高速铁路V-X结线牵引变压器研究与应用
220kV三相V／V接线牵引变压器的研制和应用
往 电气 化铁路 有很 大 幅度 的提 高 ，如 大秦 线 ２亿
吨扩能 改造 工程 ，单列 车牵 引质 量 由 １ 吨 增加 万
到 ２万 吨 ，牵 引功 率也 由原 来 的 １８０Ｗ增加 至 ２０ｋ ２６ ０Ｗ 高速客 运专 线速 度 为 ３ ０ｍ ｈ时， 车 ５ ０ｋ ； ５ｋ ／ 列
牵 引功率 可达 到 ２ ０ ０ ５ ０ ｋ ， ２ ０ ～２ ０ ０ ｗ 是普 通速 度 客 运机 车功 率 的 ４ ～５倍 ， 如此 大 的负荷对 供 电系统
对 于 ２ ０ Ｖ牵 引变压器 ， 目前 国 内在 哈大 、 ２ｋ
形 成 了遍 布全 国的 电气 化铁 路 网 。
秦 沈线 上所 采用 的均 为单相 接线 ，但 ２ ０ｖ单 相 ２Ｋ 牵 引变压 器 能否在 重载 及高 速铁 路推 广 以及适 用
１ 问题 的提 出
随着 我 国国 民经 济 的持续 快速 增长 以及 人 民
速铁 路高 密度 大编 组运行 所 需的输 送容量 。
不同 电压 等级 线路 自然输送容量表 表１ 电压 波阻抗 自然输送容 电压 波阻抗 自然输送容 （Ｖ （ ｋ） Ｑ） 量 （Ｖ） （ １ Ｑ） （ 量
（ ＭＷ）
２０ ２ ３０ ３ ３０ ８ ３９ ０ １７ ２ ３ ３ ５ ５０ ０ ７０ ５ ２０ ７ ２０ ６
生活 水平 的不 断提 高 ，铁 路货 运 需求 不断增 加 ， 人们对 客运 服务 质量 ，特 别 是行车 速度 的要 求也
于重载及高速铁路的 ２０Ｖ牵引变压器应当采用 ２ｋ
何种 接线 形式 ，成 为我 国高速 及重 载 电气化铁 路
牵 引供 电系统 设计 人 员必须考 虑和 回答 的 问题 。
（ ＭＷ）
高速铁路牵引供电系统相关问题的分析与研究毕业设计解析
``毕业设计高速列车与牵引供电系统直接相关,是进行牵引供电系统研究的最重要的基础。
为此，文首先对牵引供电系统组成进行了详细介绍，然后结合牵引供电系统供电方式及牵引供电回路的特点，对牵引供电系统供电分析论证,针对无功功率、谐波电流、负序电流，分析了牵引供电系统解决办法。
然后提出了理想牵引供电系统，根据运行方式与同相供电系统，研究并分析牵引变电所的(最小)补偿容量，并提出研究后的自耦变压器(AT)供电模式，从而进行新型AT供电模式的研究。
关键词：牵引供电系统、牵引变电所、供电系统、供电回路第1章绪论 (1)1.1 本文研究的目的和意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.2.1 概况 (1)1.2.2 日本 (2)1.2.3 法国 (4)1.2.4 德国 (5)1.3 本文主要工作 (6)第2章高速铁路牵引供电系统系统介绍 (7)2.1 牵引供电部分 (7)2.2 牵引网供电方式 (9)2.2.1 直接供电方式 (9)2.2.2 吸流变压器—回流线装置BT (9)2.2.3 自耦变压器供电方式(AT) (10)2.2.4 带回流线的直接供电方式(DN) (11)2.3 牵引供电回路 (12)第3章高速铁路牵引供电系统相关问题 (14)3.1 铁道牵引供电系统的组成 (14)3.2 铁道牵引供电系统存在的问题 (14)3.2.1 无功功率 (14)3.2.2 谐波电流 (15)3.2.3 负序电流 (15)3.2.4 解决方法 (15)第4章高速铁路牵引供电发展的若干关键技术问题 (17)4.1 理想牵引供电系统 (17)4.1.1 系统构成 (17)4.1.2 运行过程 (18)4.2 现行方式与同相供电系统 (19)4.2.1 同相供电系统 (19)4.2.2 牵引变电所的(最小)补偿容量 (20)致谢 (21)参考文献 (22)第1章绪论1.1 本文研究的目的和意义随着我国国门经济的持续稳定发展，人口城镇化进程加速，国际交往急剧增加，旅游事业日益兴旺，诱发了大量的困运需求。
高速和重载电气化铁路V型接线牵引变压器负序补偿研究
高速和重载电气化铁路V型接线牵引变压器负序补偿研究夏焰坤;李群湛;解绍锋;易东;郭锴【摘要】为解决V形接线形式牵引变电所引起的负序问题,首先分析了V型接线形式负序产生机理.在此基础上提出基于潮流控制器(PFC)的补偿方法,该方法采用2个单相背靠背连接的变流器在变压器次边2个端口进行功率交换和补偿,容易实现异相供电补偿模式和同相供电补偿模式,同时分析了基于PFC装置的负序补偿原理及电流检测方法,其中电流检测方法采用瞬时无功功率理论.最后对补偿方案进行了仿真验证,仿真结果表明所提方法能取得良好的补偿效果.【期刊名称】《电力自动化设备》【年(卷),期】2014(034)002【总页数】6页(P73-78)【关键词】V形接线牵引变压器;补偿;负序;潮流控制器;同相供电;电流检测;电气化铁路【作者】夏焰坤;李群湛;解绍锋;易东;郭锴【作者单位】西南交通大学电气工程学院,四川成都610031;西南交通大学电气工程学院,四川成都610031;西南交通大学电气工程学院,四川成都610031;西南交通大学电气工程学院,四川成都610031;西南交通大学电气工程学院,四川成都610031【正文语种】中文【中图分类】U223.50 引言我国电气化铁路采用单相工频交流供电方式，该方式具有供电系统结构简单、供电电压高的特点，但相对于三相电力系统是一种不对称供电方式，存在负序问题。
电力机车负荷是大功率非线性负载，存在功率大、无功含量高、谐波大的特点。
