牵引变压器_百度百科
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牵引变压器
牵引变压器是将的电能传输给二个各自带负载的单相牵引线路。二个单相牵引线路分别给上下行供电。在理想的情况下，二个单相负载相同。所以，牵引变压器就是用作变二相的变压器。牵引变压器 是一种特殊的电力变压器，应满足牵引负荷变化剧烈、外部短路频繁的要求，是的“心脏”。我国牵引变压器采用三相、三相——二相和单相三种类型，因而牵引变电所也分为三相、三相——二相和单相三类。
牵引变压器分类标准
1、按相数分：
：用于单相负荷和组。
三相变压器：用于系统的升、降电压。
2、按冷却方式分：
：依靠空气对流进行冷却，一般用于、电子线路等小容 量变压器。
：依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环等。
3、按用途分：
电力变压器：用于的升、降电压。
：如、、用于测量仪表和。
：能产生高压，对电气设备进行。
：如、、调整变压器等[1]
4、按形式分：
：用于连接电力系统中的两个。
：一般用于电力系统中，连接三个电压等级。
自耦变电器：用于连接不同电压的电力系统。也可做为普通的升压或降后变压器用。
5、按形式分：
：用于高压的电力变压器。
：用于大电流的特殊变压器，如电炉变压器、；或用于电子仪器及电视、收音机等的电源变压器。
牵引变压器工作原理
变压器的工作原理和分析：变压器---利用原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器是电能传递或作为信号传输的重要元件1，单相结线：
牵引变压器的原边跨接于中的两相；副边一端与牵引侧连接，另一 端与轨道及连接。牵引变压器的容量利用率高，但其在电力系统中单相牵引负荷产生的较大，对的供电不能实现。所以，这种结线只适用于电力系统容量较大，比较发达，三相负荷用电能够可靠地由地方电网得到供应的场合。另外，单相牵引变压器要按全绝缘设计制造。
2，单相V,v结线变压器（三相）原理：
将两台以V的方式联于每一个都可以实现由系统的两电压供电。两变压器次边，各取一端联至牵引变电所两相母线上。而它们的另一端则以联成公共端的方式接至钢轨引回的回流线。这时，两臂电压相位差60o接线，电流的有所减少。这种接线即通常所说的60o接线。（三相） 原理：将两台容量相等或不相等的单相变压器器身安装于同一油箱内组成。原边绕组接成固定的V结线，V的顶点（A2与X1连接点）为C相，A1，X2分别为A相，B相。副边绕组四个端子全都引出在油箱外部，根据的要求，既可接成正“V”，也可接成反“V”。
3，三相YN，d11原理：
三相YN，d11结线牵引变压器的高压侧通过引入线按规定次序接到110kV或220kV，的高压输电线上；变压器低压侧的一角c与轨道，连接，变压器另两个角a和b分别接到27.5kV的a相和b相上。由两相牵引母线分别向两侧对应的供电臂供电，两臂电压的相位差为60o，也是60o接线。因此，在这两个相邻的区段间采用了分相绝缘器。
4，斯科特结线：
实际上也是由两台按规定连接而成。一台单相变压器的原边两端引出，分别接到三相电力系统的两相，称为座变压器；另一台单相变压器的原边绕组一端引出，接到的另一相，另一端到M座变压器原边绕组的中点O，称为T座变压器。这种结线型式把对称变换成相位差为 的对称两相电压，用两相中的一相供应一边供电臂，另一相供应另一边供电臂。M座变压器原边绕组匝数，电压分别用 表示，两端分别接入电力系统的B，C相；副边绕组匝数，电压分别用 表示，向左边供电臂供电。T座变压器原边匝数，电压分别为 ，一端接在M座变压器原边绕组的中点O，另一端接到接到电力系统的A相；副边绕组匝数，电压分别为 ，向右边供电臂供电。T座和M座副边匝数相同，都是 ，原边匝数不同，T座原边匝数是M座的 。实际中，通常把两台绕组装配在一个上，安装在一个油箱内。
