牵引变压器

分接开关
• 为经济方便地调节二次侧供电电压，变压器各相高压侧线 圈中部引出6个分接头，与装设的中部单相分接开关相连 接，供变压器停电后通过改变变比而不励磁调压。它装上 油箱的顶部。
气体继电器（瓦斯继电器）
• 在储油柜与上油箱的连管中间装有气体继电器，作为保护变压器内部 短路故障的一种灵敏装置。
•
变压器的基本参数
单相 变压器工作原理
• 线圈变压器在一个闭合的铁
Φ A Í1 Ú1 X
Φ—磁通 É—感生电动势 Í1—原边电流 Í2—副边电流
心上分别绕有两个匝数不等 的线圈
x É1 É2 Ú2 Z
铁心是磁通的通路 线圈是电流的通路 通常把变压器接电源的一侧称为一 次或原边相应的线圈称为一次或原 边线圈把变压器接负荷的一侧称二 次或副边,相应线圈称为二次或副边 当变压器二次侧开路如在一次侧施 加频率为f的交流电压Ú1 ，流过电 流为Í1，则在铁心中产生交变磁通Φ 使这两个线圈发生电磁联系
B ÚB
A
B
C
A
ÚA
ÚC C
O
X a
Y b c y
a (y)
Z
b Úab
Úbc c
x
z
a Úca
b(z)
c(x)
ÚB
A
ÚAB ÚBC O
B
C
Úbc Úab 30º ÚA Úca
X
ÚCA
12
Y
Z
ÚC
a
3
b
c y z
9
Úab ÚAB
x
Y0/∆—11接线
这种接线方法实际上和Y0/∆—11接法一样 所不同的只是从星形接法的一次线圈中性点，再引 出一条线来接地 一般用于110kv及以上电力系统中，这种系统中性 点一般直接接地
U1 U2
=
N1 N2
一次电压与二次电压之比为匝数N1与 之比 一次电压与二次电压之比为匝数 与N2之比
油箱和底座
• 为便于安装时进行变压器心部检查，油箱用两节钟罩式， 上节油箱与下节油箱的箱体沿凸缘之间夹密封条，再以联 系螺栓联成一体。
• 下节油箱底部装有放油阀，箱底固装底座以便座落在变压 器的基础上。
阻抗匹配平衡变压器接线图
A W1 ÍA Y ÍB X Z W1 W1 Íc C C（x） B （y） α ∆W a Íα W2 （z） b ∆W Íβ W2
W2
β
高压线圈
低压线圈
阻抗匹配平衡变压器的特点
（1）副边Iα ≠ Iβ时，原边三相电流为平衡系，即IN=0；副边
Iα=Iβ时，原边三相电流转化为对称系。对牵引负荷来说，任何
所谓平衡变压器必须满足： 1、无论二相侧（负荷侧）负荷状况如何，三相侧（系统侧）均无零 序电流（即三相侧电流为“平衡系”）； 2、当二相侧两臂等负荷时，三相侧负序电流亦为零（即三相侧电流为 “对称系”）。 最典型的平衡变压器要数国内外都广泛采用的Scott变压器。 从结构上看，本节介绍的阻抗匹配平衡变压器就是在普通YN,d11接线 变压器的自由相上增加两个绕组，并使其副边∆内各绕组阻抗满足 Zab=KzZac匹配原则（其中Kz为常数）而使原边平衡的变压器。
É1 É2 W1 W2
K
由于一次线圈漏抗和电阻都较小，故可忽略由它们引起的电压降 Ú1≈É1 而二次侧开路
Í2=0 Ú1≈É1
Ú1 Ú2 其中：
W1 W2 K
Ú1、 Ú2 — 一、二次线圈的端电压 K — 变压器的变比 由以上分析可以看出： 线圈匝数多的一侧电压高 反之,线圈匝数少的一侧电压低 变压器空载时,一、二次侧端电压与一、二次线圈匝数成正比 这样,变压器就起到了变换电压的作用
高、低压绝缘套管
• 高、低压线圈引出线由套管固定
• 保持对地绝缘并引到上节油箱外
• 通过套管顶部接线端子与外线相连
储油柜（油枕）、吸湿器与油位计
