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CN105702436A - 一种应用于高铁接触网的交流融冰电抗器及其设计方法 - Google Patents

一种应用于高铁接触网的交流融冰电抗器及其设计方法 Download PDF

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CN105702436A
CN105702436A CN201610241151.5A CN201610241151A CN105702436A CN 105702436 A CN105702436 A CN 105702436A CN 201610241151 A CN201610241151 A CN 201610241151A CN 105702436 A CN105702436 A CN 105702436A
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CN
China
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coil
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alternating
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speed rail
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Pending
Application number
CN201610241151.5A
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English (en)
Inventor
孙震洋
陈兴强
王西勤
杜瑞建
尚国旭
李长擎
刘通
曹克涛
迟立昌
陈姣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHANDONG HADA ELECTRIC CO Ltd
Third Railway Survey and Design Institute Group Corp
Original Assignee
SHANDONG HADA ELECTRIC CO Ltd
Third Railway Survey and Design Institute Group Corp
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F29/00—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2823—Wires
    • H01F27/2828—Construction of conductive connections, of leads
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G7/00—Overhead installations of electric lines or cables
    • H02G7/16—Devices for removing snow or ice from lines or cables

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

本发明公开了一种应用于高铁接触网的交流融冰电抗器及其设计方法，电抗器包括：上节线圈、中节线圈和下节线圈；其中，该上、中、下节线圈分别连接有上连接排、中连接排以及下连接排，该上连接排、该中连接排以及该下连接排具有共同的进线端子，该进线端子连接电缆进线；该上节线圈、该中节线圈和该下节线圈分别设有第一、第二和第三出线端子，以连接电缆出线；该下节线圈的下方还设有多个支柱绝缘子，多个该支柱绝缘子固定于地面上。本发明的应用于高铁接触网的交流融冰电抗器根据高铁融冰装置系统特点及项目要求，确立干式空心电抗器运行关键特征参量及技术参数；采用多级分裂式调容技术对应用于高铁接触网的交流融冰电抗器调容。

