chapter2+牵引变压器接线与电量分析

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1、电气化铁道供电系统西南交通大学电气工程学院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。对于三相YNd11或V,v接线的牵引变电所，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；而对于平衡变压器，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。第二章牵引变电所从广义的角度上讲，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

2、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。目前在三相牵引变电所中采用的是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％。§2-1三相YNd11接线牵引变电所一、YN,d11接线原理电路图及展开图绕组(ax)，(cz)为负荷相绕组；绕组(by)则被称为自由相绕组，

3、（）内符号为端子号，大写为原边，小写为次边。接供电臂接供电臂(z)(x)(y)(c)(a)(b)(C)(A)(B)(Z)(X)(Y)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、次边每套（相）绕组的同名端放在同一侧；(C)(A)(B)(c)(b)(a)(C)(B)(A)(c)(a)(b)接供电臂接供电臂(z)(x)(y)(c)(a)(b)(C)(A)(B)(Z)(X)(Y)展开图实际上，有了展开图及上述约定，端字号已不重要，可以只保留次边

4、端子号（c），甚至不要。需要时，根据每套（相）的同名端不难恢复全部端子号。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。单相变压器规格化定向等值电路对于理想变压器，与同相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

5、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），先标原边电流（负荷），再标原边。YNd11牵引变压器的规格化定向举例ABC次边电压、电流相量图三、绕组电流与负荷端口电流的关系电力系统的电源电压和短路阻抗、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正序对称，阻抗平衡)目标:求解绕组电流，应用叠加原理单独作用时单独作用时YNd11变压器次边三相绕组电流相量图推广到a、b、c三相都带负荷的情形根据定向和变比关系，由上式获得原边三相电流对于110kV/27.5kV牵引变电所四、YNd11归算到负荷端口的等值电路模型考虑一般情况：α

6、，β为两个负荷端口，γ为自由相端口电压方程式归算到两个负荷端口的变电所等值电路归算到两个负荷端口的变电所等值电路Sd：电力系统（原边）短路容量（MVA）ST：牵引变压器容量（MVA）Ud%：短路电压（一般为10.5%）五、三相牵引变压器次边各种短路计算设牵引端口电压为27.5kV，忽略电阻部分1、一相母线对轨地短路2、异相牵引母线短路,即α、β端口母线间短路3、两相母线对地短路，可导出短路电流为六、YN,d11变压器额定利用率变压器额定容量利用率KK=(额定输出容量/额定容量)×100%达到额定输出时有以为基准，有则绕组电流为超前设当、达到额定值时，则Ynd11牵引变压器的额定容量利用率为

7、单相牵引变压器包括I,i(纯单相)接线牵引变压器和V,v接线牵引变压器。现在普遍采用V,v接线牵引变压器。V,v接线牵引变压器的内部接线类似两台I,i接线变压器的组合。V,v接线牵引变压器原边接入系统两个线电压（AB、BC、CA间线电压中的两个）§2-2单相牵引变电所以接入AB和BC间线电压为例供电臂供电臂abcCAB一、原次边电流关系CAB再考虑其他两种接线情况,可得到以下通式二、归算到负荷端口的等值电路模型CAB端口