牵引变压器

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
É1
É2
Ú2
Z
Í 2 a
Φ—磁通
É—感生电动势 Í 1—原边电流 Í 2—副边电流
三相变压器工作原理
A
B
C
X
Y
Z
x
a
y
b
z
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 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
利用上两式可计算出牵引负荷电流在YN，d11接线变压器三相绕组中的电流分配为：
I ac 0.8819I I ba 0.3333I I 0.8819I cb
阻抗匹配平衡变压器介绍
• 从式中可看出：当A、C相绕组容量为100%结构容量时,B相绕组容量只 需37·8%,即可满足运行要求有较大容量裕度，新型YN,d11接线牵引 变压器,就是在原YN,d11接线牵引变压器基础上, 将变压器中相（B相） 富裕容量抽出,平均分配到两个边相（A、C）上,制造成三相不等容量 牵引变压器,以到达提高牵引变压器容量利用率,降低变电所主变压器 容量的目地。
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。
变压器的外部结构和各部分作用
• 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。
到指定范围并释放。
• 新装变压器是装设压力释放阀做保护。
变压器的外部结构和各部分作用
• 呼吸器
• 油枕内空气随变压器油的体积膨胀或缩小，排出或吸入的空气都经过 呼吸器。
• 呼吸器内装有干燥剂（硅胶）来吸收空气中的水分，过滤空气，从而
保持油的清洁。
变压器的外部结构和各部分作用
• 其他部件、附件
• 散热器采用可拆卸的双面扁管式，安装于油箱壁上，再配合风扇电机，对运行中绝缘油在油箱内上、下油层温差下 循环冷却散热，延缓绝缘油及部件老化。 • 为测量油箱内上层油温以监视运行，变压器装有信号温度计，其内部有温度控制器，指针偏转，当油温升高至预定 值时，器内电触点闭合，启动电风扇，也可给出油温过高的运行异常信号。 • 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。 • 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。当变压器内部有轻
阻抗匹配平衡变压器介绍
A Í A B O Í Í C 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Δ 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 流分配如左图：
变压器的接线组别介绍
Y/Δ —11接线
• 三相变压器一、二次线圈的接法就是接线组别或称连接组别，三相线 圈的联结图
• 同侧三相间联结成星形，即将三相线圈未端（x,y,z）结在一起，再
将首端（A，B，C）引出，用符号“Y”表示，当把中性点引出其连接 组标号用“YN”表示。
• 将360º角分为12等份,每隔30º就为一种接线组别,则有12种，按时钟
• 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，运行时构和各部分作用
• 安全气道（防爆管）
• 密封式安全气道是油箱内部过压力保护部件，与储油柜配合使用，增 强密封效果，发生内部故障致产生较高压力时，变压器油冲破气道膜
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，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。
方式,一般以变压器一次侧线电压向量作长针,固定在12点钟以二次侧 线电压的向量作短针（时针）,其所指点即为该组别标号。
B ÚB
变压器的接线组别介绍
A B C
O
C
A
ÚA
ÚC
X
Y b c y
a (y)
Z
a
b Úab Úbc c
x
z
a Úca
b(z)
c(x)
Ú B 变压器的接线组别介绍
A
B
C
ÚAB
ÚBC
Úbc Úab 30º ÚA Úca
O
ÚC
X
Y
Z
ÚCA
12
a
3
b
c
9
Úab ÚAB
x
y
z
Y0/Δ —11接线
这种接线方法实际上和Y0/Δ —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
阻抗匹配平衡变压器介绍
Í α
a
⅓Í α
⅓ Íβ
β b Í
Úα -⅔ Í α
Úβ ⅓Í α
c
阻抗匹配平衡变压器介绍
2 1 I ac 3 I 3 I 1 1 I I I ba 3 3 1 2 I cb 3 I 3 I
I A I B I C 3 I ab 4 3 I ba 4 3 I cb 4
变压器的工作原理
Φ Í 1 Ú1 x
线圈变压器在一个闭合的铁心上分 别绕有两个匝数不等的线圈 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。
变压器的外部结构和各部分作用
• 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
变压器的外部结构和各部分作用
• 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。
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。
阻抗匹配平衡变压器介绍
所谓平衡变压器必须满足：
• 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”）；
• 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”）。
阻抗匹配平衡变压器介绍
• 阻抗匹配平衡变压器接线图
A W1 Í A
B Y Í X Z W1
（y） α ΔW a Íα B W2
W2
（z） b ΔW Íβ W2
β
W1
Í c
C
高压线圈
C（x）
低压线圈
阻抗匹配平衡变压器介绍
• 阻抗匹配平衡变压器的特点
• 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。 • • • 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 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 阻抗匹配平衡变压器副边仍有Δ 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 • 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）
汉口检修车间 二O一四年六月
目 录
• 变压器的外部结构和各部分作用
• 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
变压器的外部结构和各部分作用
变压器的外部结构和各部分作用
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