高速铁路V／X结线牵引变压器的研究与应用
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陈 炯 峰
（ 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
Ａ
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 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 的要求 也 随之增 加 。因此 ， 对 高速铁 路 的牵 引供 电方 式和 牵 引变压 器结 线方 式进
速 铁路 的发 展 和运行 。 将三相Ｖ ／ Ｘ结 线 牵 引 变 压 器 应 用 于 自耦 变 压 器
次绕 组 形 成 ｘ联 结 ， 牵 引绕 组 Ｔ １ 、 Ｔ ２ 分 别 接 人 接 触
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
压 侧 Ａ、 Ｃ、 Ｂ三 相 接 入 三 相 电 力 系 统 的 三 相 ， ２ 个 二
另一方面 ， 我 国许 多 新 建 铁 路 穿 越 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
１ 牵 引供 电及 牵 引变 压 器 结 线 的方 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 （ Ａ Ｔ ） 供
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
要性。
关 键 词 ：Ｖ ／ Ｘ结 线 ；Ａ Ｔ 供 电 ；高 速 铁路 ；研 究
中 图 分 类 号 ：Ｕ ２ ２ ３ ． ５ １ 文献 标 识 码 ：Ｂ 文章 编 号 ： １ ０ ０ ６ — ８ ６ ８ ６（ ２ ０１ ４ ）０ ０ ３ ８ — ０ ２
随着 我 国 国 民经 济 的持 续 稳 定发 展 ， 人 民生 活
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＝
垒
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三
图 ３ 斯 科 特 联 结 牵 引 变压 器 原 理 图
图 １ 单相 Ｖ ｖ 联 结 牵 引 变压 器 的原 理 电路 图
３ ８
高速 铁路 Ｖ ／ Ｘ结 线牵 引变 压器 的研 究与 应用 电， 同时 也 满 足 Ａ Ｔ运 行 方式 对 阻 抗值 的严 格要 求 ；
所 占地 面 积 增 大 。
单相（ 三相 ） Ｖ ／ Ｖ结 线 是牵 引 变 电所 主要 结 线方
式之一 ， 原 理如 图 １ 和图２ 所示 。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 置及 容量 利用 率高 等特 点 。
行 分 析研 究 ， 对 于 高 速 电 气 化 铁 路 的 发 展 有 着 重 要
的 意 义
图２ 三 相 Ｖｖ联 结 牵 引 变压 器 原 理 电 路 图
斯科特（ Ｓ ｃ ｏ ｔ ｔ ） 牵 引变 压 器 实际 上是 由 ２ 台单 相
变压 器 按规 定 连接 而 成 （ 其 原理 见 图 ３ 所示 ） ， 是Ａ Ｔ
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
电方 式 和带 回线 的 直接 （ Ｒ Ｔ ） 供 电方 式 。Ａ Ｔ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
（ 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
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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
Ａ
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 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 的要求 也 随之增 加 。因此 ， 对 高速铁 路 的牵 引供 电方 式和 牵 引变压 器结 线方 式进
速 铁路 的发 展 和运行 。 将三相Ｖ ／ Ｘ结 线 牵 引 变 压 器 应 用 于 自耦 变 压 器
次绕 组 形 成 ｘ联 结 ， 牵 引绕 组 Ｔ １ 、 Ｔ ２ 分 别 接 人 接 触
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
压 侧 Ａ、 Ｃ、 Ｂ三 相 接 入 三 相 电 力 系 统 的 三 相 ， ２ 个 二
另一方面 ， 我 国许 多 新 建 铁 路 穿 越 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
１ 牵 引供 电及 牵 引变 压 器 结 线 的方 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 （ Ａ Ｔ ） 供
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
要性。
关 键 词 ：Ｖ ／ Ｘ结 线 ；Ａ Ｔ 供 电 ；高 速 铁路 ；研 究
中 图 分 类 号 ：Ｕ ２ ２ ３ ． ５ １ 文献 标 识 码 ：Ｂ 文章 编 号 ： １ ０ ０ ６ — ８ ６ ８ ６（ ２ ０１ ４ ）０ ０ ３ ８ — ０ ２
随着 我 国 国 民经 济 的持 续 稳 定发 展 ， 人 民生 活
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三
图 ３ 斯 科 特 联 结 牵 引 变压 器 原 理 图
图 １ 单相 Ｖ ｖ 联 结 牵 引 变压 器 的原 理 电路 图
３ ８
高速 铁路 Ｖ ／ Ｘ结 线牵 引变 压器 的研 究与 应用 电， 同时 也 满 足 Ａ Ｔ运 行 方式 对 阻 抗值 的严 格要 求 ；
所 占地 面 积 增 大 。
单相（ 三相 ） Ｖ ／ Ｖ结 线 是牵 引 变 电所 主要 结 线方
式之一 ， 原 理如 图 １ 和图２ 所示 。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 置及 容量 利用 率高 等特 点 。
行 分 析研 究 ， 对 于 高 速 电 气 化 铁 路 的 发 展 有 着 重 要
的 意 义
图２ 三 相 Ｖｖ联 结 牵 引 变压 器 原 理 电 路 图
斯科特（ Ｓ ｃ ｏ ｔ ｔ ） 牵 引变 压 器 实际 上是 由 ２ 台单 相
变压 器 按规 定 连接 而 成 （ 其 原理 见 图 ３ 所示 ） ， 是Ａ Ｔ
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
电方 式 和带 回线 的 直接 （ Ｒ Ｔ ） 供 电方 式 。Ａ Ｔ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