上海千实解读牵引变压器的工作原理

牵引变压器是将三相电力系统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机车供电。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三相变二相的变压器。
牵引变压器是一种特殊电压等级的电力变压器，应满足牵引负荷变化剧烈、外部短路频繁的要求，是牵引变电所的"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。
变压器的工作原理和分析：变压器---利用电磁感应原理，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，单相结线变压器原理：
牵引变压器的原边跨接于三相电力系统中的两相；副边一端与牵引侧母线连接，另一 端与轨道及接地网连接。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负序电流较大，对接触网的供电不能实现双边供电。所以，这种结线只适用于电力系统容量较大，电力网比较发达，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：
将两台单相变压器以V的方式联于三相电力系统每一个牵引变电所都可以实现由三相系统的两相线电压供电。两变压器次边绕组，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，电流的不对称度有所减少。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，根据牵引供电的要求，既可接成正“V”，也可接成反“V”。
3，三相YN，d11双绕组变压器原理：
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，三相电力系统的高压输电线上；变压器低压侧的一角c与轨道，接地网连接，变压器另两个角a和b分别接到27.5kV的a相和b相母线上。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，在这两个相邻的接触网区段间采用了分相绝缘器。
4，斯科特结线变压器原理：
实际上也是由两台单相变压器按规定连接而成。一台单相变压器的原边绕组两端引出，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，接到三相电力系统的另一相，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三相电压变换成相位差为 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座变压器原边绕组匝数，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，通常把两台单相变压器绕组装配在一个铁芯上，安装在一个油箱内。
5，YN， 结线阻抗匹配牵引变压器原理：
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。由两相牵引母线分别向两侧对应的供电臂牵引网供电。
6，YN， 结线平衡变压器原理：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，副边二相输出端口空载电压对称（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，但是平衡绕组 （或 ）与a（或b，c）绕组的匝数比 和阻抗匹配系数 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， 结线阻抗匹配平衡变压器的要求 ，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， 结线平衡变压器原理：
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。