2第二章 牵引变压器接线及其电气量分析

4.次边绕组电流与负荷端口电流的关系

Ib a
2Ib 3
1 Ib
3
1
Ia
3 2
1Ia
3 Ia
3

Ic

b Ia
1 3 Ib

I b
I a
c

Ia

2

Ia
1

Ib
33

Ib

1

Ia
2

Ib
33

Ic

1 Ia
1 Ib
33
次边三相绕组电流相量图：
设次边两负荷相等。

2.65 3
I19.1

Ib


1
I0

2
I
120

2.65
I
139.1
3
3
3

Ic


1
I0
1
I
120

1
I120
3
3
3
从计算结果可看出，各相绕组电流极不对称。
变压器的容量利用率是牵引变电所运行的重要经 济指标。
额定输出容量 K 额定容量 100%
1 UI 1 UI K 2 2 100% 100%
UI
优点：容量可以充分利用，变电所的主接线简单、 设备少。
缺点：在三相系统形成较大的负序电流；不能实 现双边供电；变电所无三相电源，所用电需由附 近的地方电网引入。
第二章 牵引变压器接线及其电气量分析
§2.1 概述
我国电气化铁路采用单相工频交流制式，取电于 电力系统。
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：
牵引 变压器
牵引变压器除了电压变换外，还有电流和阻抗变
换，称为系统变换： A.B.C
o.α.β
§2.1 单相牵引变电所
采用单相变压器的牵引变电所称为单相牵引变电所。
以

I
a为基准相量：

Ic



Ia
I a I0
I b I 120

Ia

Ia

2

Ia
1

Ib
33

Ib


1

Ia
2

Fra Baidu bibliotekIb

33
Ib

Ib

Ic

1

Ia
1

Ib
33
将Ia、Ib代入得：

Ia

2 3

Ia
1 3

Ib

2 3
I0
1 3
I 120
纯单相结线牵引变电所适用于：
电力系统容量较大，地方电网较发达的地区。
如：哈(尔滨) — 大(连)线全部采用纯单相结线， 牵引变电所接于容量较大的220kV电网。
二、单相V,v结线
A B C
a b
牵引变电所装设两台单相 结线牵引变压器，作V,v接 线。
V,v接线牵引变压器原边 接入电力系统的两个线电压 (如AB、BC)。
*
(c)
放在同一侧；
(3)次边绕组的(c)端子接钢轨和地；
3.电压、电流相量的规格化定向
(1)原边绕组电压、电流采用电动机惯例定向，(看作负 载)，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，(看作电 源)，即牵引变压器是次边负荷的电源。 (3)原边绕组电压与实际进线电压一致。
纯单相I,i接线
A B
单相牵引变电所
C
单相V,v接线
一、纯单相结线
(X)
(A)
(x)
T (a)
高压绕组AX接三相电源的
某两相(如图中的AC相)，
电压为110kV或220kV。
低压绕组ax，首端a接至牵引母线上，末端x与钢轨、 地连接，输出电压27.5kV。接牵引母线的一端，同 时给左右两侧的供电臂供电。
当一台变压器因故停电时，另一台变压器必 须跨相供电，即兼供左右两边供电分区的牵引网。
优点：容量利用率为100%，可以供给所内及 地区三相负荷，对牵引网还可实行双边供电。 和纯单相结线比，对系统的负序影响减小。设 备相对较少。
缺点：跨相供电
在阳(平关) — 安(康)等线路应用。
§2.2 三相YN,d11接线牵引变电所 ★
(4)次边绕组按同名端与原边绕组电压一致。 下标的标注： (1)电流、电压相量的下标表示其实际相别，与绕组端 子号无关。 (2)臂负荷的电压相别与其对应的工作绕组相别一致。
A B C

IA

Ib
+

Ub
L
b
-

IB


UB
IC
-

UC
+

UA
*

- Uc +

Ic
Ib Ia
Ub
Ua
*

Ia
-

La Ua
+
次边电压、电流相量图：

Uc

(以 U a为参考相量)
a ，b 分别表示负荷 La、Lb的功率因数角。

I b b
将负荷端口电压进行相位比较，U b
引前120°者称为引前相

U
a
；
另一为滞后相

Ub
；
另一端口(无负荷)为自由相

U
c
。
注：与电力系统的相序一致

a U a Ia
(X) (Y) (Z)
注意：带“（）”的字母
(a) (b) (c) *
表示端子号，应与电力 系统相序区分。
(x) (y) (z)
(a)
(c)
A B C
QS
(b)
2.展开图
为了便于分析，通常采用
(A)
展开图。
(B)
画展开图有如下约定：
(C) *
(1)原、次边对应绕组相互平行； (a)
(b)
(2)原、次边每相绕组的同名端
QS
开关QS接地。中性点何时接地由电力
调度决定，通常是断开的。
(x) (y) (z)
次边绕组接成Δ，(c)端子接钢轨
(a)
(b)
和地。(a)、(b)端子分别接牵引母线。
(c)
（）内符号表示端子号，
大写为原边，小写为次边
(A) (B) (C) *
其中绕组(ax)，(cz)为负荷相绕组；
绕组(by)为自由相绕组
I B ( I AB I BC ) ( I ab I bc )
KT



I C I BC
1

I bc
U ab
KT


I AB
IB
I BC

IC

I bc

U bc
2.额定利用率
当Iab、Ibc达到额定值Ie时，即 Iab=Ibc=Ie， 则额定输出容量：S=IabUe+IbcUe=2UeIe 额定容量： S=2UeIe 所以，K=100% 3.跨相供电
次边各有一端分别接到 c 牵引侧的两相母线上，公共
端子与轨道及接地网连接。
由于对地电压相位不同，中 间必须用分相绝缘器断开。
1.原、次边电流关系 设变比为KT

I AB
1

I ab

I BC
1

I bc
A
KT
KT
B


I A I AB
1

I ab
KT
C IA




1
I ab
三相牵引变电所中大多采用的是110kV油浸风冷式变压器，该
牵引变压器的接线采用YN,d11标准联结组。
A
1.原理电路图
B
高压侧绕组为YN，三个端子(A)、(B)、 (A) (B) (C) *
C
(C)接电力系统的A、B、C三相
(X) (Y) (Z)
(或ACB，BCA…)，中性点通过隔离
(a) (b) (c) *