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牽引變壓�
閱讀�14230時間�2022-06-20 11:57:05

    牽引變壓�是將三相電力系統(tǒng)的電能傳輸給二個各自帶負載的單相牽引線�。二個單相牽引線路分別給上下行機車供電。在理想的情況下,二個單相負載相�。所�,牽引變壓器就是用作三相變二相的變壓��

    牽引變壓� 是一種特殊電壓等級的電力變壓�,應(yīng)滿足牽引負荷變化劇烈、外部短路頻繁的要求,是牽引變電所�"心臟"。我國牽引變壓器采用三相、三�--二相和單相三種類�,因而牽引變電所也分為三相、三�--二相和單相三��


概述

    牽引變壓器是將三相電力系�(tǒng)的電能傳輸給二個各自帶負載的單相牽引線路。二個單相牽引線路分別給上下行機車供�。在理想的情況下,二個單相負載相同。所�,牽引變壓器就是用作三相變二相的變壓器�

    traction transformer 工頻單相交流電力機車上用于改變電源電壓的裝置� 牽引變壓器的作用原理和普通變壓器相同。牽引變壓中有:同高壓接觸網(wǎng)相接的繞組,稱為原邊繞組或高繞組;向硅整流器或大功率晶閘管和牽引電動機供電副邊繞�,稱為牽引繞組;向機車上各輔助電機供電有其他特殊用途的繞組,稱為輔助繞��

    牽引變壓器是一種特殊電壓等級的電力變壓�,應(yīng)滿足牽引負荷變化劇烈、外部短路頻繁的要求,是牽引變電所的“心臟�。我國牽引變壓器采用三相、三相——二相和單相三種類型,因而牽引變電所也分為三�、三相——二相和單相三類�


分類

    按照變壓器結(jié)�(gòu)種類和接線方式分為:

    1.單相結(jié)線變壓器

    2.單相(三相)V,v�(jié)線變壓器

    3.三相YN,d11雙繞組變壓器

    4.斯科特�(jié)線變壓器

    5.YN� �(jié)線阻抗匹配牽引變壓器

    6.YN� �(jié)線平衡變壓器

    7.非阻抗匹配YN� �(jié)線平衡變壓器


工作原理

    變壓器的工作原理和分析:變壓�---利用電磁感應(yīng)原理,從一個電路向另一個電路傳遞電能或傳輸信號的一種電器是電能傳遞或作為信號傳�?shù)闹匾�?/p>

    1,單相結(jié)線變壓器原理�

    牽引變壓器的原邊跨接于三相電力系�(tǒng)中的兩相;副邊一端與牽引�(cè)母線連接,另一 端與軌道及接地網(wǎng)連接。牽引變壓器的容量利用率�,但其在電力系統(tǒng)中單相牽引負荷產(chǎn)生的負序電流較大,對接觸�(wǎng)的供電不能實�(xiàn)雙邊供電。所�,這種�(jié)線只適用于電力系�(tǒng)容量較大,電力網(wǎng)比較�(fā)達,三相負荷用電能夠可靠地由地方電網(wǎng)得到供應(yīng)的場�。另�,單相牽引變壓器要按全絕緣設(shè)計制��

    2,單相V,v�(jié)線變壓器(三相)原理�

    將兩臺單相變壓器以V的方式聯(lián)于三相電力系�(tǒng)每一個牽引變電所都可以實�(xiàn)由三相系�(tǒng)的兩相線電壓供電。兩變壓器次邊繞�,各取一端聯(lián)至牽引變電所兩相母線上。而它們的另一端則以聯(lián)成公共端的方式接至鋼軌引回的回流�。這時,兩臂電壓相位差60o接線,電流的不對稱度有所減少。這種接線即通常所說的60o接線。(三相� 原理:將兩臺容量相等或不相等的單相變壓器器身安裝于同一油箱�(nèi)組成。原邊繞組接成固定的V�(jié)線,V的頂點(A2與X1連接點)為C�,A1,X2分別為A相,B�。副邊繞組四個端子全都引出在油箱外部,根�(jù)牽引供電的要�,既可接成正“V”,也可接成反“V��

    3,三相YN,d11雙繞組變壓器原理�

    三相YN,d11�(jié)線牽引變壓器的高壓側(cè)通過引入線按�(guī)定次序接�110kV�220kV,三相電力系�(tǒng)的高壓輸電線�;變壓器低壓�(cè)的一角c與軌�,接地網(wǎng)連接,變壓器另兩個角a和b分別接到27.5kV的a相和b相母線上。由兩相牽引母線分別向兩�(cè)對應(yīng)的供電臂供電,兩臂電壓的相位差為60o,也�60o接線。因�,在這兩個相鄰的接觸�(wǎng)區(qū)段間采用了分相絕緣器�

