牵引变压器接线及其电气

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牵引变压器接线及其电气量分析

牵引变压器接线及其电气

牵引供电系统的构成

L G TM TM

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牵引变电所

概述

我国现行的牵引变电所供电方式绝大多数为三相－两相制式，即其原边取自电力系统的110kV或220kV三相电压，次边向两个单相供电臂馈电，其母线额定电压为27.5kV或55kV（2×27.5kV）。

对于或的牵引变电所，次边两相电压的相别是原边三个相（或线）电压相别三中取二的某种组合；而对于，经变压器的变换，次边形成大小相等而相位相互垂直的两相电压。

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从广义的角度上讲，牵引变压器原次边之间除了有电压的变换外，还有电流和阻抗变换，可称为系统变换，如

A.B.C ο.α.β

通过系统变换，可以获得一次侧的牵引变压器、牵引负荷的等值电路模型，或二次侧的电力系统、牵引变压器等值电路模型。这两个等值电路模型对于牵引供电系统的电气分析十分方便、有用，如用于电压损失，故障分析，电能计量，负序含量，谐波水平等计算。

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三相YNd11接线牵引变电所

目前在三相牵引变电所中多采用的是110kV油浸风冷式变压器，该牵引变压器的接线采用标准联结组，即YNd11，必要时原边中性点可实施大电流接地。

备用方式有移动备用和固定备用两种，实用中大多采用固定备用。对于直接供电或BT供电方式，变压器次边输出电压为27.5kV，比牵引网标准电压（网压）25kV高10％。

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一、 YNd11接线原理电路图及展开图(A) (X)接供电臂 (a) (B) (Y) (b) (c) (z) (C) (Z)接供电臂

(x) (y)

绕组(ax),(cz)为负荷相绕组；绕组(by)则被称为自由相绕组，括号内符号为端子号，大写为原边，小写为次边。

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为分析的直观与方便，更常见使用YNd11接线牵引变压器的展开图。

画展开图有如下约定：

(1) 为施工和运行安全起见，统一规定次边绕组的（c）端子接钢轨和地；

(2) 原、次边对应绕组在图中相互平行；

(3) 原、次边对应（相）绕组的同名端放在同一侧；

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(A)接供电臂 (X) (a)

(B) (Y) (b) (c)

(C) (Z)接供电臂

(x) (y) (A)

(z) (A)

展开图(B) (B) (b) (c)

(C) (a)

(b) (c)

(C) (a)

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二、电压、电流相量的规格化定向

在牵引供电系统分析中，对所有牵引变压器均都采用规格化定向（又称为减极性定向，即在这种定向下，原次边绕组磁势相互抵消）。

(1) 原边绕组电压、电流采用电动机惯例定向，即牵引变压器从电力系统吸收电能；

(2) 次边绕组电压、电流采用发电机惯例定向，即牵引变压器是次边负荷的电源；

(3) 负荷吸收正功率。

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单相变压器规格化定向I1 U1

I2 E1

E2

U2

等值电路I1 U1

Z1

′ Z2

′ I2′ U2

对于理想变压

器，Z′

′ E1= E 2

Zm

′ U 1与 U 2同相

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YNd11规格化定向还应注意：

(1) 原边绕组电压与实际进线电压相别一致；

(2) 次边绕组按同名端与原边绕组电压一致；原

边电流、电压按电动机惯例，次边按发电机惯例，原、次边绕组电流为减极性。通常，完成电压定向后（先原边，后次边，或者根据需要而相反），先标次边电流（负荷），再标原边。

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YN,d11牵引变压器的规格化定向举例A B C

IA

IB

UB

UC Ib

IC

Uc

120o

Ua

UA Ib Ub

Uc′ Ib Ub

′ Ic

Ia Ua Ua

bUb

120

o

aIa

′ Ia

次边电压、电流相量图

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三、绕组电流与负荷端口电流的关系电力系统的电源电压和系统阻抗、牵引变压器的绕组漏抗归算到次边的等值电路(假设电力系统三相电压对称，阻抗平衡)Ib

Z′+ ZT S′ IbZ′+ ZT S′ Eb

′ Ec I′ c

Ia Ua

Z′+ ZT S

Ub

′ Ia

′ Ea

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目标:求解绕组电流Ib

Z′+ ZT S′ IbZ′+ ZT S′ Eb

′ Ec I′ c

Ia Ua

Z′+ ZT S

Ub

′ Ia

′ Ea

Ia

单独作用时

应用叠加原理

I′ b( a )= I′ c ( a )2( Z′+ Z T ) S

I′ a(a )

Z′+ ZT S′ Ea

I′a ( a )Ia

2 = Ia 3

′′ Eb+ Ec

I′b( a )= I′c ( a )

1 = Ia 3

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Ib

Z′+ ZT S′ IbZ′+ ZT S′ Eb

′ Ec I′ c

Ia Ua

Z′+ ZT S

Ub

′ Ia

′ Ea

Ib

单独作用时Z′+ ZT I′ b( b ) S′ Eb

I′c ( b )= I′a ( b )2( Z′+ Z T ) S

I′b( b )

Ib

2 = Ib 3

′′ Ea+ Ec

I′c ( b )= I′a ( b )

1 = Ib 3

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Ib

Z′+ ZT S′ Ib′ Z S+ ZT′ Eb

′ Ec I′ c

IaUa

I′ b( a )= I′ c ( a )2( Z′+ Z T ) S

S I′ a(a ) Z′+ ZT

Z′+ ZT S

Ia′ Ea

Ub

′ Ia

′′ Eb+ Ec

′ Ea

′ Ia′ Ib′ Ic

1 = I′ a ( a )+ I′ a ( b )= (2 I a I b ) 3 1= I′b( a )+ I′b( b )= ( I a+ 2 I b ) 3 1= I′c ( a )+ I′c ( b )= ( I a I b ) 3

Ib

Z′+ ZT I′ b( b ) S′ Eb

I′c ( b )= I′a ( b )2( Z′+ Z T ) S

′′ Ea+ Ec

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/lh5i.html