绕组的容量大于所述回馈绕组的容量。本实用新型的高速重载绿色智能化VX联接牵引变压器，牵引能力强、过载能力大、损耗低、智能化高。
【专利说明】
高速重载绿色智能化VX联接牵引变压器
技术领域
[0001]本实用新型涉及牵引变压器技术领域，具体地说，涉及一种高速重载绿色智能化VX联接牵引变压器。
【背景技术】
[0002]目前，AT供电方式具有能力大，电压损失小等优点，适用于高速、重载的重负荷铁路及运输繁忙干线，成为电气化铁路供电方式的发展方向。现有的AT供电方式的牵引变压器接线种类可分为以下几种:单相接线，Scoot接线，Wood-Bridge接线，十字交叉接线和VX接线。其中VX接线三绕组牵引变压器，具有供电能力强，抗冲击负载性能好，投资成本低，占地面积小，对通信路线，电磁干涉小等优点，广泛应用于高铁供电线路。但是目前高铁供电线路采用VX接线的牵引变压器也存在一些缺陷:现有的VX接线的牵引变压器的低压侧的两个绕组，即牵引绕组T和回路绕组F的容量相等，而实际运行时，牵引绕组T所需要容量大，回馈绕组F所需要容量小，现有的这种两个绕组容量相等的结构降低了牵引变压器过负载能力，损耗大，故障率高，降低了牵引能力，影响牵引变压器运行性能。另外，现有的VX接线的牵引变压器智能化程度低，严重阻碍了电气铁路的发展。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种牵引能力强、损耗低的高速重载绿色智能化VX联接牵引变压器。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是:
[0005]高速重载绿色智能化VX联接牵引变压器，包括铁芯，所述铁芯包括两个铁芯柱，每个铁芯柱上均设有高压绕组、牵引绕组和回馈绕组，所述牵引绕组的容量大于所述回馈绕组的容量。
[0006]优选的，所述牵引绕组的容量为所述回馈绕组容量的1.1倍至1.5倍。
[0007]优选的，两个铁芯柱包括左铁芯柱和右铁芯柱，两侧的高压绕组分别缠绕于所述左铁芯柱和所述右铁芯柱的内侧，两侧的牵引绕组和回馈绕组分别依序缠绕于每个所述铁芯柱上的高压绕组外侧，且左铁芯柱上的牵引绕组和回馈绕组的排列次序与右铁芯柱上的牵引绕组和回馈绕组的排列次序相反。
[0008]优选的，定义高压绕组对牵引绕组的阻抗为ZGT，高压绕组对回馈绕组的阻抗为ZGF，则ZGT和ZGF的关系满足以下条件:ZGT = ZGF。
[0009]优选的，定义所述牵引绕组与所述回馈绕组之间的阻抗为ZTF，则ZGT、ZGF以及ZTF之间的关系满足以下条件:(3ZGT+ZGF-ZTF-1 )/4<0.20Ω 0
[0010]优选的，每个所述铁芯柱包括六层片宽相等的硅钢片，六片所述硅钢片的两端按着等比角度错开叠加形成六级步进结构，两侧的所述铁芯柱之间插装有上轭铁。
[0011]优选的，所述牵引变压器设置有平板油箱，所述平板油箱的内侧壁上设置有磁屏蔽条;所述平板油箱连接有波纹式储油柜。
[0012]优选的，连接所述平板油箱与所述波纹式储油柜的联管上设有气体继电器，所述平板油箱上设有压力释放阀，所述平板油箱内设有油面温控仪，所述铁芯柱上设有用于检测所述牵引绕组和所述回馈绕组的温度的绕组温控仪，所述高压绕组、所述牵引绕组以及所述回馈绕组上分别设有电流互感器；
[0013]所述气体继电器、所述压力释放阀、所述油面温控仪、所述绕组温控仪以及所述电流互感器分别电连接至控制器；
[0014]所述控制器的信号输出端电连接有自动充氮灭火装置。
[0015]采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是:
[0016]本实用新型的高速重载绿色智能化VX联接牵引变压器，牵引绕组的容量大于所述回馈绕组的容量，提高了牵引变压器过负载能力，降低了损耗，绿色环保，降低了故障率，提高了牵引能力，更符合牵引变压器实际运行的状况。
