牽引變壓器 培訓(xùn)

1、補充內(nèi)容：補充內(nèi)容： 牽引變壓器原理及其接線牽引變壓器原理及其接線 （2）自耦變壓器）自耦變壓器 是AT供電的專用變壓器，自身阻抗很小， 一般沿牽引網(wǎng)沒1020km架設(shè)一臺，用以降 低線路阻抗，提高網(wǎng)壓水平及減小通信干擾。 （3）動力變壓器）動力變壓器 給本所外的非牽引負(fù)荷供電 27.5/10KV （4）所用變壓器（自用電變壓器）所用變壓器（自用電變壓器） 給所內(nèi)二次設(shè)備、檢修及日常生活用電、照 明用電 27.5/0.4KV或27.5/0.23KV 三相牽引變壓器的基本結(jié)構(gòu)三相牽引變壓器的基本結(jié)構(gòu) o 牽引變壓器的作用牽引變壓器的作用 牽引變壓器的作用是將110kv的三相交 流電能變換成27.

2、5kv的單相交流電能供機車使 用。在變電所中起降壓分相的作用。 p 牽引變壓器的結(jié)構(gòu) 關(guān)鍵部分：繞組、鐵芯 附件：主要包括油箱、儲油柜、分接開關(guān)、 安全氣道、氣體繼電器、絕緣套管等。 其作用是保證變壓器安全和可靠運行 變壓器的外形圖變壓器的外形圖 1一信號式溫度計； 2一吸濕器； 3一儲油柜； 4一油表； 5一安全氣邊； 6一氣體繼電器； 7一高壓套管； 8一低壓套管； 9一分接開關(guān)； 10一油箱； 11鐵心； 12線圈； 13放油閥門 高壓套管高壓套管 低壓套低壓套 管管 分接開關(guān)分接開關(guān) 瓦斯繼電器瓦斯繼電器 防爆管防爆管 油枕油枕 油位表油位表 散熱器散熱器 鐵心鐵心 油箱油箱 線圈線圈

3、 呼吸器呼吸器 10-銘牌銘牌 11-接地螺栓接地螺栓 12-油樣閥門油樣閥門 13-放油閥門放油閥門 14-閥門閥門 18-凈油器凈油器 20-變壓器油變壓器油 信號溫度計信號溫度計 鐵心鐵心 鐵心既作為變壓器的磁路；又作為變壓器的鐵心既作為變壓器的磁路；又作為變壓器的 機械骨架機械骨架 鐵心一般由0.350.5mm厚的硅鋼片疊裝而成。 硅鋼片的兩面涂以絕緣漆，使片間絕緣，以減小渦 流損耗。 組成： v鐵心柱（有繞組的部分） 作用是套裝繞組 v鐵軛（聯(lián)接兩個鐵心柱的部分） 作用是連接鐵心柱，使磁路閉 繞組繞組 繞組是變壓器的電路部分，用來傳輸電能繞組是變壓器的電路部分，用來傳輸電能 o 材料

4、： 在絕緣筒上用絕緣銅線或鋁線繞成 o 種類： v一次繞組或原邊繞組 v二次繞組或副邊繞組 缺鐵心繞組圖？ 油箱及其附件油箱及其附件 （1）油箱）油箱 作用：變壓器的外殼、盛裝絕緣油的容 器；運行時的散熱冷卻 卻置。 油箱內(nèi)裝滿變壓器油，器身裝在油 箱內(nèi)，浸沒在變壓器油里面。（高、低 壓繞組套裝在鐵心上總稱為器身 ） 對大容量變壓器，采用強迫冷卻的方法對大容量變壓器，采用強迫冷卻的方法 （2）儲油柜（油枕）儲油柜（油枕） 儲油柜固定在油箱頂上并用管子與油箱直 接連通 。 儲油柜的上部有加油栓，加油栓，可以向變壓器內(nèi)補 油，油箱的下部有放油活門，可以排放變壓器 油 ，減小油與空氣的接觸面積 。

5、儲油柜的一側(cè)有油位計，油位計，可查看油面高度的 變化。 儲油柜上還裝有吸濕器，吸濕器，它是一種空氣過 濾裝置，外部空氣經(jīng)過吸濕器干燥后才能進人 儲油柜，從而使油箱中的油不易變質(zhì)損壞。 在油箱與儲油柜之間還裝有氣體繼電器。氣體繼電器。 當(dāng)變壓器發(fā)生故障時，油箱內(nèi)部 會產(chǎn)生氣體， 氣體繼電器動作而發(fā)出故障信號以提示工作人員 及時處理或使相應(yīng)的開關(guān)自動跳閘，切除變壓器 的電源。 大容量變壓器油箱蓋上還裝有安全氣道。安全氣道。 它是一個長的鋼筒，下面與油箱相通，上端裝 有防爆膜。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障產(chǎn)生大量 氣體時，油箱內(nèi)部壓力迅速升高而沖破安全氣道 上的防爆膜，噴出氣體，消除壓力，以免產(chǎn)生重 大