• 为有效防止变压器内部绝缘油受潮和氧化，装设使绝缘油 不与空气直接接触的隔膜密封式储油柜。 • 通过悬挂式吸湿器与大气相通，吸湿器下端有空气进口， 器内装满吸潮物质硅胶，以除去空气中的尘埃和水分。 • 储油柜外装设指示油位变化的管式油位计，运行时变压器 油箱内会随温度变化而热胀冷缩，即油面上升或下降。
•牵引变压器的型号
产 品 型 号 的 含 义 （ 铭 牌 ）
一般不标 O：自耦 D：单相 S：三相 （可不标）J：油浸自冷 F：油浸风冷 S：油浸水冷 G：干式空气自冷 C：干式浇注绝缘 P：强迫循环 S：三绕组（双绕组可不标） F：双分裂绕组 L：铝线（铜线不标） Z：有载调压（无励磁调压不标） TH：湿热 （防护代号） TA：干热 高压绕组额定电压（KV） 额定容量（KVA） 设计序号（1、2、3……）
变压器
变压器的外部结构和各部分作用 变压器的型号和参数介绍 变压器的工作原理 变压器的接线组别介绍 阻抗匹配平衡变压器介绍 三相不等容变压器介绍 变压器的预防性试验 变压器常见故障分析和处理
分 接 开 高压套管 关
低 压 套 管
瓦 斯 继 电 器 管
散热器 10----11----12----13----14----18----20----- 压
当变压器内部有轻微故障，仅有少量气体上升，气体继电器WSJ内上 触点在气体上升，油流冲动下闭合，接通信号回路，给出轻瓦斯信号， 其下触点则在内部严重故障，大量气体上升时闭合，通过断路器跳闸 保护变压器，即重瓦斯动作。
热虹吸过滤器
• 热虹吸过滤器，也称净油器，它由短管连接变压器油箱的 上部和下部，内充满吸附剂（如硅胶等），变压器在运行 中上层油温与下层油温间有一个温差，使油在过滤器中循 环，使油中水分，杂质吸到吸附剂内，使油净化。 • 现在，我段只有旧型号牵引变变压器（SF7—20000/110GY） 装于变压器油箱外部。
阻抗匹配平衡变压器引入简介 阻抗匹配平衡变压器原理简介 阻抗匹配平衡变压器特点
阻抗匹配平衡变压器
由于牵引负荷为单相、剧烈变化的负荷，牵引变压器的选择除了 应满足容量、并列运行、能耗和过负荷能力要求外，还应特别遵 循：有利于改善负序、有利于提高容量利用率和有利于降低变压 器电压损失的原则。 基于这些原理，国内外开展了各种接线形式变压器的研究和制造， 取得了成功的经验，本节对电气化铁道最常用的YN,d11接线变压 器（广泛用于直供和BT方式）和Scott接线变压器（广泛用于AT方 式）不作介绍，而重点将介绍阻抗匹配平衡变压器。
Í2 a
根据电磁感应原理：交变磁通穿过两个线圈感应出电势，其大 小与磁通所铰链的线圈匝数以及主磁通最大值成正比 即： É=4.44fWΦm 式中：É—感应电动势 W—线圈匝数 一、二次线圈由同一磁通Φ铰链
É1=4.44fW1Φm É2=4.44fW2Φm
f—频率（Hz） Φm—主磁通最大值
由上两式可求出：
铁心和线圈
• 铁心为三柱心式，由优质冷轧硅钢片叠成，是变压器的主 磁路，完成高、低压线圈电压的改变。 • 铁心必须单点接地，其接地引出线，通过磁套管从变压器 上部引出在油箱外接地。 • 高、低压线圈采用机械度较高的铜导线绕制于铁心上，高 压线圈外加撑条，压紧线圈，增强在短路时稳定性 • 通过改变高、低压线圈的匝数达到变换电压的目的： 即：
三相不等容量YN，d11接线
A ÍC B ÍA ÍB O C
新型三相YN,d11接线变压器高压侧 为Y形接线,接到110kv电力系统 低压侧为∆形接线,固定c相接地,其他 两相a,b分别接到27.5kv牵引母线 并分别馈入牵引变电所两侧牵引网 在图中ac,bc两相绕组叫变压器的边