[0017]本实用新型中，两侧的高压绕组分别缠绕于所述左铁芯柱和所述右铁芯柱的内侦U，两侧的牵引绕组和回馈绕组分别依序缠绕于每个所述铁芯柱上的高压绕组外侧，且左铁芯柱上的牵引绕组和回馈绕组的排列次序与右铁芯柱上的牵引绕组和回馈绕组的排列次序相反。此种结构设置使得VX联接牵引变压器易保证高压绕组对牵引绕组的阻抗ZGT与高压绕组对回馈绕组的阻抗ZGF相等，从而能够保证VX联接牵引变压器的牵引绕组和回馈绕组的短路电流相等，使短路时牵引绕组和回馈绕组受到的机械力和电磁力相等，使VX联接牵引变压器在短路时不易受到破坏。
[0018]本实用新型中，平板油箱的内侧壁上设置有磁屏蔽条，能够有效地降低箱体，夹件等产生的涡流损耗也降低了牵引变压器的负载损耗与普通结构相比降低了 10%左右。平板油箱连接有波纹式储油柜，波纹式的储油柜能够进行容积补偿，在完全密封的状态下实现变压器油体积补偿，满足变压器油因温度变化而产生的体积膨胀或收缩，有效防止绝缘油吸湿老化并保护变压器。
[0019]本实用新型中，连接所述平板油箱与所述波纹式储油柜的联管上设有气体继电器，所述平板油箱上设有压力释放阀，所述平板油箱内设有油面温控仪，所述铁芯柱上设有用于检测所述牵引绕组和所述回馈绕组的温度的绕组温控仪，所述高压绕组、所述牵引绕组以及所述回馈绕组上分别设有电流互感器;所述气体继电器、所述压力释放阀、所述油面温控仪、所述绕组温控仪以及所述电流互感器分别电连接至控制器;所述控制器的信号输出端电连接有自动充氮灭火装置，自动充氮灭火装置检测到危险位置时，自动打开泄油阀喷油减压并充氮灭火减少损失。通过上述设置，大大提高了本实用新型的VX联接牵引变压器的智能化程度，上述各个传感器将信号传递到控制器，通过控制器收集到变压器的各项运行数据，在线监测数据，在数据库比较分析，并传到系统层、接收系统层指命控制自动充氮灭火装置动作，保障VX联接牵引变压器有效健康的工作。
【附图说明】
[0020]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明:
[0021]图1是本实用新型的高速重载绿色智能化VX联接牵引变压器的供电原理示意图；
[0022]图2是本实用新型中的铁芯柱上的绕组排列示意图；
[0023]图3是本实用新型的高速重载绿色智能化VX联接牵引变压器的控制元件分布示意图；
[0024]图4是本实用新型中的铁芯柱结构示意图；
[0025]图中:1、铁芯；11、左铁芯柱；12、右铁芯柱；13、下辄铁;2、尚压绕组;3、牵引绕组；
4、回馈绕组;5、气体继电器;6、压力释放阀；7、油面温控仪;8、绕组温控仪;9、电流互感器；
1、自动充氮灭火装置;21、牵引线;22、正馈线;23、轨道。
【具体实施方式】
[0026]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0027]参照附图1，本实用新型的高速重载绿色智能化VX联接牵引变压器，包括两台三绕组单相变压器，高压绕组2通过V型接线联接于三相电网，供给三相负载，对牵引网实现双边供电。高速重载智能电机车的供电，是由牵引变压器低压绕组牵引绕组3和回馈绕组4来供给，利用两台牵引变压器之间，数台自耦变压器公共绕组与串联绕组之间的安匝平衡原理，将流过轨道23的牵引电流吸入正馈线22中。正馈线22的作用，相当负反馈称之回流线，由于相邻两台自耦变压器之间距离较大，牵引线21和正馈线22的阻抗也较大，如果与这些阻抗相比自耦变压器阻抗非常低的话，电机车的牵引电流主要由最接近的自耦变压器提供，也就是由牵引变压器低压侧牵引绕组3提供回馈电流由牵引变压器低压侧回馈绕组4吸收。如果自耦变压器的阻抗足够小，那么由I1L=I2L2可以导出I1 = (L1/L1+L2)/I，I2 = (L2/L1+L2)I上式说明较短的轨道流过极大地电流，而较长的轨道流过较小的电流，这样牵引变压器低压侧牵引绕组电流大于回馈绕组电流，一般为1.1至1.5倍。