6、事故。 油箱及其附件油箱及其附件 （3）高、低壓絕緣套管）高、低壓絕緣套管 高、低壓線圈引出線由套管固定； 保持對地絕緣并引到油箱外； 通過套管頂部接線端子與外線相連。 （4）散熱器）散熱器 散熱器采用可拆卸的雙面扁管式，安裝 于油箱壁上，再配合風(fēng)扇電機，對運行中絕 緣油在油箱內(nèi)上、下油層溫差下循環(huán)冷卻散 熱，延緩絕緣油及部件老化。 油箱及其附件油箱及其附件 （5）溫度計）溫度計 為測量油箱內(nèi)上層油溫以監(jiān)視運行 當(dāng)油溫升高至預(yù)定值時，器內(nèi)電觸點閉合，啟動電 風(fēng)扇，也可給出油溫過高的運行異常信號。 （6）分接開關(guān)）分接開關(guān) 為經(jīng)濟方便地調(diào)節(jié)二次側(cè)供電電壓，變壓器各相 高壓側(cè)線圈中部引出6個分接頭

7、，與裝設(shè)的中部單相 分接開關(guān)相連接，供變壓器停電后通過改變變比而不 勵磁調(diào)壓。它裝上油箱的頂部。 油箱及其附件油箱及其附件 單相變壓器的基本原理單相變壓器的基本原理 o原理原理 當(dāng)變壓器的一次繞組接通交流電源時，在繞組中當(dāng)變壓器的一次繞組接通交流電源時，在繞組中 就會有交變的電流通過，并在鐵心中產(chǎn)生交變的磁就會有交變的電流通過，并在鐵心中產(chǎn)生交變的磁 通，該交變磁通與一次、二次繞組交鏈，在它們中通，該交變磁通與一次、二次繞組交鏈，在它們中 都會感應(yīng)出交變的感應(yīng)電動勢。二次繞組有了感應(yīng)都會感應(yīng)出交變的感應(yīng)電動勢。二次繞組有了感應(yīng) 電動勢，如果接上負(fù)載，便可以向負(fù)載供電，傳輸電動勢，如果接上負(fù)載，

8、便可以向負(fù)載供電，傳輸 電能，實現(xiàn)了能量從一次側(cè)到二次側(cè)的傳遞。電能，實現(xiàn)了能量從一次側(cè)到二次側(cè)的傳遞。 o用途用途 變壓器一般只用于交流電路，它的作用是傳遞電變壓器一般只用于交流電路，它的作用是傳遞電 能，而不能產(chǎn)生電能。它只能改變交流電壓、電流能，而不能產(chǎn)生電能。它只能改變交流電壓、電流 的大小，而不能改變頻率。的大小，而不能改變頻率。 單相變壓器工作原理 線圈變壓器在一個 閉合的鐵心上分別 繞有兩個匝數(shù)不等 的線圈。 A 1 1 1 22 Z x a 2 磁通 感生電動勢 1原邊電流 2副邊電流 X 當(dāng)變壓器二次側(cè)開路如在一次側(cè)施 加頻率為f的交流電壓1 ，流過電 流為1，則在鐵心中產(chǎn)生

9、交變磁通 使這兩個線圈發(fā)生電磁聯(lián)系 由上兩式可求出： 1 W1 2 W2 K 一、二次線圈由同一磁通鉸鏈 1=4.44fW1m 2=4.44fW2m 即： =4.44fWm 式中：感應(yīng)電動勢 f頻率（Hz） W線圈匝數(shù) m主磁通最大值 電磁感應(yīng)原理：交變磁通穿過兩個線圈感應(yīng)出電勢，其大小電磁感應(yīng)原理：交變磁通穿過兩個線圈感應(yīng)出電勢，其大小 與磁通所鉸鏈的線圈匝數(shù)以及主磁通最大值成正比與磁通所鉸鏈的線圈匝數(shù)以及主磁通最大值成正比 單相變壓器工作原理 由于一次線圈漏抗和電阻都較小，可忽略由它們引起的電壓降 11 而二次側(cè)開路 2=0 11 1 W1 2 W2 其中： 1、 2 ： 一、二次線圈的端