因此负序、无功和谐波是电气化铁路牵引供电系统早期面临的三大问题[1-2]。
随着现代电力电子技术的发展，我国通过引进-消化-吸收-再创新的办法，目前已开发出具有自主知识产权的大功率交直交型和谐号高速动车组和和谐号重载机车。
交直交型机车具有功率因数高（接近1）、低次谐波含量少的特点，极大改善了电气化铁路的电能质量问题。
然而，随着大功率机车的投入运营，负序问题将会长期存在。
负序能够引起电力系统发电机转子过热、振动，引起继电保护装置误动等一系列问题[3-4]。
《高速铁路牵引变电所》-课件--第二章-牵引变电所高压设备精选全文
LMZJ1-0.5型电流互感器
常用的电流互感器
1、多匝电流互感器
电流互感器
1一次接线端子；2-一次绕组；3-二次接线端子； 4-铁芯；5-二次绕组；6-铭牌
LMZJ1-0.5型电流互感器
常用的电流互感器
1、多匝电流互感器
电流互感器
1-铁芯；2-一次绕组；3-二次绕组 “8”型电流互感器
常用的电流互感器
电压互感器的技术参数
电压互感器
5、极性：一般规定，电压互感器的一次绕组的首端标为A，尾端标为X，二次绕组的 首端标为a，尾端标为x。在接线中，A与a以及X与x均成为同极性。当一次电流I1从 首端A流入、尾端X流出时，二次电流I2是从首端a流出、尾端x流入，这样的极性标 示称为减极性,反之，为加极性。
它通过电的直接连接传导给负载。
高速铁路牵引变电所
互感器
互感器概述
互感器是电流互感器和电压互感器的统称，是一种特殊的变 压器。它将一次回路的高电压和大电流按比例变换成标准低电 压(100V或100/V，额定值)或标准小电流(5A或1A，额定值)， 以便向测量仪表、保护设备及自动控制设备提供信号。
互感器的作用
电压互感器的技术参数
6、型号：
电压互感器
电压互感器的接线方式
电流互感器
电压互感器的接线方式
电压互感器
电压互感器的接线方式
电压互感器
常用的电压互感器
1、电磁式电压互感器
电压互感器
一次接线端子 高压绝缘套管 二次绕组
铁芯
二次接线端子
JDZJ-10型电压互感器互感器
常用的电压互感器
1、电磁式电压互感器
变压器型号
变压器概述
变压器主要技术参数
vx接线牵引变压器(1)
V-X接线牵引变压器V/X指三相的单相变AT变压器。
由两台用于AT供电的单相变压器组合而成，其接线原理如图所示。
V/X接线牵引变压器是电气化铁路用于AT供电方式的变压器，目前主要用于高速铁路或客运专线。
V-X接线牵引变压器是3绕组变压器，每相有2个次边绕组，次边绕组的匝数是V/V接线牵引变压器的2倍。
V/X变压器与V/V变压器结构相近，相当于两台VV变压器。
高压为一个绕组，低压分为T和F绕组，两个绕组中间接地，当两个这样的单相变压器组合到一起时，就成了V/X接线。
V-X接线牵引变压器次边绕组中，连接接触网的次边绕组是T绕组，接正馈线的次边绕组是F绕组。
V-X接线是将V/V接线和AT方式纯单相接线的技术进行整合，设计和制造方面比斯科特、十字交叉接线都要简单。
优点：容量利用率为100%，可以供给所内及地区三相负荷，对牵引网可以实现双边供电。
缺点：一台牵引变压器故障时，另一台进行跨相供电，中间需要一个倒闸过程。
应用：AT方式 VX接线110/2×这种新型的V系列牵引变压器已经首次于2005年4月在准（格尔）东（胜）线地方铁路周家湾至西营子段铁路电气化工程福兴城牵引变电所投入运行；2007年3月，第二个采用 VX接线牵引变压器的朔黄铁路龙宫牵引变电所也投入了运行，京沪高铁设计中也是采用的这种方式。
V/X牵引变压器目前国内都是用四台单相变拼的，用单相变的参数即可。
在所有能用于AT供电方式的变压器中,这种类型的变压器结构相对简单,可靠性高,对系统的负序影响和Vv变压器一样,无论在110kV和220kV系统中均可采用。
110KV-220KV,V/X接线牵引变压器。
高铁变电所高压电器的运行与维护—牵引变压器的运行与维护
牵引变压器
牵引变压器的接线组别
接线组别特点
牵引变压器的接线组别
单相接线或V/V接线方式
V/V接线和单相接线由于其低压侧无法提供公共中性点，因此不能直接应用于AT牵引供电系统中。但是由于 其接线简单、容量利用率高、运营费用低、运营维护方便，在直接供电系统和带回流线的直接供电系统中应 用广泛。
y/△接线方式
地，然左后通右过两低个压供侧电a臂相。和b两相供输电送臂电线能上给电左右压两相个位供相电差臂1。20两°供，电牵臂引线变上电电所压出相口位处相需差1装2设0°，电牵分引相变隔电离所装出口处
需装设电分相隔离装置。
置
接线组别分类
牵引变压器的接线组别
阻抗匹配平衡接线方式
阻抗匹配平衡接线牵引变压器又称为星形延边三角形接线的牵引变压器。这种变压器是YI△牵引变压器的一种改进产品，其高压侧联接方 法与Y/▲牵引变压器相同，铁芯同样采用三相芯式的结构。其通过增加低压侧绕组的数量和改进接线方式，以实现将高压侧进线的三相对 称电压转变成相位相差90°的两相对称电压。即在Y/△变压器低压侧的非接地相上增加两个感应绕组，如图所示。增加这两个绕组的目的是 为了能够让低压侧α相和β相的电流实现对称，即达到阻抗匹配的效果。
0.6
牵引变压器的结构
学 校：
V/X接线牵引变压器
牵引变压器的结构
牵引变压器是将三相电力系统的电能传输给两个各自 带负载的单相牵引线路。两个单相牵引线路分别给上 下行电力机车供电，是牵引变电所的“心脏”。
V/X接线牵引变压器