5，YN， 结线牵引变压器原理：
副边绕组三角形结线结构即在非接地相增设两个外移绕组 。内三角形接线的一角c与轨道，接地网连接。 两端分别接到牵引侧两相母线上。由两相牵引分别向两侧对应的供电臂牵引网供电。
6，YN， 结线平衡：根据平衡变压器的工作原理，要求：
① 原边接三相对称电源电压时，副边二相输出端口对称（即大小相等，相位差为90o）
② 副边二相输出端口带相同负载时，原边三相电流对称。
YN， 结线阻抗匹配牵引变压器，虽然满足了上述需要和要求，但是平衡 （或 ）与a（或b，c）绕组的匝数比 和系数 都是固定值。一般来说，绕组匝数的配合比较容易。而无论从设计上还是制造工艺上来讲，要得到预先确定的某一阻抗匹配系数都是相当困难的。YN， 结线的要求 ，在设计上和制造工艺上的难度是不言而喻的。
7， 非阻抗匹配YN， 结线平衡：
在前面所述的YN， 结线平衡变压器中，当 时，不需要专门进行阻抗匹配，按结构对称性布置绕组，就可以使该变压器达到平衡。这是YN， 结线平衡变压器取 的特例。由于它不需要专门进行阻抗匹配，所以称为非阻抗匹配YN， 结线平衡变压器。
牵引变压器优缺点
1．单相结线变压器
优点：容量利用率可达100%；简单，设备少，占地面积小，投资少。
缺点：不能供应地区和三相负荷用电，在电力系统中，单相牵引负荷产生的较大，对的供电不能实现。
适用于：电力系统容量较大，比较发达，三相负荷用电能够可靠的由地方电网得到供应的场合。
2．单相V,v变压器（三相）
优点：主结线较简单，设备较少，投资较省。对电力系统的负序影响比单相结线少。对接触网的供电可实现双边供电。
缺点：当一台牵引变压器故障时，另一台必须跨相供电，即兼供左右两边供电臂的牵引网。这就需要一个过程，即把故障变压器原来承担的供电任务转移到正常运行的变压器。在这一倒闸过程完成前，故障变压器原来供电的供电臂牵引网中断供电，这种情况甚至会影响行车。即使这一倒闸过程完成后，地区电力供应也要中断。三相自用电必须改用或单相－三相自用变压器供电。实质上变成了单相牵引变电所，对电力系统的负序影响也随之增大。
优点：保持了单相V,v结线变压器的主要优点，完全克服了单相V,v结线变压器缺点。最可取的是解决了单相V,v结线变压器不便于采用固定备用及其自动投入的问题，有利于实现分相有载或无载调压。
3．三相YN，d11
优点：牵引变压器低压侧保持，有利于供应自用电和地区三相电力。在两台牵引变压器并联运行情况下，当一台停电时，供电不会中断，运行可靠方便。三相YN，d11双绕组变压器在我国采用的时间长，有比较多的经验，制造相对简单，价格便宜。对的供电可实现两边供电。
缺点：牵引变压器容量不能得到充分利用，只能达到的75.6%，引入也只能达到84%，与采用单相结线牵引变压器的牵引变电所相比，主接线要复杂一些，用的设备，工程投资也较多，维护检修工作量及相应的费用也有所增加。
适用于：山区单线电气化铁路牵引负载不平衡的场所。
4．斯科特结线变压器
优点：当M座和T座两供电臂大小相等，功率因素也相等时，斯科特结线变压器原边三相电流对称。变压器容量可全部利用。（用逆斯科特结线变压器把对称两相电压变换成对称）。对的供电可实现两边供电。
缺点：斯科特结线牵引变压器制造难度较大，造价较高。主结线复杂，设备较多，工程投资也较多。维护检修工作量及相应的费用有所增加。而且斯科特结线牵引变压器原边T接地（O点）电位随负载变化而产生漂移。严重时有流经，可能引起电力系统零序电流误动作，对邻近的平行通信线可能产生干扰，同时引起牵引变压器各相绕组，而加重的绝缘负担。为此，该结线牵引变压器的绝缘水平要采用全绝缘。