10、電壓 K ： 變壓器的變比 K 由以上分析可以看出： 線圈匝數(shù)多的一側(cè)電壓高 反之,線圈匝數(shù)少的一側(cè)電壓低 變壓器空載時,一、二次側(cè)端電壓與一、二次線圈匝數(shù)成正比 這樣,變壓器就起到了變換電壓的作用 單相變壓器工作原理 E1=n1(/t) E2=n2(/t） E1/ E2= n1/ n2 由于原、副線圈的電阻都很?。篣1= E1，U2= E2 U1/ U2= n1/ n2 n2 U2 E2 n1 U1 E1 理想變壓器：理想變壓器： 忽略了原、副線圈電阻和各種電磁能損失 的變壓器叫理想變壓器。 P1=P2 U1I1=U2I2 I1/I2=U2/U1 又因為：U1/ U2= n1/ n2 所以：

11、 I1/I2= n2/ n1 三相變壓器工作原理 o 三相變壓器的鐵心有三個心 柱，每個心柱上都套裝著一、 二次線圈 o 其一、二次線圈分別接成星 形或三角形，構(gòu)成三相電路 并分別與電源和負(fù)荷連接 o 三相變壓器工作原理與單相 一樣,單相中的電壓和電流相 當(dāng)于三相變壓器的相電壓和 相電流 A BC X x Y Z yz a b c 額定容量額定容量 指變壓器在廠家銘牌規(guī)定的額定電壓、額定電流、額定 功率下連續(xù)運行時，能輸送的容量即視在功率。對三相變壓 器是指三相容量之和。 單相：Pe=UeIecos(KVA) 式中Ue-相電壓 Ie-相電流 三相：Pe=3UeIecos(KVA) 式中Ue-相

12、電壓 Ie-相電流 額定電壓額定電壓 指變壓器長時間運行時所能承受的工作電壓kv。三相電壓 的額定電壓指的是線電壓。 單相： Ue=Pe/ (Iecos)(V) 式中Ue-相電壓 Ie-相電流 三相： Ue=Pe/3(Iecos)(V) 式中Ue-相電壓 Ie-相電流 額定電流額定電流 指變壓器在額定容量下允許長期通過的電流值A(chǔ)。 變壓器的基本參數(shù) 線圈組別線圈組別 阻抗電壓阻抗電壓 阻抗電壓也稱短路阻抗或短路電壓，即把變壓器二次線 圈短路，一次線圈通以額定電流時所加的電壓，以對額定電 壓比值的百分?jǐn)?shù)來表示。 短路損耗短路損耗 二次側(cè)短路、一次側(cè)通以額定電流時，變壓器所消耗的 功率，稱為短路損

13、耗（銅耗） 空載電流空載電流 二次側(cè)空載、一次側(cè)加以額定電壓時，一次線圈中流過 的電流稱之為空載電流。 空載損耗空載損耗 二次側(cè)空載、一次側(cè)加以額定電壓時，變壓器所消耗的 功率，稱之為空載損耗（鐵損） 冷卻方式冷卻方式 冷卻介質(zhì)及循環(huán)方式 變壓器的基本參數(shù) 一般不標(biāo) O：自耦 D：單相 S：三相 （可不標(biāo)）J：油浸自冷 F：油浸風(fēng)冷 S：油浸水冷 G：干式空氣自冷 C：干式澆注絕緣 P：強迫循環(huán) S：三繞組（雙繞組可不標(biāo)） F：雙分裂繞組 L：鋁線（銅線不標(biāo)） Z：有載調(diào)壓（無勵磁調(diào)壓不標(biāo)） 牽引變壓器的型號 TH：濕熱 （防護代號） TA：干熱 高壓繞組額定電壓（KV） 額定容量（KVA）

14、設(shè)計序號（1、2、3） 產(chǎn)品型號的含義（銘牌） S F 2- QY 20000 / 110S F 3 Q Y 25000 / 110 GY 三相 油浸風(fēng)冷 設(shè)計序號 牽引 額定容量 額定電壓 三相 油浸風(fēng)冷 設(shè)計序號 牽引 額定容量 額定電壓 高原 單相牽引變電所單相牽引變電所 o采用單相變壓器的牽引變電所稱為單相牽引變電所。采用單相變壓器的牽引變電所稱為單相牽引變電所。 單相牽引變電所單相牽引變電所 一、純單相結(jié)線一、純單相結(jié)線 高壓繞組高壓繞組AXAX接三相電源的接三相電源的 某兩相某兩相( (如圖中的如圖中的ACAC相相) )， 電壓為電壓為110kV110kV或或220kV220kV。

