V/x接线牵引变压器三相等效模型

V/x接线牵引变压器三相等效模型

袁月赛

上海铁路局杭州供电段浙江杭州310009

摘要：针对目前高速铁路最常采用的V/x接线牵引变压器建立三相等效数学模型。通过拆分V/x接线牵引变压器为理想变压器与漏抗部分分别进行建模后将两者组合。最后采用matlab对模型进行验证。

关键词：牵引变压器；V/x接线；数学模型；高速铁路

Abstract：ThispaperwillbuildaThree-phaseequivalentmathematicalmodelforV/xwiringtractiontransformer，whichisnormallyusedinhigh-speedrailwaytoday.First，separatethetransformerintotwoparts：idealtransformeranditsleakagereactance.Thenbuildtheirmodelsandintegratethemtogether.Finally，testitbymatlab.

Keyworks：Tractiontransformer；V/xwiring；Mathematicalmodel；High-speedrailway

0引言

现今地球上所有的高速铁路均以电能作为动力。高速列车通过受电弓从接触网上吸取电能，而接触网则由牵引变电所供电。供电质量的好坏，对高速列车运行有极大的影响。因此，建立牵引变压器的数学模型对供电系统分析将有巨大帮助。在电压损失与故障分析、谐波水平与滤波效果、无功及负序补偿等方面，牵引变压器数学模型均能发挥巨大作用。

全并联AT供电方式是我国高速电气化铁路首选的供电方式，其牵引变电所使用最多的是V/x接线牵引变压器，有三相V/x和两台纯单相变压器组成V/x接线两种型式0。V/x与V/v两种接线的牵引变压器特性相同0，相当于V/v接线副边中点引出接地。

1模型拆分

将牵引变压器的漏抗剥离归至原边，建立由漏抗部分与理想部分串联成的牵引变压器模型0。且本文认为，进入牵引变电所三相电力系统稳定强大。高速铁路牵引变电所一般无并联补偿，故变压器二次侧负荷仅有牵引负荷而无并联补偿负荷。由此，牵引变压器模型可由图1-1表示。

图5-1牵引变压器三相等效模型

至此，V/x接线的牵引变压器三相等效模型已经建立完毕，主要可变量为变压器变比与次边漏抗。在我国，除西北电网输电线有采用330kV电压外，其余均采用220kV。牵引变压器输出电压为2×27.5kV，即55kV。因此，K一般取1/6或1/4。

6牵引变压器举例

以沪昆铁路杭长线金华东2号牵引变电所为例，其进线电压为三相线电压220kV，输出至TF线电压为2×27.5kV。设两端口电流均为400A。

图6-3牵引变压器三相进线电流

图6-2为图6-1电流在三项模型中的形态，与图6-3比较，其相位与进线电流几乎相等，大小因变压器自身损耗略微降低。

7结论与展望

V/x接线牵引变压器模型较为理想，但不失为一种较好的工具，可以作为三相系统电压损失、故障分析、谐波分析的基础，提高供电质量。

第6章节电流波形显示，传统牵引变压器会给三相系统照成严重的污染。即使采用诸如斯科特等平衡接线，其负序电流在现实中依旧无法通过自身消除。并且输出两路电压存在相位差，列车通过时，不得不过分相，限制了高速列车速度的进一步提升。前人试图利用现有设备通过补偿方式实现同相供电。尽管电力电子设备昂贵，但这是解决这些问题最有效的方法。随着电力电子材料的发展，其价格趋于下降，在将来，电力电子技术必将为整个电力系统带来革命性的变化。

参考文献

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