一种城市轨道交通双向变流变压器的制作方法

本实用新型涉及变压器技术领域，特别是涉及一种城市轨道交通双向变流变压器。

背景技术：

城市轨道交通双向变流变压器是一种常见的变压器，在多个技术领域具有广泛的应用，特别是在城市轨道交通供电系统具有重要应用。

目前，城市轨道交通双向变流变压器中，每相上一般套设一组高低压绕组，这种情况下使得城市轨道交通双向变流变压器在工作时，流过各个绕组的电流在同一时刻一定是同向的，即该变压器在某一时刻仅能够进行升压或进行降压，而不能同时承担双向的电流流动。这样使得在城市轨道交通双向变流变压器在应用中，升降压不同的位置必须设置不同的城市轨道交通双向变流变压器，提高了变压器的应用成本。

因此，如何提供一种能够承担双向电流流动的城市轨道交通双向变流变压器是本领域技术人员目前需要解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种城市轨道交通双向变流变压器，具有两个变压器的功能，能够承担双向电流流动，但小于两个变压器的体积。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种城市轨道交通双向变流变压器，每相的铁芯上分别套设有第一低压绕组、第一高压绕组、第二低压绕组和第二高压绕组；

所述第一低压绕组与所述第二低压绕组套在所述铁芯的两端，且所述第一低压绕组与所述第二低压绕组之间的间距大于预设隔离度阈值；

所述第一高压绕组套设与所述第一低压绕组的外层，所述第二高压绕组套设与所述第二低压绕组的外层，且所述第一高压绕组套设与所述第一低压绕组以及所述第二高压绕组套设与所述第二低压绕组之间设置有绝缘层。

优选地，所述预设隔离度阈值不小于150mm。

优选地，所述第一低压绕组与所述第二低压绕组的短路阻抗为同容量变压器的2～3倍。

本实用新型提供了一种城市轨道交通双向变流变压器，每相的铁芯上的两端套设有第一低压绕组和第二低压绕组，第一高压绕组套设与第一低压绕组的外层，第二高压绕组套设与第二低压绕组的外层，其中，第一低压绕组与第二低压绕组之间的间距大于预设隔离度阈值。通过增大第一低压绕组与第二低压绕组之间的距离，能够使得这两部分的隔离度增大，即尽可能避免两部分相互干扰，这种情况下，第一高低压绕组与第二高低压绕组之间虽套设与同一铁芯上，但是流过其上的电流方向可以相同也可以不同，第一高低压绕组与第二高低压绕组可以视为两个相互独立的子变压器；可见，本实用新型将两个独立的变压器整合到一个铁芯上，使城市轨道交通双向变流变压器能够同时承担双向电流流动，从而使城市轨道交通双向变流变压器在应用时，能够减少应用数量，降低系统的使用成本和体积。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种城市轨道交通双向变流变压器的主视图；

图2为本实用新型提供的一种城市轨道交通双向变流变压器的俯视图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种城市轨道交通双向变流变压器，具有两个变压器的功能，能够承担双向电流流动，但小于两个变压器的体积。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种城市轨道交通双向变流变压器，参见图1和图2所示，图1为本实用新型提供的一种城市轨道交通双向变流变压器的主视图；图2为本实用新型提供的一种城市轨道交通双向变流变压器的俯视图；

每相的铁芯上分别套设有第一低压绕组、第一高压绕组、第二低压绕组和第二高压绕组；

第一低压绕组与第二低压绕组套在铁芯的两端，且第一低压绕组与第二低压绕组之间的间距大于预设隔离度阈值；

第一高压绕组套设与第一低压绕组的外层，第二高压绕组套设与第二低压绕组的外层，且第一高压绕组套设与第一低压绕组以及第二高压绕组套设与第二低压绕组之间设置有绝缘层。

由图1可知，本实用新型中的城市轨道交通双向变流变压器实际为三相三柱式变压器。

其中，图1中，LV1为第一低压绕组，LV2为第二低压绕组，HV为高压绕组。

作为优选地，预设隔离度阈值不小于150mm，其目的是使第一低压绕组与第二低压绕组之间的隔离度达到95％以上(即降低其耦合系数或提高他们的解耦率)，避免其出现耦合现象。当然，预设隔离度阈值的具体数值本实用新型不作限定。