15、 低壓繞組低壓繞組axax，首端，首端a a接至牽引母線上，末端接至牽引母線上，末端x x與鋼軌、與鋼軌、 地連接，輸出電壓地連接，輸出電壓27.5kV27.5kV。接牽引母線的一端，同。接牽引母線的一端，同 時給左右兩側(cè)的供電臂供電。時給左右兩側(cè)的供電臂供電。 純單相純單相I,i接線接線 單相單相V,v接線接線 變壓器的變壓器的容量利用率容量利用率是牽引變電所運行的重要經(jīng)是牽引變電所運行的重要經(jīng) 濟指標(biāo)。濟指標(biāo)。 優(yōu)點：容量可以充分利用，變電所的主接線簡單、優(yōu)點：容量可以充分利用，變電所的主接線簡單、 設(shè)備少。設(shè)備少。 缺點：在三相系統(tǒng)形成較大的負(fù)序電流；不能實缺點：在三相系統(tǒng)形成較大的負(fù)序

16、電流；不能實 現(xiàn)雙邊供電；變電所無三相電源，所用電需由附現(xiàn)雙邊供電；變電所無三相電源，所用電需由附 近的地方電網(wǎng)引入。近的地方電網(wǎng)引入。 %100 額定容量 額定輸出容量 K %100%100 2 1 2 1 UI UIUI K 純單相結(jié)線牽引變電所適用于：純單相結(jié)線牽引變電所適用于： 電力系統(tǒng)容量較大，地方電網(wǎng)較發(fā)達的地區(qū)。電力系統(tǒng)容量較大，地方電網(wǎng)較發(fā)達的地區(qū)。 o如：哈如：哈(爾濱爾濱) 大大(連連)線全部采用純單相結(jié)線，線全部采用純單相結(jié)線， 牽引變電所接于容量較大的牽引變電所接于容量較大的220kV電網(wǎng)。電網(wǎng)。 牽引變電所裝設(shè)兩臺單相牽引變電所裝設(shè)兩臺單相 結(jié)線牽引變壓器，作結(jié)線牽引

17、變壓器，作V,v接接 線。線。 V,v接線牽引變壓器原邊接線牽引變壓器原邊 接入電力系統(tǒng)的兩個線電壓接入電力系統(tǒng)的兩個線電壓 (如如AB、BC)。 次邊各有一端分別接到次邊各有一端分別接到 牽引側(cè)的兩相母線上，公共牽引側(cè)的兩相母線上，公共 端子與軌道及接地網(wǎng)連接。端子與軌道及接地網(wǎng)連接。 由于對地電壓相位不同，中由于對地電壓相位不同，中 間必須用分相絕緣器斷開。間必須用分相絕緣器斷開。 二、單相二、單相V,v結(jié)線結(jié)線 1.原、次邊電流關(guān)系原、次邊電流關(guān)系 設(shè)變比為設(shè)變比為KT bc T BCC bcab T BCABB ab T ABA bc T BCab T AB I K II II K I

18、II I K II I K II K I 1 )( 1 )( 1 11 2.額定利用率額定利用率 當(dāng)當(dāng)Iab、Ibc達到額定值達到額定值Ie時，即時，即 Iab=Ibc=Ie， 則額定輸出容量：則額定輸出容量：S=IabUe+IbcUe=2UeIe 額定容量：額定容量： S=2UeIe 所以，所以，K=100% 3.跨相供電跨相供電 當(dāng)一臺變壓器因故停電時，另一臺變壓器必當(dāng)一臺變壓器因故停電時，另一臺變壓器必 須跨相供電，即兼供左右兩邊供電分區(qū)的牽引網(wǎng)。須跨相供電，即兼供左右兩邊供電分區(qū)的牽引網(wǎng)。 優(yōu)點：容量利用率為優(yōu)點：容量利用率為100%，可以供給所內(nèi)及，可以供給所內(nèi)及 地區(qū)三相負(fù)荷，對牽

