Трансформатор для железнодорожных нагрузок Советский патент 1984 года по МПК H01F30/12 

Изобретение относится к электротехнике, а конкретно к трансформаторам тяговых подстанций систем электроснабжения электрифицированных железных дорог переменного тока для схем 2x25 кВ. Известны однофазные тягоиые трансформаторы, у которых на вторичной обмотке сделан отвод от ее середины, или два тяговых трансформатора с последовательным соединением вторичных обмоток 1. Однако помимо основной тяговой нагрузки к тяговым трансформаторам присоединяют трехфазную нетяговую нагрузку, что возможно осуществить только от трехфазного трансформатора или двух однофазных трансформаторов, соединенных по схеме открытого треугольника. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является трехобмоточный трехфазный трансформатор, содержащий трехстержневой сердечник, первичную обмотку, соединенную в звезду, и две вторичные обмотки, состоящие из трех катушек, каждая из соединенных по схеме треугольника также для каждой вторичной обмотки. Трансформаторы трехобмоточные трехфазные для железнодорожных нагрузок ТДТНЖ мощностью 10-40 MB А, имеют вторичные обмотки с различными напряжениями 2. Недостатком известного устройства является ограниченная возможность подключения к нейу нагрузок и, как следствие - необходимость наличия двух трансформаторов на каждой тяговой подстанции. Цель изобретения - расширение области применения трансформатора при питании гальванически связанных двух двухфазных нагрузок и двух трехфазных нагрузок и упрощение конструкции трансформатора. Поставленная цель достигается тем, что в трансформаторе, содержащем трехстержневой сердечник, первичную трехфазную обмотку, соединенную по схеме звезда, и две вторичные обмотки, первая из которых состоит из трех катущек, расположенных на трех стержнях сердечника, вторая вторичная обмотка выполнена с одной катущки, расположенной на одном (среднем) стержне сердечника, все катушки вторичных обмоток имеют одинаковое число витков, соединены последовательно и имеют пять отводов, при этом начало катушки второй вторичной обмотки соединено с концом катушки первой фазы первой вторичной обмотки и предназначено для присоединения первого плеча первой двухфазной нагрузки, начало катушки первой фазы первой вторичной обмотки соединено с началом катущки третьей фазы этой же обмотки представляет нейтральную точку и предназначено для присоединения к нейтральной точке первой двухфазной нагрузки, конец катушки третьей фазы первой вторичной обмотки соединен с началом катушки второй фазы первой вторичной обмотки, конец катущки второй фазы первой вторичной обмотки предназначен для присоединения второго плеча первой двухфазной нагрузки, конец катущки третьей фазы первой вторичной обмотки предназначен для присоединения первого плеча второй двухфазной нагрузки, начало третьей фазы первой вторичной обмотки предназначено для присоединения к нейтральной точке второй двухфазной нагрузки, представляющей общую точку, и конец второй вторичной обмотки соединен с отводом, предназначенным для присоединения второго плеча второй двухфазной нагрузки, отводы от нейтральной точки и катущек второй и третьей фаз первой вторичной обмотки служат для присоединения первой трехфазной нагрузки и отводы от нейтральной точки, первой фазы первой вторичной обмотки и второй вторичной обмотки предназначены для присоединения второй трехфазной нагрузки. На фиг. 1 приведена электрическая схема соединения обмоток трансформатора для железнодорожных нагрузок; на фиг. 2 - его векторная диаграмма; на фиг. 3 - конструкция трансформатора. Трансформатор содержит стандартный трехстержневой сердечник 1, первичную обмотку из трех одинаковых катущек 2, расположенных на всех стержнях сердечника и соединенных по схеме звезда, одну вторичную обмотку, состоящую из трех катущек 3-5 с одинаковым числом витков, расположенных также на всех стержнях магнитопровода, и другую вторичную обмотку, состоящую из одной катущки 6, расположенной на одном из стержней, например, на среднем стержне, с таким же числом витков как у катущек 3-5. Катущки 3, 4 и 6 обеих вторичных обмоток соединены последовательно и имеют пять отводов от всех катущек, при этом начало катушки второй вторичной обмотки соединено с концом катущки фазы а первой вторичной обмотки, начало катушки фазы а первой вторичной обмотки соединено с началом катущки фазы с этой же обмотки и конец катушки фазы с соединен с началом катущки фазы в второй вторичной обмотки. Трансформатор работает следующим образом. Напряжение одной двухфазной нагрузки для тяговой сети 2x25 кВ - U (фиг. 2) определяется по формуле и; -Ua + Uti + Uc где иа и5 ис иф - фазные напряжения вторичных обмоток, и сни.мается с отводов 7, 8 и 9 трансформатора. Напряжение другой двухфазной нагрузки также для тяговой сети 2x25 кВ Uj Oi -Ub-Ua-f UC 2ифе где и1э иф - фазное напряжение, снимается с отводов 10, 8 и 11. Напряжения тяговых нагрузок сдвинуты по фазе на 60°. Напряжения нетяговых нагрузок складываются из двух напряжений. Для одной нетяговой нагрузки они образуют симметричный открытый треугольник, стороны которого представлены напряжениями -Ob и -Ua. Присоединяется эта нетяговая нагрузка к отводам 8, 9 и 10 трансформатора. Напряжения другой нетяговой нагрузки образуют аналогичный треугольник со сторонами Ос и иЬ. Для ее присоединения используются отводы 7, 8 и II. Напряжения все.х нагрузок гальванически связаны и имеют одну общую