牵引变压器的结构
工作原理
V/X接线牵引变压器的原理图
V/X接线是V/V接线的特殊形式，V/X接线牵引变压器其实由2台单相双分裂变压器组成， 主要通过结线将三相供电系统转化为四相供电系统，其原理如图所示。
高速铁路牵引变压器的磁路分析与优化设计
高速铁路牵引变压器的磁路分析与优化设计随着我国高速铁路建设的不断发展，高速铁路牵引变压器的磁路分析与优化设计也变得越发重要。
这篇文章将从设计要求、磁路分析、使用效果等几个方面探讨高速铁路牵引变压器的磁路分析与优化设计。
一、设计要求高速铁路牵引变压器的设计要求主要有三点：一是能够承受高压、高电流、高功率的运行状态；二是能够达到较高的效率和可靠性；三是尽可能减小体积和重量。
在满足以上设计要求的基础上，还需要考虑磁路设计和电磁兼容性等因素。
因此，在进行高速铁路牵引变压器的磁路分析和优化设计时，需要考虑多个方面的要求和限制。
二、磁路分析高速铁路牵引变压器的磁路分析是设计优化的关键。
一方面，磁路的结构和参数会直接影响其性能和使用效果；另一方面，通过磁路分析可以确定优化方向和改进措施。
进行磁路分析时，需要考虑磁路的磁阻、磁场、铁芯、绕组等多个因素，并且需要使用专业的软件进行模拟和计算。
同时，还需要考虑牵引变压器的电路参数和工作条件等因素，以保证磁路设计的合理性和正确性。
三、磁路优化设计在进行磁路分析的基础上，进行磁路优化设计就成为了必然的选择。
通过对磁路结构和参数的调整和优化，可以获得更好的使用效果。
磁路优化设计的难点在于需要考虑多个因素的综合影响。
一方面，需要考虑磁路的参数和结构的变化对效率、功率密度、重量等多个指标的影响；另一方面，还需要考虑优化设计后的磁路的可行性和实际可实现性。
在进行磁路优化设计时，需要综合考虑多个方面的因素，包括磁路参数、电路参数、工作条件等，以实现最佳的优化效果。
四、使用效果高速铁路牵引变压器的使用效果是评价磁路分析和优化设计的重要指标。
通过评估使用效果，可以进一步改进和优化设计方案，提高牵引变压器的性能和效率。
评估使用效果需要考虑多个指标，如效率、功率密度、起动性能、过负荷性等。
通过对各个指标的综合评估和比较，可以确定最优的设计方案，并进一步改进和优化方案。
综上所述，高速铁路牵引变压器的磁路分析与优化设计是一个复杂而重要的工作。
V_X接线与Scott接线牵引变压器的工程应用比较
V/X接线与Scott接线牵引变压器的工程应用比较杨振龙摘要：通过对采用V/X接线110/2×27.5 kV牵引变压器与采用AT方式Scott接线110/55 kV牵引变压器的牵引变电所在占地面积、投资、负序影响、节能等方面进行比较，并结合朔黄电气化铁道增建的AT方式龙宫牵引变电所选择采用V/X接线牵引变压器的工程实例，说明了V/X接线牵引变压器在工程应用上的合理性，还结合国家政策分析了这种接线牵引变压器的应用前景。
关键词：V/X；Scott；接线；牵引变压器；工程；应用；比较Abstract: By comparison of land occupation, investment, negative sequence influence and energy saving between substations with V/X wiring 110/2×27.5 kV traction transformer and AT mode Scott wiring 110/55 kV traction transformer, with reference of practical engineering examples of new built A T mode Longgong traction substation adopting V/X wiring traction transformer in Shuhuang railway, illustrates the rationality for the engineering application of V/X wiring traction transformer, and analyzes the application prospect of the transformer with this wiring mode with regards to the state policy.Key words:V/X; Scott; wiring; traction transformer; engineering; application; comparison中图分类号：U224.2文献标识码：B文章编号：1007-936X(2006)03-0004-040 前言AT方式V/X接线110/2×27.5kV这种新型的V 系列牵引变压器已经首次于2005年4月在准（格尔）东（胜）线地方铁路周家湾至西营子段铁路电气化工程福兴城牵引变电所投入运行[1]，运行状况良好。
高速铁路Vx牵引变压器供电方式优化研究
ＡＢＳ ＴＲＡＣＴ ： Ａｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｉ ｔ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ
Ｃｈ ｉ ｎ ａ ’ Ｓ ｈ ｉ ｇ ｈ — ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｒ ａ ｉ ｌ ｗａ ｙ，ａ ｎ ｅ ｗ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ ｆ ｏ ｒ ｈｅ ｔ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ ｉ ｓ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ． Ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｉ ｎ ｇ ｈｅ ｔ ｍｅ ａ — ｓ ｕ ｒ ｅ ｄ ｌ ｏ ａ ｄ ｄ ａ ｔ ａ ｏ ｆ ａ ｐ ａ ｓ ｓ ｅ ｎ ｇ ｅ ｒ ｄ ｅ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ ｌ ｉ ｎ ｅ ， ｈｅ ｔ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｒ ｉ ｓ ｅ ａ ｎ ｄ ｌ ｉ ｆ ｅ ｌ ｏ ｓ ｓ ｏ ｆｉ ｔ ｓ Ｖｘ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒａ ｔ ｎｓ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｒ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｈｅ ｔ ｐ ｒ ｏ － ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ ａ ｒ ｅ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ． Ｔｈ ｕ ｓ ｈｅ ｔ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｐ ｕ ｔ ｓ ｏｒ ｆ ｗａ ｒ ｄ ｈａ ｔ ｔ
ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｇ ｈｅ ｔ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｔ ｒ ａ ｃ ｉ ｔ ｏ ｎ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ ｍｏ ｄ ｅ Ｃ ｎ ａ ｍａ ｋ ｅ ｈｅ ｔ ｈ ｉ ｇ ｈ — ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｒ ａ ｉ ｌ ｗａ ｙ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ｅ ｄ ｎｄ ａ ｍｏ ｒ ｅ ｅ ｃ ｏ ｎ ｏ ｍｉ ｃ ．
不等容量Vx接线牵引变压器负荷过程分析与补偿方案研究的开题报告
不等容量Vx接线牵引变压器负荷过程分析与补偿方案研究的开题报告一、选题背景随着电气化的进一步深入，电力系统的稳态和稳定性越来越受到重视。
其中，牵引负载占据着相当大的比重，而牵引负载的变化也是电力系统中经常遇到的问题。
牵引变压器作为承担牵引负载的重要设备，针对其负荷过程进行分析和补偿，对于保障电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
目前，国内外学者对于牵引变压器负荷过程分析和补偿方案研究已经取得了一定的成果。
但是，对于不等容量Vx接线的牵引变压器，研究还比较有限。
因此，本研究旨在对不等容量Vx接线牵引变压器负荷过程进行分析，并提出相应的补偿方案。
二、研究内容和方法1.研究内容(1)基于实际牵引负载数据，建立不等容量Vx接线牵引变压器负荷模型。
(2)对于该模型，进行分析，得到其负荷过程的特点和规律。
(3)对于该模型的不同工况，提出相应的补偿方案，以降低其对于电力系统的影响。
2.研究方法(1)实地调研，收集相关的牵引负载数据。
(2)基于收集的数据，建立相应的负载模型，并进行模拟分析。
(3)结合分析结果，提出相应的补偿方案，并进行验证。
三、研究意义(1)本研究将对不等容量Vx接线牵引变压器的负荷特性进行分析，为电力系统的稳定运行提供重要的依据。
(2)针对该模型的不同工况，提出相应的补偿方案，可有效降低其对于电力系统的影响，提高电力系统的安全稳定性。
(3)进一步推动牵引变压器领域的研究和应用，对于电力产业的发展具有积极意义。
四、预期成果(1)建立不等容量Vx接线牵引变压器负荷模型，并进行仿真分析。
(2)提出相应的补偿方案，针对不同工况进行验证。
(3)撰写学位论文及相关学术论文，推动研究成果在学术界和工业界的推广应用。
以上是本开题报告的全部内容。
高速铁路牵引变压器容量与配置方案优化研究
Ｓ ｅ ｐ ｔ ｅ ｍｂ ｅ ｒ ，２ ０ １ ３
高速 铁 路 牵 引变 压 器 容 量 与 配置 方 ，梁泽川
（ １ ．西南交 通大学 电气工程学院 ，四川 成都 ６ １ ０ ０ ３ １ ；
２ ． 中铁二院工程集团有限责任公 司，四川 成都 摘
备 的牵 引变压器 配置优 化方案 ，该方案能够 有效 提高牵 引变压器 容量利 用率 ，对 电能 质量 的影 响远低 于 ＧＢ ／ Ｔ １ ５ ５ ４ ３ －２ ０ ０ ８标准的限值要求 ，具有 良好 的技术经济性 。