19、引網(wǎng)還可實行雙邊供電。地區(qū)三相負(fù)荷，對牽引網(wǎng)還可實行雙邊供電。 和純單相結(jié)線比，對系統(tǒng)的負(fù)序影響減小。設(shè)和純單相結(jié)線比，對系統(tǒng)的負(fù)序影響減小。設(shè) 備相對較少。備相對較少。 缺點：跨相供電缺點：跨相供電 o在陽在陽(平關(guān)平關(guān)) 安安(康康)等線路應(yīng)用。等線路應(yīng)用。 三相牽引變電所中大多采用的是三相牽引變電所中大多采用的是110kV110kV油浸風(fēng)冷式變壓器，該油浸風(fēng)冷式變壓器，該 牽引變壓器的接線采用牽引變壓器的接線采用YN,d11YN,d11標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)組。標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)組。 1.1.原理電路圖原理電路圖 高壓側(cè)繞組為高壓側(cè)繞組為YNYN，三個端子，三個端子(A)(A)、(B)(B)、 (C)(C)接電

20、力系統(tǒng)的接電力系統(tǒng)的A A、B B、C C三相三相 ( (或或ACBACB，BCABCA) )，中性點通過隔離，中性點通過隔離 開關(guān)開關(guān)QSQS接地。中性點何時接地由電力接地。中性點何時接地由電力 調(diào)度決定，通常是斷開的。調(diào)度決定，通常是斷開的。 次邊繞組接成次邊繞組接成，(c)(c)端子接鋼軌端子接鋼軌 和地。和地。(a)(a)、(b)(b)端子分別接牽引母線。端子分別接牽引母線。 2.2 三相三相YN,d11接線牽引變電所接線牽引變電所 （）內(nèi)符號表示端子號，（）內(nèi)符號表示端子號， 大寫為原邊，小寫為次邊大寫為原邊，小寫為次邊 其中繞組其中繞組(ax)，(cz)為負(fù)荷相繞組；為負(fù)荷相繞組；

21、 繞組繞組(by)為自由相繞組為自由相繞組 注意：帶注意：帶“（）（）”的字母的字母 表示端子號，應(yīng)與電力表示端子號，應(yīng)與電力 系統(tǒng)相序區(qū)分。系統(tǒng)相序區(qū)分。 為了便于分析，通常采用為了便于分析，通常采用 展開圖。展開圖。 畫展開圖有如下約定：畫展開圖有如下約定： (1)(1)原、次邊對應(yīng)繞組相互平行；原、次邊對應(yīng)繞組相互平行； (2)(2)原、次邊每相繞組的同名端原、次邊每相繞組的同名端 放在同一側(cè)；放在同一側(cè)； (3)(3)次邊繞組的次邊繞組的(c)(c)端子接鋼軌和地；端子接鋼軌和地； 2.2.展開圖展開圖 (4)次邊繞組按同名端與原邊繞組電壓一致。次邊繞組按同名端與原邊繞組電壓一致。 下

22、標(biāo)的標(biāo)注：下標(biāo)的標(biāo)注： (1)電流、電壓相量的下標(biāo)表示其實際相別，與繞組端電流、電壓相量的下標(biāo)表示其實際相別，與繞組端 子號無關(guān)。子號無關(guān)。 (2)臂負(fù)荷的電壓相別與其對應(yīng)的工作繞組相別一致。臂負(fù)荷的電壓相別與其對應(yīng)的工作繞組相別一致。 3.電壓、電流相量的規(guī)格化定向電壓、電流相量的規(guī)格化定向 (1)原邊繞組電壓、電流采用電動機慣例定向，原邊繞組電壓、電流采用電動機慣例定向，(看作負(fù)看作負(fù) 載載)，即牽引變壓器從電力系統(tǒng)吸收電能。，即牽引變壓器從電力系統(tǒng)吸收電能。 (2)次邊繞組電壓、電流采用發(fā)電機慣例定向，次邊繞組電壓、電流采用發(fā)電機慣例定向，(看作電看作電 源源)，即牽引變壓器是次邊負(fù)荷的

23、電源。，即牽引變壓器是次邊負(fù)荷的電源。 (3)原邊繞組電壓與實際進線電壓一致。原邊繞組電壓與實際進線電壓一致。 AI BI CI + AU - - +- - BU CU + - - cI aI bI + - - cU +- - aU + - - bU + - bU + - aU bI aI 次邊電壓、電流相量圖：次邊電壓、電流相量圖： 將負(fù)荷端口電壓進行相位比較，將負(fù)荷端口電壓進行相位比較， 引前引前120者稱為引前相者稱為引前相 ； 另一為滯后相另一為滯后相 ； 另一端口另一端口(無負(fù)荷無負(fù)荷)為自由相為自由相 。 注：與電力系統(tǒng)的相序一致注：與電力系統(tǒng)的相序一致 aU bU cU aI b