точку (отвод 8), которая присоединяется к рельсам и заземляется.

Предлагаемое устройство обладает высокой эффективност)Ю, так как без дополнительных технических средств позволяет 5 вдвое снизить ко,1ичество трансфор.маторов, применяемы.х на тяговых подстанциях, и соответственно, снизить потери электроэнергии. Экономический эффект только за счет снижения потерь э,-|ектроэнергии составит не менее 2,1 млн. руб. в год. еть

ТРАНСФОРМАТОР ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ НАГРУЗОК, содержащий трехстержневой сердечник, первичную трехфазную обмотку, соединенную по схеме звезда, две вторичные обмотки с отводами от всех катушек, первая из которых состоит из трех катушек, расположенных на всех стержнях, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения трансформатора при питании гальванически связанных двух двухфазных нагрузок и двух трехфазных нагрузок и упрощения конструкции, вторая вторичная обмотка состоит из одной катушки, расположенной на одном (среднем) стержне сердечника, все катушки вторичных обмоток имеют одинаковое число витков, соединены последовательно и имеют пять отводов, при этом начало катушки второй вторичной обмотки соединено с концом катушки первой фазы первой вторичной обмотки и предназначено для присоединения первого плеча первой двухфазной нагрузки, начало катушки первой фазы первой вторичной обмотки соединено с началом катушки третьей фазы этой же обмотки, представляет нейтральный отвод и предназначено для присоединения к нейтральной точке первой двухфазной нагрузки, конец катушки третьей фазы первой вторичной обмотки соединен с началом катушки второй фазы первой вторичной обмотки, конец катушки второй фазы первой вторичной обмотки предназначен для присоединения второго плеча первой двухфазной нагрузки, конец катушки третьей фазы первой вторичной обмотки предназначен для присоединения первого плеча второй двухфазной нагрузки, начало третьей фазы первой вторичной обмотки предназначено (О для присоединения к нейтральной точке (/ второй двухфазной нагрузки, представляющей общую точку, и конец второй вторичной обмотки соединен с отводом, предназначенным для присоединения второго плеча второй двухфазной нагрузки, отводы от нейтральной точки и катушек второй и третьей фаз первой вторичной обмотки предназначены для присоединения первой трехфазной нагрузки и отводы от нейтральной точки первой фазы первой вторичной обмотки и второй вторичной обмотки предназначены со для присоединения второй трехфазной нагрузки.

V

5

/ / 2

Фиг.З