《牵引供电系统》第二章牵引变压器
71页1、牵引变压器功能概述: 主要功能:将电力系统的电能变换成电动车辆所需的电能。 辅助功能:消除负序电流、提高功率因数和减少高次谐波, 以减少对电力系统的影响。,3,第2章 牵引变压器,配套设备的功能: 负序电流:相邻牵引变电所牵引变压器原边换接相序;合理安排牵引网 的分段及相序;采用三相-二相平衡变压器 无功补偿:在牵引变电所二次侧母线上安装并联电容补偿装置,补偿度 为0.12,以确保一次侧的平均功率因数不低于0.9。 高次谐波:采取必要的谐波抑制措施。,3,第2章 牵引变压器,牵引变压器特点: 具有较高的过负荷和抗短路冲击能力; 接线形式多种多样; 三相变单相或三相变两相。 有负序分量但无零序分量。,3,第2章 牵引变压器,2.1 纯单相接线变压器,一、基本原理 连接形式: 高压绕组跨接于电力系统中的两相; 低压绕组一端连接牵引侧母线,上引到供电臂,另一端连接轨道及接地网。,2.1 纯单相接线变压器,续上页 单相牵引变压器的高压绕组两端都接高压,两端的对绝缘要求相同,且需要采用全绝缘。 一次侧和二次侧电流关系,2.1 纯单相接线变压器,二、供电方式 在AT供电方式中,单相牵引变压的副边绕
2、组带中间抽头。一次侧接电力系统的两相,二次侧分别接到两组55kV的牵引母线上。二次侧绕组中间抽头通过N母线上接到轨道上,并通过放电器接地。,2.1 纯单相接线变压器,三、不对称度和容量利用率 1、不对称度。对称度是指通过序电流来度量多相负荷平衡状态的指标,其具体定义为:,2.1 纯单相接线变压器,接上页 根据电力系统分析可知,三相电流可分解为正序分量、负序分量和零序分量,即 式中,,2.1 纯单相接线变压器,对于单相负荷而言,有 若单相牵引变压器原边三相对称,且副边两供电臂的功率因数相等,则 因此单相接线变压器的电流不对称度为:,2.1 纯单相接线变压器,2、容量利用率:衡量变电所运行的重要经济指标。 其具体定义为 单相接线牵引变压器的容量利用率为,2.1 纯单相接线变压器,四、换接相序 1、依次换接相序 目的:减少负序电流的影响; 原理:相邻变电所牵引变压器的高压绕组所接相序依次轮换,构成所谓的换相连接。 具体做法: 高压侧分别依次接到电力系统的不同相,低压侧一端接地和钢轨,另一端接接触线,两个变电所之间的供电臂为异相,需用分相绝缘器相连。,2.1 纯单相接线变压器,接上页 前3个牵
3、引变电所和后3个牵引变电所分别构成小循环,6个牵引变电所共同构成一个完整循环。,2.1 纯单相接线变压器,2、对称换接相序。 前3个牵引变电所和后3个牵引变电所采用对称连接方式,6个牵引变电所构成一个循环。,2.1 纯单相接线变压器,五、优缺点 1、优点: 主接线简单;设备少;占地面积小;投资少。 2、缺点: 它不能供应地区和牵引变电所三相负荷用电; 牵引负荷产生较大的负序电流,对电力系统造成影响; 接触线的供电也不能实现双边供电。,2.2 单相V/v接线变压器,一、基本原理 在单相V/v结线变压器接线图中,两台单相变压器高压侧一端分别接电源的不同相,另一端同时接到另外一相上,故变压器的高压侧如同一个V字。 两台变压器的低压侧一端分别接各自相连的供电臂,另一端同时接到钢轨引回的回流线上,这样低压侧也像一个V字。,2.2 单相V/v接线变压器,续上页,2.2 单相V/v接线变压器,二、不对称度和容量利用率 单相V/v结线变压器一、二次电流关系为,2.2 单相V/v接线变压器,+,2.2 单相V/v接线变压器,1、不对称度计算 电流不对称度为 设 ,代入上式得: 显然,不对称度的范围:,2
4、.2 单相V/v接线变压器,2、额定利用率 当Iab、Ibc达到额定值Ie时,有 Iab= Ibc =Ie,则 额定输出容量:S= IabUe + IbcUe =2UeIe 额定容量: S=2Ue Ie 因此,额定利用率K=100%,2.2 单相V/v接线变压器,三、换相连接 单相V/v接线,使得变电所从两相取电,不对称程度有了一定的 降低,但变电所之间仍需采用换相连接来达到三相对称的目的.,2.2 单相V/v接线变压器,2.2 单相V/v接线变压器,四、优缺点 1、优点 可实现双边供电,并能够提供所用电源; 容量利用率可达到 100%; 变电所内设备简单,投资小。,2.2 单相V/v接线变压器,2、缺点: 在正常工作时,两台变压器均投入运行; 为了保证可靠性,只能采用移动备用的方式; 当一台变压器故障或检修时,变压器的调运和投入时间较长,且需要必须跨相供电。,2.3 单相V/x接线变压器,一、基本原理 单相V/x牵引变压器用于AT方式供电。 在变电所中,有4台二次侧有中点抽头的单相变压器(2主2副)。 2主或2副的接线方法如下图。,2.3 单相V/x接线变压器,二、不对称度和容量利用
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