24、I a b aU bU cU a b (以以 為參考相量為參考相量)aU ， 分別表示負(fù)荷分別表示負(fù)荷 La、Lb的功率因數(shù)角。的功率因數(shù)角。 4.次邊繞組電流與負(fù)荷端口電流的關(guān)系次邊繞組電流與負(fù)荷端口電流的關(guān)系 baaIII 3 1 3 2 bacIII 3 1 3 1 babIII 3 2 3 1 次邊三相繞組電流相量圖：次邊三相繞組電流相量圖： 設(shè)次邊兩負(fù)荷相等。設(shè)次邊兩負(fù)荷相等。 以以 為基準(zhǔn)相量：為基準(zhǔn)相量： o將將Ia、Ib代入得：代入得： aI 0IIa 120IIb aI bI baaIII 3 1 3 2 aI babIII 3 2 3 1 bI bacIII 3 1 3 1

25、 cI 1 .19 3 65. 2 120 3 1 0 3 2 3 1 3 2 IIIIII ba a 1 .139 3 65. 2 120 3 2 0 3 1 IIIIb 120 3 1 120 3 1 0 3 1 IIIIc 從計算結(jié)果可看出，各相繞組電流極不對稱。從計算結(jié)果可看出，各相繞組電流極不對稱。 在兩臂負(fù)荷相等情況下，在兩臂負(fù)荷相等情況下，Ia=Ib=I (1)兩接地相繞組兩接地相繞組(臂繞組臂繞組)的電流大小相等，的電流大小相等， 非接地相繞組非接地相繞組(自由相繞組自由相繞組)的電流較小，的電流較小， (2)饋線負(fù)荷電流為臂繞組電流的饋線負(fù)荷電流為臂繞組電流的 倍，倍， II

26、I ba 3 65. 2 ac III 65. 2 1 3 1 65.2 3 a II 65. 2 3 5.容量利用率容量利用率 設(shè)額定輸出電壓為設(shè)額定輸出電壓為Ue，兩供電臂額定電流，兩供電臂額定電流Ia=Ib=Ie 三相變壓器的額定容量為：三相變壓器的額定容量為： 額定輸出容量為：額定輸出容量為： %100 e out S S K elee IUS3 eebeaeout IUIUIUS2 elep II 3 1 elelepe IIII655. 0 3 1 65. 2 3 65. 2 3 eleeleeeout IUIUIUS134. 1655. 022 %6 .75%100 3 134.

27、 1 %100 ele ele e out IU IU S S K 6.優(yōu)缺點優(yōu)缺點 優(yōu)點優(yōu)點: (1)變壓器原邊采用變壓器原邊采用YN結(jié)線，中性點引出接地方式結(jié)線，中性點引出接地方式 與高壓電網(wǎng)相適應(yīng)。與高壓電網(wǎng)相適應(yīng)。 (2)結(jié)構(gòu)相對簡單，繞組可采取分級絕緣，造價較低。結(jié)構(gòu)相對簡單，繞組可采取分級絕緣，造價較低。 (3)運用技術(shù)成熟，供電安全，可靠性好。運用技術(shù)成熟，供電安全，可靠性好。 (4)變電所有三相電源，不但所內(nèi)自用電可靠，而且變電所有三相電源，不但所內(nèi)自用電可靠，而且 必要時還可向地方負(fù)荷供電。必要時還可向地方負(fù)荷供電。 缺點：缺點： (1)變壓器的容量不能充分利用，輸出容量只能

28、變壓器的容量不能充分利用，輸出容量只能 達到其額定容量的達到其額定容量的75.6%，引入溫度系數(shù)后，也，引入溫度系數(shù)后，也 只能達到只能達到84%。 (2)和單相結(jié)線牽引變電所相比，主接線比較復(fù)和單相結(jié)線牽引變電所相比，主接線比較復(fù) 雜，設(shè)備多，占地面積大，工程投資大，而且維雜，設(shè)備多，占地面積大，工程投資大，而且維 護檢修的工作量和費用也相應(yīng)增加。護檢修的工作量和費用也相應(yīng)增加。 1.根據(jù)所給三相根據(jù)所給三相YN,d11結(jié)線牽引變電所的原理圖畫出其展開圖，并結(jié)線牽引變電所的原理圖畫出其展開圖，并 按規(guī)格化定向標(biāo)出原次邊電壓、電流以及負(fù)荷端口電流、電壓。按規(guī)格化定向標(biāo)出原次邊電壓、電流以及負(fù)荷