[0028]参照图2，本实施例的高速重载绿色智能化VX联接牵引变压器，包括铁芯I，铁芯I包括两个铁芯柱，每个铁芯柱上均设有高压绕组2、牵引绕组3和回馈绕组4，牵引绕组的容量大于所述回馈绕组的容量，根据实际情况的需要，牵引绕组3的容量可选择为回馈绕组4容量的1.1倍至1.5倍。提高了牵引变压器过负载能力，供电能力、抗冲击能力、降低了损耗，降低了故障率，提高了牵引能力，更符合牵引变压器实际运行的状况。牵引能力是提高牵引变压器线圈能承受各级电流以外更大电流使牵引变压器不受到损坏。提高牵引变压器的牵引能力就必须加大牵引绕组的线圈导线截面，选择好线圈结构形式，单螺旋式线圈结构电气性能、机械强度最好。新的牵引变压器低压侧牵引绕组和回馈绕组，因两个绕组容量电气性能不相等，这样造成两个线圈的导线尺寸，绝缘尺寸不同，但两个线圈必须保证两个线圈轴向幅向尺寸相等，因而采用机械程度高、电气性能好单螺旋式线圈，线圈用自粘型换位导线在立式绕线机上绕制，绕制坚实，绑扎牢固。高压绕组采用复合导线纠结连续式线圈，调压段位于高压绕组的线圈中部。牵引绕组、回馈绕组和高压绕组三绕组为盘式线圈，盘间有绝缘垫块，垫块内外边有固定撑条涨紧，使绕组的线圈导线成一个坚固整体。因而大大增加线圈抗短能力，过载能力，运行能力。
[0029]两个铁芯柱包括左铁芯柱11和右铁芯柱12，两侧的高压绕组2分别缠绕于左铁芯柱11和右铁芯柱12的内侧，两侧的牵引绕组3和回馈绕组4分别依序缠绕于每个铁芯柱上的高压绕组2外侧，且左铁芯柱11上的牵引绕组和回馈绕组的排列次序与右铁芯柱12上的牵引绕组和回馈绕组的排列次序相反。具体实施时可采取以下方式:两个不同圆的牵引绕组和回馈绕组，在左铁芯柱从高压绕组起第二个排列为牵引绕组，第三排列为回馈绕组;在右铁芯柱从高压绕组起第二个排列为回馈绕组，第三排列为牵引绕组。定义高压绕组对牵引绕组的阻抗为ZGT，高压绕组对回馈绕组的阻抗为ZGF，此种结构设置使得高速重载绿色智能化VX联接牵引变压器易保证高压绕组对牵引绕组的阻抗ZGT与高压绕组对回馈绕组的阻抗ZGF相等，S卩ZGT = ZGF。从而能够保证高速重载绿色智能化VX联接牵引变压器的牵引绕组和回馈绕组的短路电流相等，使短路时牵引绕组和回馈绕组受到的机械力和电磁力相等，使高速重载绿色智能化VX联接牵引变压器在短路时不易受到破坏。
[0030]定义所述牵引绕组与所述回馈绕组之间的阻抗为ZTF，则ZGT、ZGF以及ZTF之间的关系满足以下条件:(3ZGT+ZGF-ZTF-1) /4 ^ 0.20 Ω。
[0031]本实施例中，牵引变压器设置有平板油箱，平板油箱的内侧壁上设置有200mm宽20mm厚带绝缘的磁屏蔽条，能够有效地降低箱体，夹件等产生的涡流损耗也降低了牵引变压器的负载损耗与普通结构相比降低了 10%左右。平板油箱连接有波纹式储油柜，波纹式的储油柜能够进行容积补偿，在完全密封的状态下实现变压器油体积补偿，满足变压器油因温度变化而产生的体积膨胀或收缩，有效防止绝缘油吸湿老化并保护变压器。波纹式储油柜备有油位指示及报警接点，油位过高或过低都会发出信号。
[0032]参照图3，本实施例中，连接平板油箱与所述波纹式储油柜的联管上设有气体继电器5，平板油箱上设有压力释放阀6，平板油箱内设有油面温控仪7，铁芯柱上设有用于检测牵引绕组和回馈绕组的温度的绕组温控仪8，高压绕组、牵引绕组以及回馈绕组上分别设有电流互感器9。气体继电器、压力释放阀、油面温控仪、绕组温控仪以及电流互感器分别电连接至控制器;控制器的信号输出端电连接有自动充氮灭火装置10。自动充氮灭火装置检测到危险位置时，自动打开泄油阀喷油减压并充氮灭火减少损失。通过上述设置，大大提高了本实用新型的高速重载绿色智能化VX联接牵引变压器的智能化程度，上述各个传感器将信号传递到控制器，通过控制器收集到变压器的各项运行数据，在线监测数据，在数据库比较分析，并传到系统层、接收系统层指命控制自动充氮灭火装置10动作，保障高速重载绿色智能化VX联接牵引变压器有效健康的工作。