Íα
a
⅓ Íα
⅓ Íβ
三相变压器工作原理
A B C
• 三相变压器的铁心有三个心柱， 每个心柱上都套装着一、二次 线圈 • 其一、二次线圈分别接成星形
X x a
Y y b
Z z c
或三角形，构成三相电路并分 别与电源和负荷连接 • 三相变压器工作原理与单相一 样,单相中的电压和电流相当于 三相变压器的相电压和相电流
Y/∆—11接线
b Íβ ⅓ Íα
Úβ
相绕组,ab叫做变压器的中相绕 组,Iac,Ibc为两供电臂牵引负荷电流, 由于变压器三相阻抗相等,电流分配 如下：
Úα -⅔ Íα
c
2 1 I ac = I α + I β 3 3 1 1 I ba = I α + I β 3 3 1 2 I cb = I α − I β 3 3
时刻都满足Iα=Iβ的概率是很小的，尽管如此，阻抗匹配平衡变 压器原边三相电流的不对称度较YN,d11牵引变压器仍有明显改 善。 （2）原边三相制的视在功率完全转化为副边二相制的视在功率。 （3）阻抗匹配平衡变压器的原边仍为YN接法，引出中性点，与现 有110kv系统匹配。 （4）阻抗匹配平衡变压器副边仍有∆接线绕组，三次谐波电流 可以流通，确保主磁通和电势波行有良好的正弦度。 （5）容量利用系数与线材利用系数（1/0.95825）均显著高于 YN,d11接线变压器（0.7559/0.7559）
S F 2- QY – 20000 / 110
三相 油浸风冷 设计序号 3 – Q Y – 25000 / 110 GY
油浸风冷 设计序号 牵引 额定容量 额定电压 高原
1、额定容量 、 指变压器在厂家铭牌规定的额定电压、额定电流、额定功率下连续运行时， 指变压器在厂家铭牌规定的额定电压、额定电流、额定功率下连续运行时，能输送的 容量即 视在功率 Pe=UeIecosφ(KVA) 式中U 单相 式中 e---相电压 Ie---相电流 相电流 式中U 三相 Pe=3UeIecosφ(KVA) 式中 e---相电压 Ie---相电流 相电流 2、额定电压 、 指变压器长时间运行时所能承受的工作电压kv。三相电压的额定电压指的是线电压。 指变压器长时间运行时所能承受的工作电压 。三相电压的额定电压指的是线电压。 式中U 单相变压器 Ue=Pe/ (Iecosφ)(V) 式中 e---相电压 Ie---相电流 相电流 式中U 三相变压器 Ue=Pe/3(Iecosφ)(V) 式中 e---相电压 Ie---相电流 相电流 3、额定电流 、 指变压器在额定容量下允许长期通过的电流值A。 指变压器在额定容量下允许长期通过的电流值 。 4、线圈组别 、 5、阻抗电压 、 阻抗电压也称短路阻抗或短路电压，即把变压器二次线圈短路， 阻抗电压也称短路阻抗或短路电压，即把变压器二次线圈短路，一次线圈通以 流时所加的电压，以对额定电压比值的百分数来表示。 额定电 流时所加的电压，以对额定电压比值的百分数来表示。 6、短路损耗 、 二次侧短路、一次侧通以额定电流时，变压器所消耗的功率，称为短路损耗（铜耗） 二次侧短路、一次侧通以额定电流时，变压器所消耗的功率，称为短路损耗（铜耗） 7、空载电流 、 二次侧空载、一次侧加以额定电压时，一次线圈中流过的电流称之为空载电流。 二次侧空载、一次侧加以额定电压时，一次线圈中流过的电流称之为空载电流。 8、空载损耗 、 二次侧空载、一次侧加以额定电压时，变压器所消耗的功率，称之为空载损耗（ 二次侧空载、一次侧加以额定电压时，变压器所消耗的功率，称之为空载损耗（铁 损） 9、冷却方式 、 冷却介质及循环方式