29、端口電流、電壓。 2.以引前相電壓為基準(zhǔn)，計算次邊繞組電流。以引前相電壓為基準(zhǔn)，計算次邊繞組電流。 3.畫出次邊繞組電流、電壓相量圖，負(fù)荷端口電流相量圖。畫出次邊繞組電流、電壓相量圖，負(fù)荷端口電流相量圖。 兩供電臂負(fù)荷功率因數(shù)相同，兩供電臂負(fù)荷功率因數(shù)相同， 均為均為8 . 0cos 1.概述：概述： 這種牽引變電所中變壓器為三相這種牽引變電所中變壓器為三相兩相平衡變兩相平衡變 壓器。壓器。 在電力系統(tǒng)中對稱和平衡是有區(qū)別的：在電力系統(tǒng)中對稱和平衡是有區(qū)別的： 平衡平衡 “0序序”，即無，即無“0序分量序分量”稱為平稱為平 衡，否則為不平衡衡，否則為不平衡 對稱對稱 “負(fù)序負(fù)序”，即無，即無“

30、負(fù)序分量負(fù)序分量”稱為對稱為對 稱，否則為不對稱稱，否則為不對稱 2.3三相三相-兩相牽引變電所兩相牽引變電所 而電氣化鐵道牽引負(fù)荷通過特定接線的牽引而電氣化鐵道牽引負(fù)荷通過特定接線的牽引 變壓器不會在電力系統(tǒng)中產(chǎn)生變壓器不會在電力系統(tǒng)中產(chǎn)生“0序分量序分量”，但，但 通常都會造成負(fù)序分量。因此，從三相系統(tǒng)看，通常都會造成負(fù)序分量。因此，從三相系統(tǒng)看， 牽引負(fù)荷是平衡而不對稱的。牽引負(fù)荷是平衡而不對稱的。 也正因為這個特點，電氣化鐵道正常運行時不也正因為這個特點，電氣化鐵道正常運行時不 考慮考慮“0序序”，只考慮負(fù)序，又把對稱變壓器稱，只考慮負(fù)序，又把對稱變壓器稱 為平衡變壓器，目的都是消除或

31、削弱負(fù)序。為平衡變壓器，目的都是消除或削弱負(fù)序。 由兩臺單相變壓器構(gòu)成。由兩臺單相變壓器構(gòu)成。 變壓器的原邊繞組聯(lián)成變壓器的原邊繞組聯(lián)成 倒倒T形接入三相電力系統(tǒng)，形接入三相電力系統(tǒng)， 副邊繞組聯(lián)成相位差為副邊繞組聯(lián)成相位差為 90的的V形，公共端接地形，公共端接地 和鋼軌，兩個開口端分和鋼軌，兩個開口端分 別接入接觸網(wǎng)相鄰的兩別接入接觸網(wǎng)相鄰的兩 區(qū)段，相鄰兩接觸網(wǎng)對區(qū)段，相鄰兩接觸網(wǎng)對 地電壓相位不同，故相地電壓相位不同，故相 鄰兩接觸網(wǎng)區(qū)段必須用鄰兩接觸網(wǎng)區(qū)段必須用 分相絕緣器斷開。分相絕緣器斷開。 2.Scott變壓器接線牽引變電所變壓器接線牽引變電所 (1)原、次邊電壓關(guān)系及變比關(guān)系

32、原、次邊電壓關(guān)系及變比關(guān)系 (M)座變壓器的繞組原邊接入電力系統(tǒng)座變壓器的繞組原邊接入電力系統(tǒng) AB相相(線電壓線電壓)， (T)座變壓器繞組原邊一端接座變壓器繞組原邊一端接(M)座繞組座繞組 的中點的中點D，另一端接入，另一端接入C相。相。 分析：分析： 以原邊相電壓以原邊相電壓 為參為參 考相量，則：考相量，則： (T)座原邊電壓座原邊電壓 為：為： AU 303 A ABUU CDU 120 2 3 30 2 3 1503 2 1 120 2 1 A AA ABABABCA ADCADACACD CADACD U UU UUUU UUUUU UUU (M)座原邊繞組匝數(shù)是座原邊繞組匝數(shù)是