    4,斯科特�(jié)線變壓器原理�

    實際上也是由兩臺單相變壓器按�(guī)定連接而成。一臺單相變壓器的原邊繞組兩端引�,分別接到三相電力系�(tǒng)的兩�,稱為座變壓�;另一臺單相變壓器的原邊繞組一端引�,接到三相電力系�(tǒng)的另一�,另一端到M座變壓器原邊繞組的中點O,稱為T座變壓器。這種�(jié)線型式把對稱三相電壓變換成相位差� 的對稱兩相電�,用兩相中的一相供�(yīng)一邊供電臂�;另一相供�(yīng)另一邊供電臂。M座變壓器原邊繞組匝數(shù),電壓分別用 表示,兩端分別接入電力系�(tǒng)的B,C�;副邊繞組匝�(shù),電壓分別用 表示,向左邊供電臂供�。T座變壓器原邊繞組匝數(shù),電壓分別為 ,一端接在M座變壓器原邊繞組的中點O,另一端接到接到電力系�(tǒng)的A相;副邊繞組匝數(shù),電壓分別為 ,向右邊供電臂供電。T座和M座副邊匝�(shù)相同,都� ,原邊匝�(shù)不同,T座原邊匝�(shù)是M座的 。實際中,通常把兩臺單相變壓器繞組裝配在一個鐵芯上,安裝在一個油箱內(nèi)�

    5,YN� �(jié)線阻抗匹配牽引變壓器原理�

    副邊繞組三角形結(jié)線結(jié)�(gòu)即在非接地相增設(shè)兩個外移繞� 。內(nèi)三角形接線的一角c與軌道,接地�(wǎng)連接� 兩端分別接到牽引�(cè)兩相母線�。由兩相牽引母線分別向兩�(cè)對應(yīng)的供電臂牽引�(wǎng)供電�

    6,YN� �(jié)線平衡變壓器原理:根�(jù)平衡變壓器的工作原理,要求:

    � 原邊接三相對稱電源電壓時,副邊二相輸出端口空載電壓對稱(即大小相等,相位差為90o�

    � 副邊二相輸出端口帶相同負載時,原邊三相電流對稱�

    YN� �(jié)線阻抗匹配牽引變壓器,雖然滿足了上述需要和要求,但是平衡繞� (或 )與a(或b,c)繞組的匝數(shù)� 和阻抗匹配系�(shù) 都是固定�。一般來�,繞組匝�(shù)的配合比較容�。而無論從�(shè)計上還是制造工藝上來講,要得到�(yù)先確定的某一阻抗匹配系數(shù)都是相當困難�。YN� �(jié)線阻抗匹配平衡變壓器的要� ,在�(shè)計上和制造工藝上的難度是不言而喻��

    7� 非阻抗匹配YN� �(jié)線平衡變壓器原理�

    在前面所述的YN� �(jié)線平衡變壓器�,當 �,不需要專門進行阻抗匹配,按�(jié)�(gòu)對稱性布置繞組,就可以使該變壓器達到平衡。這是YN� �(jié)線平衡變壓器� 的特�。由于它不需要專門進行阻抗匹配,所以稱為非阻抗匹配YN� �(jié)線平衡變壓器�


�(yōu)缺點

    1.單相結(jié)線變壓器

    �(yōu)點:容量利用率可�100%;主接線簡單,設(shè)備少,占地面積小,投資少�

    缺點:不能供�(yīng)地區(qū)和牽引變電所三相負荷用電,在電力系統(tǒng)�,單相牽引負荷產(chǎn)生的負序電流較大,對接觸�(wǎng)的供電不能實�(xiàn)雙邊供電�

    適用于:電力系統(tǒng)容量較大,電力網(wǎng)比較�(fā)�,三相負荷用電能夠可靠的由地方電�(wǎng)得到供應(yīng)的場合�

    2.單相V,v�(jié)線變壓器(三相)

    單相�

    �(yōu)點:主結(jié)線較簡單,設(shè)備較少,投資較省。對電力系統(tǒng)的負序影響比單相�(jié)線少。對接觸�(wǎng)的供電可實現(xiàn)雙邊供電�

    缺點:當一臺牽引變壓器故障時,另一臺必須跨相供�,即兼供左右兩邊供電臂的牽引�(wǎng)。這就需要一個倒閘過程,即把故障變壓器原來承擔(dān)的供電任�(wù)�(zhuǎn)移到正常運行的變壓器。在這一倒閘過程完成�,故障變壓器原來供電的供電臂牽引�(wǎng)中斷供電,這種情況甚至?xí)绊懶熊?。即使這一倒閘過程完成�,地區(qū)三相電力供應(yīng)也要中斷。牽引變電所三相自用電必須改用劈相機或單相-三相自用變壓器供�。實�(zhì)上變成了單相�(jié)線牽引變電所,對電力系統(tǒng)的負序影響也隨之增大�

    三相�

    �(yōu)點:保持了單相V,v�(jié)線變壓器的主要優(yōu)點,完全克服了單相V,v�(jié)線變壓器缺點。可取的是解決了單相V,v�(jié)線變壓器不便于采用固定備用及其自動投入的問題,有利于實現(xiàn)分相有載或無載調(diào)��

    3.三相YN,d11雙繞組變壓器

    �(yōu)點:牽引變壓器低壓側(cè)保持三相,有利于供應(yīng)牽引變電所自用電和地區(qū)三相電力。在兩臺牽引變壓器并�(lián)運行情況�,當一臺停電時,供電不會中�,運行可靠方�。三相YN,d11雙繞組變壓器在我國采用的時間�,有比較多的�(jīng)驗,制造相對簡�,價格便宜。對接觸�(wǎng)的供電可實現(xiàn)兩邊供電�

    缺點:牽引變壓器容量不能得到充分利用,只能達到額定容量的75.6%,引入溫度系�(shù)也只能達�84%,與采用單相�(jié)線牽引變壓器的牽引變電所相比,主接線要復(fù)雜一�,用的設(shè)�,工程投資也較多,維護檢修工作量及相�(yīng)的費用也有所增加�

    適用于:山區(qū)單線電氣化鐵路牽引負載不平衡的場所�

    4.斯科特�(jié)線變壓器

    �(yōu)點:當M座和T座兩供電臂負荷電流大小相等,功率因素也相等時,斯科特�(jié)線變壓器原邊三相電流對稱。變壓器容量可全部利�。(用逆斯科特�(jié)線變壓器把對稱兩相電壓變換成對稱三相電壓)。對接觸�(wǎng)的供電可實現(xiàn)兩邊供電�

    缺點:斯科特�(jié)線牽引變壓器制造難度較�,造價較高。牽引變電所主結(jié)線復(fù)�,設(shè)備較多,工程投資也較�。維護檢修工作量及相�(yīng)的費用有所增加。而且斯科特結(jié)線牽引變壓器原邊T接地(O點)電位隨負載變化而產(chǎn)生漂�。嚴重時有零序電流流�(jīng)電力�(wǎng),可能引起電力系�(tǒng)零序電流繼電保護誤動�,對鄰近的平行通信線可能產(chǎn)生干�,同時引起牽引變壓器各相繞組電壓不平�,而加重繞組的絕緣負擔(dān)。為�,該�(jié)線牽引變壓器的絕緣水平要采用全絕��

    5.YN� �(jié)線阻抗匹配牽引變壓器

    �(yōu)點:當阻抗匹配系�(shù) 時,無論副邊 � ,原邊三相電流平�,即無零序電流。當副邊 � �,原邊三相電流對�,沒有負序電流對電力系統(tǒng)的影響。原邊三相制的視在功率完全轉(zhuǎn)化為副邊二相制的視在功率,變壓器容量可全部利�。原邊仍為YN�(jié)�,中性點引出,與高壓中性點接地電力系統(tǒng)匹配方便。副邊仍有△�(jié)線繞組,三次諧波電流可以流�,使主磁通和電勢波形有較好的正旋�。利用斯科特�(jié)線變壓器把對稱兩相電壓變換成對稱三相電壓。對接觸�(wǎng)的供電可實現(xiàn)兩邊供電�

    缺點:設(shè)計計算及制造工藝復(fù)�,造價較高� 兩供電臂之間的分相絕緣器兩端承受的電壓為 ,因此,分相絕緣器的絕緣�(yīng)注意加強�

    適用于:牽引變電所自用電和站區(qū)三相電力�

    6.YN� �(jié)線平衡變壓器

    �(yōu)點:其阻抗匹配系�(shù)在一定范圍內(nèi)任意選取,因而使變壓器的�(shè)計和制造更加方便。阻抗匹配系�(shù)取值的靈活性對繞組布置具有重要意義�

    缺點:需要考慮減小電磁�,環(huán)流等問題�

    7� 非阻抗匹配YN� �(jié)線平衡變壓器

    �(yōu)缺點與YN� �(jié)線阻抗匹配牽引變壓器基本相同,但還存在若干不同點�

    非阻抗匹配YN� �(jié)線平衡變壓器與YN� �(jié)線阻抗匹配牽引變壓器分別是YN� �(jié)線阻抗匹配牽引變壓器� � 的特�。在YN� �(jié)線平衡變壓器�,前者不需要專門進行阻抗匹配,繞組布置容易,�(shè)計制造方�;后者繞組設(shè)計條件苛�,設(shè)計制造困�� 取其他值的情況則介于二者之��


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