5．YN， 结线牵引变压器
优点：当阻抗匹配系数 时，无论副边 或 ，原边三相电流平衡，即无。当副边 ， 时，原边三相电流对称，没有对电力系统的影响。原边的视在功率完全转化为副边二相制的视在功率，变压器容量可全部利用。原边仍为YN结线，引出，与高压电力系统匹配方便。副边仍有△结线绕组，电流可以流通，使和电势波形有较好的正。利用斯科特结线变压器把对称两相电压变换成对称。对的供电可实现两边供电。
缺点：设计计算及制造工艺复杂，造价较高。 两供电臂之间的分相绝缘器两端承受的电压为 ，因此，分相绝缘器的绝缘应注意加强。
适用于：自用电和站区三相电力。
6．YN， 结线平衡变压器
优点：其系数在一定范围内任意选取，因而使变压器的设计和制造更加方便。阻抗匹配系数取值的灵活性对布置具有重要意义。
缺点：需要考虑减小，等问题。
7． 非阻抗匹配YN， 结线平衡变压器
优缺点与YN， 结线阻抗匹配牵引变压器基本相同，但还存在若干不同点：
非阻抗匹配YN， 结线平衡变压器与YN， 结线阻抗匹配牵引变压器分别是YN， 结线阻抗匹配牵引变压器取 与 的特例。在YN， 结线平衡变压器中，前者不需要专门进行阻抗匹配，绕组布置最容易，设计制造最方便；后者绕组设计条件最苛刻，设计制造最困难； 取其他值的情况则介于二者之间。
牵引变压器使用方法
在制造牵引变压器时，使用 NOMEX 后需采取以下措施。
（1）加强对温升的计算，严格控制温升。
（2）使用模拟计算软件对变压器内部的温度进行模拟计算，为确定 NOMEX 绝缘纸和普通绝缘纸 2 种材料的分界提供依据，根据Satons本身特征，合理地确定上述 2 种材料的使用界限，避开油和普通绝缘纸裂解、绝缘或的危险。
（3）增加和改善线圈内的油路，以降低变压器油的温升，避免油裂解。
（4）改善外部，增加变压器的冷却能力，降低变压器正常负荷时的温升。
（5）改进内线圈在圆周上的支撑，使变压器能承受高过载及短路时产生的机械压力。[2]
牵引变压器应用
对于轨道车辆来说，牵引变压器是最重要的设备之一，是整个电力牵引系统最核心的部分，确保火车头、高铁等轨道车辆稳定运行。过去一个世纪以来，牵引变压器常常用于铁路牵引，被认为是传统燃油牵引系统的最佳选择。[3]
．株洲科达．[引用日期]
．中电电气[引用日期]
．电缆网．[引用日期]电力牵引的最佳系统_图文_百度文库
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是有触点控制在技术手段方面的升级。在此对常规电器组成的控制电路不做分析，但这部分内容对于初学者了解电力机车的控制原理、功能十分有用，请自学参阅相关资料，此处不再详述。SS3B型电力机车（12轴）控制回路采用分布式机车控制系统，符合TCN标准总线形式。两节机车之间由各自的中央控制单元CCU网关通过网卡及WTB总线（绞线式列车总线）进行通信。单节机车内部各控制单元之间采用MVB（多功能车辆总线），各部件通过自带网卡与MVB总线进行通信，原电子控制柜改为传动控制单元DCU（微机控制柜）。SS3B型电力机车（12轴）网络拓扑图如图2.34所示。网络拓扑中各控制单元及其他主要电路功能介绍如下。1.中央控制单元CCUCCU?负责机车重联控制、MVB管理、WTB控制和故障诊断。CCU根据司机的指令以及机车的状态信息，经过逻辑处理后，形成控制命令并发布到各机车有关的控制单元；把机车运行状态以及故障信息通过司机台指示灯和显示屏反馈给司机或维护人员。图2.35表示CCU与WTB及MVB之间的关系以及受电弓等的信息接收；图2.36主要作为CCU的控制状态的显示。