高铁牵引变压器接线方式探讨知识讲解.doc

高铁牵引变压器接线方式探讨精品文档高铁牵引变压器接线方式探讨韩保全郑州铁路局郑州供电段 河南 郑州 450005摘要：分析高铁牵引变压器进线电压改变后，牵引变压器的接线方式发生了改变，新的变压器接线方式命名为“W/X”接线关键词： 高铁 变压器 W/X接线目前，我国高速铁路发展已经引领世界铁路发展的潮流，很多技术占居世界先进之列。特别是牵引供电方面，国产技术几乎为100%。不论是供电方式还是接触网设备标准都已经突破国际标准；我们就牵引主变压器接线方式作一探讨。一、牵引变压器在铁路运输中的重要性我们知道，牵引变电所是铁路运输的心脏，高速电气列车速度高，高峰时段密度大。空气阻力随速度呈几何级数增长，列车牵引力主要克服空气阻力运行，牵引负荷很大。350km/h速度时，列车运行所需功率最高达到24000kW。2000年7月1日发布的“铁道部令第3号铁路行车事故处理规则”中明确规定，牵引变电所设备故障即构成一般B7类事故。GB/T12325-2008供电电压偏差基本条款；35kV及以上供电电压正、负偏差的绝对值之和不超过标称电压的10%。如供电电压上下偏差同号时，按较大的偏差绝对值为衡量依据。220V单相用户的供电电压允许偏差为标称电压的+7%、-10%。 要保证供电电压偏差满足国家标准要求，可以通过以下两条途径：（1）电网中传输的无功功率尽可能小；（2）负荷端口的系统三相短路容量尽可能地大。 由此可见，维持良好的供电电压水平，取决于供电部门和电力用户双方的共同努力。我国边远地区电气化铁路目前面临的问题是电网短路容量偏小，供电能力较弱。电网短路容量偏小意味着系统发电容量偏小或电源距负荷中心偏远。国外专家通常认为，电网公共连接点短路容量不足用户容量的30倍时，可以视其为小电网，小电网常见的电能质量问题之一就是供电电压偏差较大。二、变压器接线方式要满足那些条件：1.特殊接线实现三相单相对称补偿系统有两个目的： 一是寻求无功、负序完备补偿的最简方式和最小容量。二是能与单相接线牵引变压器相配合，实现同相供电，以期尽可能利用电力系统承受负序的能力，简化整个供电系统。2.实现三相单相对称补偿的特殊接线方式主要有不等边Scott接线、不等边YNvd接线、不等边V/v接线和YN2d接线等。3.常用的接线方式有如下几种： （1） 单相V/v接线 （2） 三相V/v接线 （图-1） （图-2）（3）Scott接线变压器Scott接线变压器底（M）座绕组原边接入电力系统AB相（线电压），高（T）座绕组原边一端接底绕组的中点D，另一端接入C相。 （图-3）底座绕组的变比 高座绕组的变比 （图-4） （图-5）由上图可见，在两个供电分区负荷电流大小相等、功率因数相同条件下，斯科特牵引变压器原边三相电流完全对称。实际运行中假设条件不会总是完全满足，所以原边三相电流也不完全对称。三、目前高铁运行中牵引变压器的特点：1.法国模式：法国对变压器制造要求高。为适应法国模式的轨道接线要求，牵引变压器需引出中间抽头，且次边上绕组需做特殊设计，提高容量。一般变压器均设有中间抽头，采用单相接线时需采取VX接线方式；平衡变压器的中间抽头为满足阻抗匹配关系，设计制造难度大；YND11变压器需两个变压器，去构造十字交叉接线方式等，总之法国模式对牵引变压器需做特殊设计，变压器利用率不高。2.中国模式的优点；（1）牵引变压器二次侧输出55kV单相电压，牵引变压器出口不设自耦变压器，大大减少投资；（2）无需布置牵引变电所出口的轨回流，而由AT接地解决 。邻近牵引变电所的轨道末端不接入变电所，轨道另一端与第一个自耦变电所中点连接。该模式电流基于AT变比分配，不受接触网、轨道等阻抗影响。（3）牵引变压器不需中间抽头，很大程度减少牵引变压器的制造难度，同时，省去了牵引变电所的轨回流线布置。（4）牵引变压器二次侧不需要像法国模式那样增加绕组容量，能够提高牵引变压器容量利用率。（5）馈线断路器容量需求小，T线F线电流总相等，牵引母线容易选型。 （6）首个AT段不需设置接触网加强线。 四、V/X牵引变压器的接线1.V/x接线 （1）接线简单，可取消馈线AT，对于低压母线侧的载流能力要求较高;（2）取消馈线AT后，变压器低压两绕组容量不等;（3）原边无接地中性点，绕组间为全绝缘，次边可提供三相动力电源;（4）容量利用率高，安装容量小;（5）对电力系统负序影响同十字交叉接线相当;（6）如保留馈线AT，则可降低低压母线侧的载流能力要求，同（图-6） 时变压器低压两绕组容量相同，但变电所接线较为复杂 。 （图-7）五、新高铁“V/X”接线应命名为（w/X）随着高速铁路的发展，特别是和谐3型动车组的开行，电气列车的启动电流最大可达9600A，以往的110KV进线V/x接线方式的变压器已经无法满足满足电气列车的运行要求，设计院和制造商就生产了220KV进线改良型的“V/X”接线变压器，（如图-8）所示，它实际上是由两台单相/两相的变压器取代过去的V/V接线，它的功能更好的满足了高速铁路的运行要求，短时大电流运行对220KV电网冲击更弱，谐波产生符合国家规定，功率因数达到0.95以上，是目前高速铁路运输时牵引变压器接线方式中运行效果最好的，如图-8所示。接线院的式00 （图-8） （图-9） 由此可见：高压侧ua=ub=uc 实现三相平衡；低压侧UT1=UF1=UT2=UF2，方向相反，正好实现平衡；既满足电气列车的运行需要，也满足电力系统的负载平衡要求。在接线方式与以前的V/X接线方式还是有一定差别的。石武高铁牵引变电所变压器主接线方式为图-8形式所示，220KV高压进线A相与低压左边T座、F座构成一台变压器，220KV高压进线C相与低压右边T座、F座构成另一台变压器，两台变压器共用B相公共相。一般编号为1#B1和1#B2，同理：另一条进线构成2#B1和2#B2；每一台变压器接线向量图为图-9，只是一次电压向量编号改变，其二次电压向量方向、大小都不变。所以，建议过去常说的V/X接线实际应该为W/X接线更加形象贴切和准确。参考文献：1中国铁道百科全书中国铁道出版社2006年2电机检修工技能鉴定辅导丛书 中国铁道出版社2010年3接触网工岗位培训教材 中国铁道出版社 2011年 4高速铁路设计标准 中国铁道出版社 2010年5 西南交通大学电气工程学院编AT供电技术讲义2009年6 北京交通大学吴俊勇高速铁路牵引供电系统概论讲义2010年7 铁道部张继元高速铁路牵引供电系统讲义2010年8 郑西、武广、石武高铁牵引变压器设计说明书作者简介：韩保全（1961-）男，河南林州人，郑州铁路局郑州供电段工程师，国家高级企业培训师、高级技能鉴定员，参编了接触网工国家职业标准、接触网工培训规范、主编了接触网工岗位培训教材、接触网工技能鉴定指导丛书和电机检修工技能鉴定辅导丛书。收集于网络，如有侵权请联系管理员删除