33、(T)座的座的 ，而副邊匝，而副邊匝 數(shù)相等數(shù)相等( )。 (M)座變壓器變比座變壓器變比: (T)座變壓器變比座變壓器變比: 由于由于(M)與與(T)兩變壓器原邊電壓的關(guān)系對應(yīng)于等邊兩變壓器原邊電壓的關(guān)系對應(yīng)于等邊 三角形底邊和高的關(guān)系，故通常稱三角形底邊和高的關(guān)系，故通常稱M座為底變壓器，座為底變壓器， T座為高變壓器。座為高變壓器。 2 3 22 2 1 M K MT KK 2 3 2 3 2 1 2 1 90 2 3 90 2 3 U K U K U U M AB T CD (2)原、次邊電流關(guān)系原、次邊電流關(guān)系 列寫電流和磁勢平衡關(guān)系列寫電流和磁勢平衡關(guān)系 式式 原邊電流：原邊電流：

34、 若副邊兩相牽引負(fù)荷電流若副邊兩相牽引負(fù)荷電流 相等時，且相等時，且M、T兩供電兩供電 臂功率因數(shù)相等時，臂功率因數(shù)相等時， 以以 為參考相量：為參考相量： 列磁勢平衡方程：列磁勢平衡方程： 0 CBAIII I 900IIII 2121 2 11 2 3 22 IIII III CC BA 將將 代入得：代入得： 0 CBAIII 2121 2 11 2 3 22 IIII III CC BA M KIIII 2 1 900 90 3 2 150 3 2 30 3 2 M C M B M A K I I K I I K I I 結(jié)論結(jié)論 在在M、T兩供電臂負(fù)荷電流大小相等、兩供電臂負(fù)荷電流大

35、小相等、 功率因數(shù)相等的條件下，功率因數(shù)相等的條件下，Scott牽引變壓器牽引變壓器 原邊三相電流大小相等，相位互差原邊三相電流大小相等，相位互差120， 即原邊三相電流對稱。即原邊三相電流對稱。 達到額定輸出時，即達到額定輸出時，即 ， 此時：此時： 變壓器額定輸出容量：變壓器額定輸出容量： 變壓設(shè)計容量：變壓設(shè)計容量： e III e M CBA I K III 3 2 ee UIUIUIS2 eM M e AB M e M e ABCD BABAABCCDb UIKU K I U K I K I UU IUIUIUS ) 3 2 1 () 1 2 3 ( 3 2 ) 1 2 3 ( 3

36、2 3 2 )( 2 1 2 1 %8 .92 %100 3 2 1 2 %100 b e S S K (3)Scott變壓器容量利用率變壓器容量利用率 3.阻抗匹配平衡變壓器阻抗匹配平衡變壓器 所謂平衡變壓器必須滿足：所謂平衡變壓器必須滿足： (1)無論二相側(cè)無論二相側(cè)(負(fù)荷側(cè)負(fù)荷側(cè))負(fù)荷狀況如何，三相側(cè)負(fù)荷狀況如何，三相側(cè)(系系 統(tǒng)側(cè)統(tǒng)側(cè))均無零序電流。即三相側(cè)電流為均無零序電流。即三相側(cè)電流為“平衡系平衡系”； (2)當(dāng)二相側(cè)兩臂負(fù)荷相等時，三相側(cè)負(fù)序電流為當(dāng)二相側(cè)兩臂負(fù)荷相等時，三相側(cè)負(fù)序電流為 零。即三相側(cè)電流為零。即三相側(cè)電流為“對稱系對稱系”。 這里介紹的阻抗匹配平衡變壓器就是在

37、普通這里介紹的阻抗匹配平衡變壓器就是在普通 YN,d11接線變壓器的自由相上增加兩個繞組。這接線變壓器的自由相上增加兩個繞組。這 種結(jié)構(gòu)是目前現(xiàn)有平衡牽引變壓器中最簡單的。種結(jié)構(gòu)是目前現(xiàn)有平衡牽引變壓器中最簡單的。 使副邊使副邊內(nèi)各繞組阻抗?jié)M足阻抗匹配原則，從而使內(nèi)各繞組阻抗?jié)M足阻抗匹配原則，從而使 原邊平衡，即三個繞組阻抗?jié)M足原邊平衡，即三個繞組阻抗?jié)M足: Zab=Zbc=Zac (1)接線圖接線圖: 原邊接線與普通原邊接線與普通YN,d11接接 線變壓器的原邊情況完全相線變壓器的原邊情況完全相 同；同； 次邊三角形接線結(jié)構(gòu)有所改次邊三角形接線結(jié)構(gòu)有所改 變，變， 即在非接地相增設(shè)了即在非接地相增設(shè)了 兩個外移繞組：兩個外移繞組： 和和 。 (c)