关键词 ：牵引变压器 ；温升效应 ；寿命 损失 ；容量优化 ；配置方案
中 图 分 类 号 ：Ｕ２ ２ ４ ． ２ ２ 文献 标 识 码 ：Ａ ｄ ｏ ｉ ：
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ 一 Ｏ ｌ 一 ２ ０ ； 修订 日 期 ：２ ０ １ ３ — ０ ５ — ２ ２ 然科学基金资助项 目 （ ５ １ ３ ０ ７ １ ４ ３ ） ；中央高校基本科研 业务 费专项 资金资助项 目 （ ２ ６ ８ ２ ０ １ ３ Ｃ Ｘ ０ １ ９ ） ；中铁二院工程 集团 基金 项 目 ： 国家 自
童１ ３ ４
ｌ ３ ３
１ ３ ２ ０ ２ ４ ６ ８ １ ０ １ ２ １ ４ １ ６ ｌ ８ ２ Ｏ ２ ２ ２ ４
时 间ｍ
（ ａ ） Ａ相
１ ３ ５
现，因此 ，通过对 牵引变压器绕组 负荷 电流 的测
第３ ４ 卷， 第５ 期 ２ ０ １ ３年 ９月
文章编 号 ：１ ０ ０ １ — ４ ６ ３ ２（ ２ ０ １ ３ ）０ ５ — ０ ０ ７ ０ — ０ ６
中 国 铁 道 科 学
ＣＨ Ｉ ＮＡ ＲＡＩ Ｉ Ｗ ＡＹ Ｓ ＣＩ ＥＮＣＥ
高铁供电系统的不平衡负序电流对电力系统影响的研究
高铁供电系统的不平衡负序电流对电力系统影响的研究摘要：高速铁路牵引供电系统是一种三相不均衡负载，在运行过程中会出现负序电压，如果电压超过了正序，将会对电网的运行和运行带来不利的后果。
通过对高铁牵引站不均衡负序电流的影响进行了理论和模拟计算；从原理上，对V/X接线模式下的牵引电源进行了建模，并给出了V/X接线模式下的逆序法；在模拟和分析方面，利用 PSCAD/EMIDC完成5个高铁牵引站对电力系统影响的计算。
分析发现，该地区5个高铁牵引站对电网运行的影响程度不尽相同，其中，共用线路短路能力相对较低的电网，三相电压失衡率超标。
关键词：高铁供电系统；负序电流；电力系统；V/X接线电力列车的单相工作频率为25kV，牵引电源中的负序电源是以电为主，三相不均衡所引起的负序电流经牵引站点输入到供电网络中，因其工作的随机特性，导致某一区间的三相电压失调，很难调整。
目前国内新建的高铁采用220kV和330kV （西北）电压等级的输电线路，但是，不同区域的电网组成和长度不一样，也有可能对保护等装置造成一定的冲击。
此外，铁路列车拖车所产生的负序不均衡对电网终端网或某些脆弱的电网是否有较大的冲击，也是一个值得探讨的问题。
对此，本文通过分析5个高铁牵引站对电网带来的影响，探讨了铁路不均衡负序电流在电网中的作用，从而为防止铁路列车运行中的负序不均衡对电网的危害和控制奠定基础。
1.V/X接线方式高铁供电系统模型1.1外部电源模型牵引变进线采用220 kV等级供电，牵引变电所牵引侧母线额定电压为27.5 kV，接触网及电力机车均为25 kV，并在PSCAD中采用一种较为理想的三相交流电压源仿真模型。
1.2牵引V/X接线形式牵引变电所模型牵引变电所的牵引变压器1台，备用1台。
V/X接线方式的牵引变压器是将V/V接线与 AT接线相结合，两台单相变压器组成一组，两台单相变压器的原边V接，分别连接高压电网的三相，副边线圈从中间接地点引出，两台单相变压器副边的四个端点分别连接接触线T1、馈线F1、接触网T2和馈线F2，牵引母线通过馈线牵引变电所两侧供电臂牵引供电，此时牵引变电所无须设置自耦变压器。
(完整版)高铁牵引变压器接线方式探讨
高铁牵引变压器接线方式探讨韩保全郑州铁路局郑州供电段 河南 郑州 450005摘要：分析高铁牵引变压器进线电压改变后，牵引变压器的接线方式发生了改变，新的变压器接线方式命名为“W/X ”接线关键词： 高铁 变压器 W/X 接线目前，我国高速铁路发展已经引领世界铁路发展的潮流，很多技术占居世界先进之列。
特别是牵引供电方面，国产技术几乎为100%。
不论是供电方式还是接触网设备标准都已经突破国际标准；我们就牵引主变压器接线方式作一探讨。
一、牵引变压器在铁路运输中的重要性我们知道，牵引变电所是铁路运输的心脏，高速电气列车速度高，高峰时段密度大。
空气阻力随速度呈几何级数增长，列车牵引力主要克服空气阻力运行，牵引负荷很大。
350KM/H 速度时，列车运行所需功率最高达到24000KW 。
2000年7月1日发布的“铁道部令第3号《铁路行车事故处理规则》”中明确规定，牵引变电所设备故障即构成一般B7类事故。
GB/T12325-2008《供电电压偏差》基本条款；35KV 及以上供电电压正、负偏差的绝对值之和不超过标称电压的10%。
如供电电压上下偏差同号时，按较大的偏差绝对值为衡量依据。
220V 单相用户的供电电压允许偏差为标称电压的+7%、-10%。
要保证供电电压偏差满足国家标准要求，可以通过以下两条途径：（1）电网中传输的无功功率尽可能小；（2）负荷端口的系统三相短路容量尽可能地大。
由此可见，维持良好的供电电压水平，取决于供电部门和电力用户双方的共同努力。
我国边远地区电气化铁路目前面临的问题是电网短路容量偏小，供电能力较弱。
电网短路容量偏小意味着系统发电容量偏小或电源距负荷中心偏远。
国外专家通常认为，电网公共连接点短路容量不足用户容量的30倍时，可以视其为小电网，小电网常见的电能质量问题之一就是供电电压偏差较大。
二、变压器接线方式要满足那些条件：1.特殊接线实现三相—单相对称补偿系统有两个目的： 一是寻求无功、负序完备补偿的最简方式和最小容量。
高速铁路牵引供电系统继电保护研究