作为优选地，第一低压绕组与第二低压绕组的短路阻抗为同容量变压器的2～3倍。

可以理解的是，正常情况下，低压绕组的短路阻抗为6或8，此时，虽然低压绕组具有滤波的作用，但作用不够很明显，滤波效果较差，这种情况下变压器应用时，一般需要在低压绕组的副绕组侧串联一个滤波电感。本实用新型中为了减少应用时的电路复杂程度，将低压绕组的短路阻抗提高至同容量变压器的2～3倍，使变压器既能满足升压或降压的电压变换功能，又要满足滤波功能，即将滤波电感的功能并进了低压绕组内。该数值的计算过程是依据公式：L＝X/2πf(L为副边漏感，X为漏抗，f为频率)，从公式看出，滤波电感做到变压器副边绕组后，变压器的漏抗需提高。此时，从结构上来看，为增加了低压绕组上线圈的匝数，具体增加多少匝数根据实际情况而定，本实用新型对此不作具体限定。

另外，本实用新型应用在城市轨道交通供电系统时，可方便牵引电路与能量回馈电路的整合，此时，城市轨道交通供电系统包括两个牵引能馈电路与，每个牵引能馈电路包括三个如以上所述的城市轨道交通双向变流变压器以及第一IGBT整流逆变电路；

三个城市轨道交通双向变流变压器组成三相三绕组变流变压器；

第一城市轨道交通双向变流变压器的三相采用三角形连接后作为三相三绕组变流变压器的原边，三相三绕组变流变压器的原边并通过母线连接电网；

第二城市轨道交通双向变流变压器和第三城市轨道交通双向变流变压器的三相均采用星形连接后作为三相三绕组变流变压器的副边，三相三绕组变流变压器的副边通过第一IGBT整流逆变电路连接列车供电端。

由于地铁机车不能出现断电的情况，故为了提高系统的可靠性，需要设置冗余牵引能馈电路。

可以理解的是，目前的城市轨道交通供电系统中牵引电路和能量回馈电路是分开的，牵引电路中，电网通过第一三相三绕组变流变压器(原边为三角形连接，副边分别采用三角形和星形连接)连接二极管部件，由二极管部件进行整流后连接机车；能馈电路中，电网通过第二三相三绕组变流变压器(原边为三角形连接，副边分别采用两个星形连接)连接IGBT部件，由IGBT部件连接机车。该种结构将牵引部分和能馈部分分开控制，系统体积大，成本高。

由于在机车由牵引状态转变为能馈状态的过程中，可能出现既有牵引电流又有能馈电流的情况出现，此时，由于本实用新型提供的城市轨道交通双向变流变压器能够承担双向电流，故此时第一低压绕组上和第二低压绕组上会自动分别流过牵引电流和能馈电流。

本实用新型提供了一种城市轨道交通双向变流变压器，每相的铁芯上的两端套设有第一低压绕组和第二低压绕组，第一高压绕组套设与第一低压绕组的外层，第二高压绕组套设与第二低压绕组的外层，其中，第一低压绕组与第二低压绕组之间的间距大于预设隔离度阈值。通过增大第一低压绕组与第二低压绕组之间的距离，能够使得这两部分的隔离度增大，即尽可能避免两部分相互干扰，这种情况下，第一高低压绕组与第二高低压绕组之间虽套设与同一铁芯上，但是流过其上的电流方向可以相同也可以不同，第一高低压绕组与第二高低压绕组可以视为两个相互独立的子变压器；可见，本实用新型将两个独立的变压器整合到一个铁芯上，使城市轨道交通双向变流变压器能够同时承担双向电流流动，从而使城市轨道交通双向变流变压器在应用时，能够减少应用数量，降低系统的使用成本和体积。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。