[发明专利]同心式轴向四分裂牵引变压器及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种同心式轴向四分裂牵引变压器及其实现方法。

背景技术

普通的单相牵引变压器如图3所示。

随着当前各种技术的发展，特别是变流技术的发展。对变压器又提出许多更高的要求，例如它要求一台变压器能给几个负载同时供电，并要求各负载之间不能互相干扰，即使一个负载发生故障隔离后，其它负载还能正常工作。另外有些场合它还要求变压器有较高的阻抗，以达到限制短路电流和消谐滤波的作用，并且在要求在高阻抗条件下各负载绕组之间解耦要好，各绕组之间的阻抗不平衡度要小。

而现有的变压器无法满足上述要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种同心式轴向四分裂牵引变压器及其实现方法，该同心式轴向四分裂牵引变压器及其实现方法结构巧妙，其次边绕组既能独立工作，又能同时工作，变压器具有体积小、占地面积小、制造成本低的优点。

发明的技术解决方案如下：

一种同心式轴向四分裂牵引变压器，包括铁芯和绕组，所述的铁芯为包括至少2个单铁芯柱；每一个单铁芯柱设有4套(即4层)沿单铁芯柱的轴向排列的绕组，每一套绕组由处于内侧的原边绕组和处于外侧的次边绕组组成；且4个原边绕组并联。

所述的单铁芯柱为2个，此时的同心式轴向四分裂牵引变压器为单相式变压器，每层左右柱线圈串联或并联形成一个单独的原次边绕组，沿轴向共形成4对原次边绕组。

所述的单铁芯柱为3个，此时的同心式轴向四分裂牵引变压器为三相式变压器，每层三柱线圈形成A B C三相，沿轴向共形成4对原次边绕组。

一种同心式轴向四分裂牵引变压器的实现方法，采用包括至少2个单铁芯柱的铁芯；每一个单铁芯柱设有处于内侧的4个原边绕组和处于外侧的4个次边绕组；且4个原边绕组并联；4个次边绕组采用独立工作模式或同时工作模式。

所述的单铁芯柱为2个，此时的同心式轴向四分裂牵引变压器为单相式变压器，每层左右柱线圈串联或并联形成一个单独的原次边绕组，沿轴向共形成4对原次边绕组。

所述的单铁芯柱为3个，此时的同心式轴向四分裂牵引变压器为三相式变压器，每层三柱线圈形成A B C三相，沿轴向共形成4对原次边绕组。

所述的原边绕组为高压绕组或低压绕组。

分裂式变压器是多绕组变压器中的一种特殊形式，与普通多绕组变压器不同点在于：它的次边绕组分裂成几个支路，这几个支路没有电气上的联系，而仅有较弱的磁耦合。该分裂变压器具有以下特点：1、由于采用全分裂结构即四个原边绕组分别对应四个次边绕组，四个次边绕组之间的阻抗很大，所以互相之间的影响也比较小，次边绕组解耦较好，如果其中一个次边绕组的负载发生故障隔离后，其他绕组还能继续运行；2、限制短路电流和消谐滤波作用显著；3、相对于四个单独变压器或二个双分裂变压器具有体积小、占地面积小、制造成本低的优点。分裂式变压器正在电力工业中被广泛采用，随着一些其它工业的兴起，如变流器技术、光伏技术等，分裂式变压器应用范围越来越广，同时对分裂式变压器低压绕组数量需求也越来越多，受变压器设计的局限性，国内分裂式变压器以双分裂变压器为主。

有益效果：

本发明的同心式轴向四分裂牵引变压器及其实现方法，采用全分裂结构形式(即变压器四个原边绕组分别对应一次边绕组)，三相同心式轴向四分裂牵引变压器共有12个原边绕组和12个次边绕组，所有原次边绕组沿轴向分裂排列。

该变压器具有以下特点：

1、由于四个绕组采用全分裂结构，所以各次边绕组相互之间的影响比较小，解耦较好，每个次边绕组既能独立工作，又能同时工作；它具有次边绕组解耦好，能独立运行不受其它绕组影响。

由于四个次边绕组之间的分裂阻抗很大，相互之间没有电气上的联系，仅有弱磁耦合，所以它们之间解耦较好，相互的影响也比较小，每个绕组既能独立工作又能同时工作。如果其中一个次边绕组负载发生故障，另外的绕组还能继续运行，这是普通变压器无法做到的。

2、该种变压器适合做成高阻抗变压器，对限制短路电流和消谐滤波作用显著；

由于该变压器容易实现高阻抗，轴向分布了四个绕组，为了降低变压器的整体高度，通常把线圈做成扁平式，很容易增大了线圈的幅宽度，即增大了线圈的漏磁面积，提高了线圈的阻抗，具有很高阻抗也是牵引变压器的特点之一，因为变压器阻抗高对限制短路电流和消谐滤波的作用显著，大增加了牵引变压器的抗短路电流的能力和消谐滤波的能力。

3、相对于四个单独变压器或二个双分裂变压器具有体积小、占地面积小、制造成本低的优点。