Description

一种应用于高铁接触网的交流融冰电抗器及其设计方法
技术领域
本发明涉及一种电抗器，尤其涉及一种应用于高铁接触网的交流融冰电抗器。
背景技术
随着我国经济的快速发展，我国高速铁路规模在不断的扩大。但是由于我国是跨越地域气候最多的国家之一，高铁输配电接触网覆冰的现象频有发生，随着接触网不断延伸到易覆冰区，频繁发生的覆冰事故对铁路运行的危害逐渐凸显，接触网覆冰将对弓网接触、取电、拉弧、支吊产生重大影响。同时，高铁的输配电网络工况又与电网输配电工况有较大不同。因此，研制开发相应的高铁输配电网络专用防冰融冰技术及设备迫在眉睫。
为了减轻覆冰灾害对高铁输配电线路的影响，确保高铁安全顺利的运行，国内外进行了各种除冰、融冰技术研究。但对于融冰装置及其专用电抗器的研究，尚无系统的研究成果及成品应用。
由于电车负载大小不同，不同类型的电车对供电系统的牵引功率要求就不相同。这就要求电抗器具备调容功能，能够快速、可靠的改变自身电气参数。现阶段，国内电抗器行业的容量调节大多采用以下两种方式：
1、调距式电抗器。此类是将一相电抗器分为上下同轴的两节电抗器，通过螺杆调节两节电抗器的距离从而使两节电抗器互感发生变化，进而改变整组电抗器的容量。但此类电抗器对电抗器的体积、重量有着较苛刻的限制，不能适用于高铁输配电网络系统中。
2、包封调匝式电抗器。此类是在一相电抗器包封外围增加一层副线圈，系统先与副线圈相连接再串联到主线圈上，通过连接不同位置的接线端子调节电抗器容量。但该方式副线圈需要直接暴露在外界，存在安全隐患，稳定性能较差。同时，此类电抗器调节范围一般不超过额定容量的±5％，调节范围很小，不能适用于高铁输配电网络系统中。
此外，在电抗器绕制工艺中，两层导线之间必须增加玻璃丝以增强导线之间的绝缘性能。传统方式是将玻璃丝从上到下或从下到上均匀的排绕在导线表面。但在高铁用融冰系统中，系统供电电流大，负载变化频繁，导线电动力冲击强。上述绝缘层绕制方式虽然操作简单，但由于玻璃丝的绕制方向与导线的绕制方向一致，纵向无支撑结构，在较强的电动力冲击下很容易出现线圈绝缘层整体沿横向断裂现象，导致线圈密闭性能降低，给高铁的安全运行埋下隐患。
发明内容
针对现有技术中结构上的不足，本发明提供一种应用于高铁接触网的交流融冰电抗器，用于采用多级分裂式调容技术对应用于高铁接触网的交流融冰电抗器调容。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种应用于高铁接触网的交流融冰电抗器，包括：上节线圈、中节线圈和下节线圈；其中，所述上节线圈、所述中节线圈和所述下节线圈分别连接有上连接排、中连接排以及下连接排，所述上连接排、所述中连接排以及所述下连接排具有共同的进线端子，所述进线端子连接电缆进线；所述上节线圈、所述中节线圈和所述下节线圈分别设有第一出线端子、第二出线端子和第三出线端子，以连接电缆出线；所述下节线圈的下方还设有多个支柱绝缘子，多个所述支柱绝缘子固定于地面上。
本发明的应用于高铁接触网的交流融冰电抗器的设计方法为：计算上、中、下节线圈不同线匝间的自感及互感影响，建立等效方程，得出所需电感在电抗器上的出线端子位置；通过不同位置，调节电抗器接入系统的电感值，进而调节电抗器实际容量。
本发明的有益效果是：根据高铁融冰装置系统特点及项目要求，确立干式空心电抗器运行关键特征参量及技术参数；采用多级分裂式调容技术对应用于高铁接触网的交流融冰电抗器调容，最终建立高质量的符合系统要求的标准化产品；具有无油、产品结构简单、调容范围广、安全系数高、无磁饱和现象等优点，可以很好地满足高铁融冰装置的各项使用条件，保障高铁线路的安全运行。
附图说明
图1为本发明的应用于高铁接触网的交流融冰电抗器的结构示意图；
图2为本发明的地脚位置视图；
图3为本发明的电气结构图。
在图1中，各标号所表示的部件名称列表如下：
10上节线圈
11上连接排
20中节线圈
21中连接排
30下节线圈
31下连接排
40进线端子
51第一出线端子
52第二出线端子
53第三出线端子
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
请参照图1和图2所示，图1为本发明的应用于高铁接触网的交流融冰电抗器的外观结构示意图，图2为本发明的地脚位置视图。所述干式空心电抗器包括：上节线圈10、中节线圈20和下节线圈30，其中，所述上节线圈10、所述中节线圈20和所述下节线圈30分别设有上连接排11、中连接排21以及下连接排31，所述上连接排11、所述中连接排21以及所述下连接排31具有共同的进线端子40，所述进线端子40连接电缆进线，所述上节线圈10、所述中节线圈20和所述下节线圈30分别设有第一出线端子51、第二出线端子52和第三出线端子53，以连接电缆出线。此外，所述下节线圈30的下方还设有多个支柱绝缘子，多个所述支柱绝缘子固定于地面上。
请参照图3所示，其为本发明的电气结构图。本领域技术人员可根据容量的需求选择合适的出线端子。本发明的应用于高铁接触网的交流融冰电抗器提出了大电流工况下的干式空心电抗器多级分裂式调容技术方案，该方案通过计算上、中、下节线圈不同线匝间的自感及互感影响，建立等效方程，得出所需电感在电抗器上的出线端子位置。通过不同位置，调节电抗器接入系统的电感值，进而调节电抗器实际容量。
融冰装置中交流短路融冰电源由牵引变电所提供，电流通过上下行T线(分区所处上下行之间通过网上短路)及牵引所内设置的融冰装置流入牵引变压器短路方式，先将融冰线路的一端短路，然后在另一端提供融冰电源，以较大短路电流来加热导线，使依附在导线上的冰融化。通过采取控制所内既有断路器对短路线路进行全电压冲击合闸方式。
主要技术指标：
运行地点：户外；
电压等级为：27.5kV；
额定电流为：≤4000A；
调节范围：容量3级可调。
此外，本发明利用专用的绕丝臂，通过绕线机自动控制绕丝臂的上下行程，将玻璃丝有规律地、横纵向地绕制在导线的内外层，此种绝缘层花绕方法绕制过程中无须人工参与，绝缘层可以均匀交织在线圈的内外表面，有效加强了绝缘层纵向抗拉能力，从根本上解决了绝缘层的开裂问题，提高了产品质量，保障了高铁的安全运行。
本发明的应用于高铁接触网的交流融冰电抗器根据高铁融冰装置系统特点及项目要求，确立干式空心电抗器运行关键特征参量及技术参数；采用多级分裂式调容技术对应用于高铁接触网的交流融冰电抗器调容；采用绝缘层花绕绕制方式；最终建立高质量的符合系统要求的标准化产品。具有无油、产品结构简单、调容范围广、安全系数高、无磁饱和现象等优点，可以很好的满足高铁融冰装置的各项使用条件，保障高铁线路的安全运行。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种应用于高铁接触网的交流融冰电抗器，其特征在于，包括：上节线圈、中节线圈和下节线圈；其中，
所述上节线圈、所述中节线圈和所述下节线圈分别连接有上连接排、中连接排以及下连接排，所述上连接排、所述中连接排以及所述下连接排具有共同的进线端子，所述进线端子连接电缆进线；
所述上节线圈、所述中节线圈和所述下节线圈分别设有第一出线端子、第二出线端子和第三出线端子，以连接电缆出线；
所述下节线圈的下方还设有多个支柱绝缘子，多个所述支柱绝缘子固定于地面上。
2.一种应用于高铁接触网的交流融冰电抗器的设计方法，其特征在于，计算上、中、下节线圈不同线匝间的自感及互感影响，建立等效方程，得出所需电感在电抗器上的出线端子位置；通过不同位置，调节电抗器接入系统的电感值，进而调节电抗器实际容量。
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