高速铁路牵引供电系统继电保护研究摘要：高速铁路的牵引供电系统的主要功能就是向电力机车提供连续可靠的电能。
但是，由于系统结构、供电方式、用电负荷的不同，牵引供电系统继电保护原理与电力系统有很大差别，因此，需要加强高速铁路牵引供电系统继电保护的研究。
基于此，文章就高速铁路牵引供电系统继电保护进行分析。
关键词：高速铁路；牵引供电系统；继电保护1.高速铁路牵引供电系统概述从组成上来看，高速铁路车辆牵引供电系统由牵引网、电力机车组和牵引变电所构成。
利用牵引变电所完成电能转化后，系统能够利用独立电源进线将电能传送给牵引网，从而为车辆供电。
而由于牵引负荷为单相负荷，所以需要利用特别变压器将负荷均匀分配到系统三相中。
在高铁上，则通常采用V/x接线等牵引变压器。
在供电方式上，系统主要采用全并联AT供电方式，设置有多个供电回路，所以在故障发生时会产生多个回路给短路点供电，对继电保护有特殊要求。
此外，高铁车辆采用交-直-交电力机车，电路谐波成分等有一定差异，因此也将影响继电器保护功能的发挥。
2.继电保护研究2.1线路保护研究2.1.1电力系统线路保护由于全线速动的需要，电力系统220kV以上电压等级的线路普遍采用以光纤为通信通道的线路电流差动保护作为主保护。
光纤电流差动保护简称光差保护，其保护原理建立在基尔霍夫电流定律的基础之上，具有良好的选择性，能快速地切除保护区内的故障，长期以来对其的研究一直不断。
电力线路能够应用电流差动保护的一个重要前提是电力负荷在被保护线路的区域以外，与牵引网有很大不同。
作为牵引网的负荷，电力机车或动车组会在牵引网区段内沿线移动。
如果牵引网采用差动保护，在负荷工况下差动电流将是所有负荷电流之和，差动保护的动作电流必须躲过最大负荷电流。
在此情况下，差动保护的动作电流与过电流保护的动作电流相同，两者的灵敏度也相同。
2.1.2牵引网保护高速铁路牵引网沿用了普速铁路采用的保护原理，主要有距离保护、过电流保护、电流增量保护等。
高速铁路V／X结线牵引变压器的研究与应用
（ 南 宁 铁 路 局 柳 南 电 化 建 指 ，工程 师 ，广 西 摘 南宁 ５ ３ ０ ０ ０ ３ ）
要 ：本 文 通 过 介 绍 高 速 铁 路 牵 引 供 电方 式 特 点 ，分 析 Ａ Ｔ供 电方 式 下 Ｖ ／ Ｘ结 线 牵 引 变 压 器 的 原 理 和 优 点 ，结 合 广 西沿 海 高 速 铁 路 牵 引 变 压 器 的 应 用 情 况 ，提 出进 一 步研 究 与该 结 线 形 式 相 关 的 问 题 的 重
第 ２ ０ 卷第 ２ 期 ２ ０ １ ４年 ４ 月
铁 道 运 营技 术
Ｋａ ｉ ｌ ｗａ ｙ Ｏｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏｎ Ｔｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏｇ ｙ
ｖ Ｏｌ ２ （ ）Ｎ ｏ ２ Ａｐ ｒ ｉ ｌ ２ （ ） １ ４
高 速铁 路 Ｖ ／ Ｘ结 线 牵 引 变 压 器 的 研 究 与 应 用
大大增 加 ， 同 时 减 少 对 通 信 线 路 干 扰 …。
大， 绝 缘水 平 需 采 用全 绝 缘 ， ＿ 丁程 造 价高 ； 牵 引 变 电 所 主接 线 复 杂 ， 设备较多， Ｔ 程投 资 大 。在 Ａ Ｔ供 电 方式下５ ５ ｋ 侧 出 口需 配备 自耦 变压 器 ， 从 而 使 变 电
２ Ｖ ／ Ｘ结 线 牵 引 变 压 器 的 原 理
Ｖ ／ Ｘ结 线是 Ｖ ／ Ｖ结线 的特 殊 形式 ， Ｖ ／ Ｘ结线 牵 引 变 压 器 其 实 由 ２台单 相 双 分 裂 变 压器 组 成 ， 主 要 通 过 结 线 将 三相 供 电系 统转 化 为 四相 供 电系 统 ， 其 原 理 如 图 ４所示 。 其 一次 绕 组 接 成 固定 的 ｖ联 结 ， 高
水 平 的提高 ， 高 速 铁 路 的 发 展 在 我 国 已 成 为 一 种 趋
高速铁路牵引变压器接线分析
电铁信息网讯高速铁路牵引变压器接线分析铁四院电化处助理工程师汪自成摘要回顾和分析了当前高速铁路牵引变压器接线型式提出了高速铁路供电系统中超大容量的变压器采用纯单相接线存在的问题。
通过分析和比较各种接线型式的牵引变压器特点得出在高速铁路供电系统中超大容量的变压器不宜采用纯单相接线宜采用三相接线变压器和三相一两相平衡变压器。
关键词高速铁路单相变压器超大容量缺陷…’ —引言牵引变压器类型选择是决定牵引供电系统设计是否合理、是否容易实现、是否利于降低运营费用和维护成本的关键。
目前国内在高速牵引供电系统设计中关于牵引变压器选型方面还没有相关经验可以借鉴只能参考国外高速铁路的经验但是国内高速铁路与国外高速铁路相比在行车组织、车辆编组、列车定员等方面有较大差异因此高速铁路牵引供电系统的牵引变压器类型选择不能够照搬、照套国外的牵引变压器类型必需要选择或开发适合国内高速铁路特点的牵引变压器。
目前高速铁路所采用牵引变压器类型自二十世纪六十年代日本修建了世界上第一条时速达 东海新干线开始到目前为止己建成高速电气化铁路的国家主要有日本、法国、德国、意大利、西班牙、韩国等。
在高速铁路电气化技术方面已经形成了以法国、日本和德国为首的三足鼎立的局面三种模式各有特点。