中央控制单元（CCU）对外接口：①24路光电隔离的数字输入（110?V），②24路继电器数字输出（110V）；③2路模拟输入，4路模拟输出（其中两路预留）；④对外电气接口采用两个37芯插座。2.??DCU传动控制单元DCU传动控制单元实现牵引控制、电制动控制（加馈制动）、防空转/防滑行保护等功能。牵引时采用两级限压和三级手动有级磁场削弱控制；制动采用加馈电阻制动。具有故障监控和高、低压自检功能。每个传动控制单元（DCU）的对外接口：①16路模拟输入，8路模拟输出；②32路光电隔离的数字输入（110?V）；③16路数字输出（110?V），可由软件编程的32路灯显示。对外电气接口采用6个对外连接的56芯矩形插座。传动控制单元DCU电路原理如图2.37所示。3.??LCU逻辑控制单元逻辑控制单元采用无触点控制方式，具备完成电力机车传统继电器有触点控制电路的控制及机车网络控制系统的网络通信功能，同时具有自诊断功能，可自检装置的输入输出通道，亦可检测输出回路的短路状态。具备与机车网络通信的接口，在正常情况下通过IDU显示主断路器、受电弓和主、辅助系统等设备的运行状态参数，便于实时监控。逻辑控制单元（LCU）每台装置允许输入信号不少于60路，并预留10个以上备用输入通道，输出信号不少于30路，并预留5个以上备用输出通道。对外电气接口采用3个对外连接的20芯插座和3个对外连接的10芯插座。4.??IDU智能显示单元IDU1显示机车状态信息，主要完成机车参数显示、故障处置提示、故障记录及转储、参数设置等功能，是机车车载网络系统的显示终端和人机接口；IDU2?为列车运行监控记录装置显示终端。按铁道部关于规范化司机室的技术要求，显示单元发生故障时，IDU1与IDU2能人工实现切换，优先显示列车运行监控状态参数。5.主断路器、受电弓及重联控制电路（1）主断路器控制回路SS3B型电力机车因安装真空主断路器，主断控制回路与其他直流机车的控制方式不同，采用交流传动机车通常使用的主断控制方式来进行控制，其控制原理如图2.40所示，控制逻辑梯形图如图2.41所示。（2）受电弓升弓控制回路SS3B型电力机车与原SS3型机车相比，受电弓的安装方式发生了变化，因此，受电弓回路控制方式也进行了改进，其控制原理如图2.42所示。图2.40主断路器控制电路原理图图2.41主断路器控制梯形图图2.42受电弓升起控制电路原理图（3）主断路器控制器当受电弓升弓气路发生气压不足或漏气故障时，为了保证受电弓和接触网免遭损害，要求能在该故障情况下自动降弓。SS3B型电力机车安装的主断路器控制器，能在该故障下自动断开主断路器。当机车受电弓升弓气路出现故障时，机车上的主断路器控制器通过A014导线将主断信号传送给LCU，通过LCU将主断路器分断。同时，其内部常闭触点断开，受电弓电空阀失电。其控制原理如图2.43所示。（4）重联控制电源电路由于SS3B型电力机车是双机重联型机车，因此，机车上设置了重联供电的功能，当一节机车110?V电源出现故障时，可以通过重联控制电源回路对故障节机车进行供电，维持机车的基本运行。其控制原理如图2.44所示。图2.43主断路器控制电路原理图图2.44机车重联控制电路原理图思考题1.试述霍尔传感器的工作原理及应用范围。2.简述有静差系统与无静差系统的概念。3.何谓特性控制？4.试述电力机车转速、电流闭环控制系统的组成及控制原理。5.试述影响电力机车牵引特性的主要因素及牵引特性的工作范围。6.简述国产主型相控电力机车的基本（共同）特征。7.分析主型相控电力机车在三级磁削工况下的主电路。8.分析主型相控电力机车加馈制动电路。9
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