[0033]现有的牵引变压器在制造时，米用四级步进置铁芯工艺，四级步进置铁芯工艺时边柱轭铁一起叠，铁芯完成后拆掉上轭铁，套入绝缘、线圈然后插装上铁轭。而本实施例采用了更为先进的制造工艺，参照图4，本实施例的铁芯的制造工艺如下:变压器铁芯采用优质取向冷乳激光刻痕硅钢带，单片厚度σ = 0.23_通过德国乔格自动剪切机床剪切，使单片剪切毛刺控制在0.003mm以下，从而减少了剪切应力引起的损耗增加。铁芯柱为全斜接缝无绑扎结构，采用六级步进阶梯叠片，六个片宽相等硅钢片而它们两端按着等比角度错开，形成六阶梯进行叠片，形成左铁芯柱11和右铁芯柱12。不用再叠上加铁轭工艺，减少了上轭铁二次插拔引起的工艺损耗，有效的降低了空载损耗、空载电流、噪声。降低空载损耗40%，降低噪声5至10分贝。铁芯内部设有散热油道，有效的降低铁芯温升。本实施例的此种新工艺中，置铁芯时，左铁芯柱、右铁芯柱以及下辄铁13—起置，不置上辄铁，铁芯完成后，不用拆上轭铁，就可套入绝缘，线圈，然后插装上轭铁，本工艺省略一次叠装，拆卸上轭铁，减少工时提高效率，减少了上轭铁叠装，拆卸工艺带来的损耗增加，降低空载损耗。另六级步进叠片，接缝分布更加均匀，降低接缝激磁功率，降低空载损耗。本实用新型的高速重载绿色智能化VX联接牵引变压器，采用了上述新工艺，形成了新结构，能够降低损耗5%。
[0034]以上所述为本实用新型最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本实用新型的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本实用新型的技术启示而进行的等效变换，也在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.高速重载绿色智能化VX联接牵引变压器，包括铁芯，所述铁芯包括两个铁芯柱，每个铁芯柱上均设有高压绕组、牵引绕组和回馈绕组，其特征在于:所述牵引绕组的容量大于所述回馈绕组的容量。2.如权利要求1所述的高速重载绿色智能化VX联接牵引变压器，其特征在于:所述牵引绕组的容量为所述回馈绕组容量的1.1倍至I.5倍。3.如权利要求2所述的高速重载绿色智能化VX联接牵引变压器，其特征在于:两个铁芯柱包括左铁芯柱和右铁芯柱，两侧的高压绕组分别缠绕于所述左铁芯柱和所述右铁芯柱的内侧，两侧的牵引绕组和回馈绕组分别依序缠绕于每个所述铁芯柱上的高压绕组外侧，且左铁芯柱上的牵引绕组和回馈绕组的排列次序与右铁芯柱上的牵引绕组和回馈绕组的排列次序相反。4.如权利要求3所述的高速重载绿色智能化VX联接牵引变压器，其特征在于:定义高压绕组对牵引绕组的阻抗为ZGT，高压绕组对回馈绕组的阻抗为ZGF，则ZGT和ZGF的关系满足以下条件:ZGT = ZGF。5.如权利要求4所述的高速重载绿色智能化VX联接牵引变压器，其特征在于:定义所述牵引绕组与所述回馈绕组之间的阻抗为ZTF，则ZGT、ZGF以及ZTF之间的关系满足以下条件:(3ZGT+ZGF-ZTF-1)/4 < 0.20 Ω。6.如权利要求1所述的高速重载绿色智能化VX联接牵引变压器，其特征在于:每个所述铁芯柱包括六层片宽相等的硅钢片，六片所述硅钢片的两端按着等比角度错开叠加形成六级步进结构，两侧的所述铁芯柱之间插装有上轭铁。7.如权利要求1至6任一项所述的高速重载绿色智能化VX联接牵引变压器，其特征在于:所述牵引变压器设置有平板油箱，所述平板油箱的内侧壁上设置有磁屏蔽条;所述平板油箱连接有波纹式储油柜。8.如权利要求7所述的高速重载绿色智能化VX联接牵引变压器，其特征在于:连接所述平板油箱与所述波纹式储油柜的联管上设有气体继电器，所述平板油箱上设有压力释放阀，所述平板油箱内设有油面温控仪，所述铁芯柱上设有用于检测所述牵引绕组和所述回馈绕组的温度的绕组温控仪，所述高压绕组、所述牵引绕组以及所述回馈绕组上分别设有电流互感器； 所述气体继电器、所述压力释放阀、所述油面温控仪、所述绕组温控仪以及所述电流互感器分别电连接至控制器； 所述控制器的信号输出端电连接有自动充氮灭火装置。
【文档编号】H01F27/28GK205542322SQ201620340412
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月21日
【发明人】董阔军, 张书田, 宫树慧
【申请人】山东晨宇电气股份有限公司