在高速铁路牵引供电牵引变压器选型方面日本国内条新干线的牵引变压器均采用三相一二相平衡变压器法国国内条高速铁路的牵引变压器主要采用纯单相变压器部分采用 接线变压器德国国内条高速铁路的牵引变压器也采用纯单相变压器西班牙和韩国高速铁路的电气化技术均采用了法高速铁路牵引变压器接线分析汪自成国的高速技术西班牙采用纯单相变压器韩国采用三相一二相平衡变压器变压器。
上述各条高速铁路有关牵引供电技术标准见下表。
国外高速铁路牵引变压器接线型式和最大容量表变压器最国线路名称晟高速度长度接触网电压供电方式牵引变类型大容量家 东海新干线 变形伍德桥×山阳新干线 ×日东北新干线变形伍德桥×本上越新干线 变形伍德桥×变形伍德桥长野新干线 巴黎东南线 纯单相×法地中海线 纯单相×大西洋线 纯单相×国北方线纯单相×德汉诺威一威尔茨堡 直供纯单相×国曼海姆一斯图加特 直供纯单相×西马德里一塞尔维亚 纯单相×班牙马德里一莱里达 纯单相×韩国汉城一釜山 ×从“表”中可以看出除了可以看出除了日本和韩国高速铁路的牵引变压器采用三相一二相平衡变压器外其它高速铁路的牵引变压器均采用纯单相牵引变压器。
220kV三相V_V接线牵引变压器的研制和应用
表 1 不同电压等级线路自然输送容量
电压 波阻抗 自然输送容量 电压 波阻抗 自然输送容量
/ kV /Ω
/MW
/ kV
/Ω
/MW
220 380
127
500
270
330 309
353
750
260
925 2 160
212 负序影响 正常情况下 ,单相牵引变压器对电力系统的负序
影响最大 ,但在一侧供电臂列车牵引 ,另一侧供电臂列 车制动工况下 ,单相牵引变压器对电力系统的负序影 响将明显改善 ,而其他接线型式的牵引变压器对电力 系统的负序影响明显恶化 。但一侧供电臂列车牵引 , 另一侧供电臂列车制动的情况出现概率较低 ,因此采 用单相牵引变压器 ,对电力系统造成的负序影响最大 。
目前 ,铁道部加快了重载高速电气化铁路的建设 。 重载高速电气化铁路的重要特点是牵引负荷较以往电 气化铁路有很大幅度的提高 ,如大秦线 2 亿 t扩能改 造工程 ,单列车牵引质量由 1 万 t增加到 2 万 t,牵引 功率也由原来的 12 800 kW 增加至 25 600 kW ;高速客 运专线 速 度 为 350 km / h 时 , 列 车 牵 引 功 率 可 达 到 22 000～25 000 kW ,是普通速度客运机车功率的 4～5 倍 。如此大的负荷对供电系统的功率传输能力提出了 新的要求 。
海拔高度 1 000 m 以下
水平 、绝缘试验和外绝缘空气间隙
最大风速 35 m / s
GB109415—2003 电力变压器 第 5 部分 :承受
覆冰厚度 10 mm
短路能力
相对湿度 月平均不大于 90% ,日平均不大于
GB / T15164—1994 油浸式电力变压器负载导则
AT供电方式在高速电气化铁路中的应用
年第期6AT供电方式在高速电气化铁路中的应用彭晨（西南交通大学电气工程学院，成都610031）摘要针对AT （Auto-transformer ）供电方式，主要是全并联AT 供电方式在我国高速电气化铁路中的应用做出了总结。
对A T 供电方式在主变压器的接线方式、牵引网的结构、自动过分相方案、牵引供电系统保护等方面的技术进行了阐述，并与传统的A T 牵引供电系统做出对比。
关键词：A T 供电；接线方式；自动过分相；保护Application of Auto-transfor mer Traction PowerSupply in High-speed Electrified RailwayPeng Chen(School of Electric Engineering,Southwest Jiaotong University,Chengdu 610031)Abstr act In accordance with A T (Auto-transformer)traction power supply,applications of all-parallel A T traction power supply in high-speed electrified railway are summarized major in this paper.After elaborating several aspects of A T traction power supply about connection types of transformer,structure of traction systems,plans of splitting phase automatically and protection of traction power supply system,the contrast to traditional AT traction power supply system is given.Key words ：A T traction power supply ；connection type ；splitting phase automatically ；protection1引言自耦变压器供电方式，简称A T 供电方式。
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高速铁路V/X结线牵引变压器的研究与应用
摘要：本文通过介绍高速铁路牵引供电方式特点，分析at供电方式下v/x结线牵引变压器的原理和优点，结合广西沿海高速铁路牵引变压器的应用情况，进一步提出该结线形式下存在的问题和进一步研究的重要性。
关键词：v/x结线at供电高速铁路研究
中图分类号：u238 文献标识码：a 文章编号：
1 前言
随着我国国民经济的持续稳定发展，人民生活水平的提高，高速铁路的发展在我国已成为一种趋势。
以京津高铁为起点，随着武广、京沪高铁的开通，高铁发展已进入建设高峰期。
高速铁路具有速度高、运量大、行车密度大的特点，使得供电系统输送的功率大，对牵引供电系统的的要求也随之增加。
针对高速铁路特点，以下将对高速铁路的牵引供电方式和牵引变压器结线方式进行分析研究。
2 牵引供电方式及牵引变压器结线方式
高速铁路要求接触网受流质量高，分段和分相点数量少。
目前各国大多采用自耦变压器(at)供电方式和带回线的直接(rt)供电方式。
at供电方式通过在牵引网中增设正馈线和自耦变压器，将牵引供电电压提高一倍，从而使得牵引网的载流能力大大增加，同时减少对通信线路干扰[1]。
单相（三相）v /v结线是牵引变电所主要结线方式之一。
v /v
结线牵引变压器具有结线简单、制造容易、两侧容量可按需要进行
不同的配置、容量利用率高等特点。
斯科特（scott）牵引变压器实际上是由两台单相变压器按规定连接而成，是at供电方式下牵引变压器的选择之一。
其优点是两供电臂负荷电流大小相等、功率因数也相等时，斯科特结线变压器一次侧三相电流对称；变压器容量可全部利用。
缺点是斯科特结线牵引变压器制造难度较大，绝缘水平需采用全绝缘，工程造价高；牵引变电所主接线复杂，设备较多，工程投资大。
在at供电方式下55k侧出口需配备自耦变压器，变电所占地面积增大。
3 v/x结线牵引变压器的原理
v /x结线是v /v结线的特殊形式，v/x结线牵引变压器其实由两台单相双分裂变压器组成，主要通过结线将三相供电系统转化为四相供电系统，其原理如图1所示。
其一次绕组接成固定的v联结，高压侧a、c、b三相接入三相电力系统的三相，两个二次绕组形成x联结，牵引绕组t1、t2分别接入接触网，正馈绕组f1、f2与正馈线连接，其中性点n按综合接地端子箱（即与轨道、地网相连接），高压绕组ab对应t1、f1绕组组成的低压绕组1，高压绕组cb对应t2、f2绕组组成的低压绕组2。
图1v/x结线牵引变压器原理图
在at供电运行方式中，低阻抗是v/x结线牵引变压器主要的特点之一。
针对at供电对阻抗的要求，变压器绕组为交错式绕组，通过交叉线圈以使漏磁相互抵消，实现了低阻抗及牵引绕组t和回馈绕组f阻抗的对称性。
4 v/x变压器应用优点
目前，国内电气化铁路at供电方式下的牵引变压器主要为斯科特变压器。
此种变压器提供的二次侧电压为27.5kv，不能直接满足at供电系统的要求，因此在斯科特变压器的二次出口处必须配备一台2×27.5kv的自耦变压器来满足其特殊的供电方式。
v/x牵引变压器通过结线可以将三相供电系统转化为四相供电系统，满足三相电源输入两相输出的供电条件，提高了容量利用率，一次有效的解决了斯科特变压器不能直接满足at供电要求的难题，同时也替代了斯科特变压器和自耦变压器的配合使用，简化了at
供电系统中牵引变电所的配置。
v/x牵引变压器使用简单、维护方便，实现了单相牵引供电，同时也满足at运行方式对阻抗值的严格要求；另一方面，我国许多新建铁路穿越在高山、丘陵地带，上、下行线负荷不同，两供电臂不等容牵引变压器的需求将会不断增加，而v/x结线牵引变压器可方便地实现两臂不等容；由于地理条件的限制，牵引供电区间距离和现场条件对牵引变压器的末端电压和安装提出了更高的要求，低阻抗（保证供电臂末端电压不影响电力机车运行）的性能特点和免吊芯（缩短安装时间，杜绝变压器器身受潮）的特点，符合高速铁路的发展和运行。
将v/x结线牵引变压器应用于自耦变压器(a t ) 供电方式牵引变电所, 具有明显优势，比斯科特结线变压器省两台自耦变压器；远比采用y, d11 结线变压器或平衡变压器投资低、结线简单、维护方便。
因此，我国高速铁路在at供电方式下开始更多的采用v/x
结线牵引变压器 [2]。
5 v/x牵引变压器的应用举例
广西沿海高速铁路是北部湾地区主要铁路运输通道，也是广西及西南地区重要的出海通道，其主要由南钦、钦防、钦北高速铁路组成，速度值250km/h。
新建220kv大塘、钦州东、合浦、茅岭at牵引变电所给广西沿海高速铁路供电，其中团里分区所至三岸分区所段由220kv五象南at牵引变电所供电。
上述at牵引变电所的牵引变压器均采用三相v/x结线牵引变压器，牵引变压器的主要技术规格及性能如下：
三相v/x结线牵引变压器有两种形式，一种是由单台三相－两相变压器组成的连体式，变压器绕组置于同一油箱中；另一种是由两台独立的单相变压器组成的组合式，通过外部的特殊连接形成。
广西沿海高速铁路牵引变压器采用的是后者，油浸、自冷式变压器，预留风冷条件，联结方式为ii0+ ii6。
目前，广西沿海高速铁路的南钦、钦防段已普速开通，220kv大塘、茅岭at牵引变电所已投入使用，牵引变压器运行状态良好。
6 结束语
基于变压器的安装容量和节能、牵引变电所的投资和占地面积等方面的考虑，v/x牵引变压器在高速铁路的使用越来越多，进一步研究at供电方式、v/x牵引变压器下的负序电流、变压器保护、机车过电分相等问题，对于高速电气化铁路的发展有着重要的意义。
参考文献：
[1] 辛成山，27.5 kv供电的at供电系统性能分析. 电气化铁道，2002年第2期
[2]杨振龙，v_x接线牵引变压器的研究和应用. 电气化铁道，2004年第4期。