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第１５卷第２期电工技术学报２０００年４月阻抗匹配平衡变压器的电量变换和运行计算 ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＴｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｓａｎｄＯｐｅｒａｔｉｎｇＣａｄｃｕｌａｔｉｏｎｓ蚰 ＴｈｅＩｍｐｅｄａｎｃｅ—ＭａｔｃｈｉｎｇＢａｌａｎｃｅＴｒｌｔｎ翊ｏｒｍｅｒ 张志文刘福生熊芝耀罗隆福（湖南大学电气与信息工程学院４１００８２）刀唧嚷ＺｈｉｗｍＬｉｕＦｕｓｈｅｎｇＸｉｏＲｇＺｉｆｉｙａｏＬｕｏｈ嘎；Ｉｈ（ＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ４１００８２Ｃｈｉｎａ） 摘要阻抗匹配平衡变压器，是适应我国电气化铁道的发展需要，已完成研制并投入运行的新型平衡变压器。它在变压的同时还要换相，故其电磁结构和运行性能有不同特点。为了便于推广应用，本文对其在牵引供电系统中应用感兴趣的几个问题，分别加以讨论。在论述一、二次的电量变换关系后，进而阐明相关的运行计算。这不仅是解决本变压器的运行问题，对加深三相交两相诸多概念的理解也有好处。 关键词：平衡变压嚣三相变两相电量变换运行计算 ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅＩｉ２１ｐ＠ｄｌｌｎｃｅ—ＭａｔｃｈｉｎｇＢａｌａｎｃｅＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ（眦盯）ｉｓａｋｉｎｄｏｆｎｅｗｔｒａｃｔｉｏｎｔｒａｎｓｆｃｍｅｒｂａｓｅｄ０１＇１ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｌｍｌｅｎｔｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｒａｉｌｗａｙｉｎＯＬｔｒｃｏｕｎｔｒｙ．ＴｈｅＩＭＢｑ＂ｈａｓｂｅｅｎｐｒｏｄｕｃｅｄｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ．ＡｌｏｔｏｆＩＭＢＴｓａＩ＿ｅｌｌＯＷｏｐｅｒａｔｉｎｇｉｎｍａｎｙｔｒａｃｔｉｏｎｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｓ．１ｔｌｅＩＭｆｆｒｉｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｏｍｏｔｈｅｒｔｒａｎｓｆｏｎｌｌｅｒ８ｉｎｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｔｈｅｅｌｏｃｔｒｏｎｍｇⅢｅｔｉｃｓｔｒｕｅｈｎ＇ｅｓａｎｄｏｐｅｒａｔｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ．Ｓｅｖｅｒａｌ ｐｒｏｂｌｄａｌｓｏｆａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｏｐｅｒａｔｉｎｇｗｉｌｌｂｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄＯｉｌｔｈｅｔｒａｃｔｉｏｎｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ． 愉ｄｅⅡ目∞ｍＩｔｉＩｌｇｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｒｉｍａｒｙａｎｄｓｅｃｏｔｌｄ日ｒｙｉｎｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｃａｌｃｕ／ａｔｉｏｎｓａｍｉｌｌｕｍｉｎａｔｅｄ．Ｉｔｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｏｕｓｔｏｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｍａｎｙｃｏｎｏｅｐｔｉｏｎｓｔｏｔｒａｎｓｆｏｒｍｔｈｒｅｅｐｌｌａ８８ｔｏｔｗｏｐｌｍｓ∞． Ｋｅｙｗｏｒｔｈ：ＢａｌａｎｃｅｔｒａｌｌｓｆｏｌｍｅｒＴｈｒｅｅｐｈａｓｅｓｔｏｔｗｏｐｈａｓｅｓＦＪｅｃｔｒｉｃｔｒａｎｓｆｏｍａａｔｉｏｎ Ｏｔ，ｅ咖ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｌ引言 我国首创并研制成功的阻抗匹配平衡变压器，白１９９２年３月在铁道牵引供电系统投运以来，经受了现场的各种运行状态的考验，技术经济效益显著，受到使用部门欢迎，在京郑铁路电气化改造所需平衡变压器的国际投标中得到中标，相继在我国十来条电气化铁道牵引供电中得到选用，并列入国家级科技成果重点推广计划，应用前景好，受到有关部门的广泛关注。 阻抗匹配平衡变压器是三相变两相的新型牵引变压器。它在继承Ｙ／△＿－１１三相变压器的结构优点基础上，具有斯科特（Ｓｃｏｔｔ）变压器的换相功能，其技术性能和计算方法与已有牵引变压器的均不一样。虽然有关问题已有文献［１—３］提到过，但只是涉及所研制产品的性能说明，对于供电及运行计算问题有待进一步研究。现进入推广应用，本文对使用人员关心的诸多实际问题作全面分析讨 车课题被列为国家产业化重点推广示范工程。１９９９１２—１０收到稿件。 张志主男。１９６３年生，工学硕士。现任朔南大学讲师。主要从事电机及控制、现代电力电子技术及应用、阻抗匹配多：身能平衡变压器的教学和科研工作。 土ｊ福生男。１９２６年生，１９５３年武汉大学电机系毕业，现任期南大学教授，长期从事电力系统及其发电机和变压器运行分析的教学和科研工作ｃ刁＿擎丑蛔惴ｂｏｒｎ如１９６３，蒯埘ｔｈｅｂ／ｎａｅｒ＇ｓｄｅ孵／ｎ１９９０ｆｒｏｍ强删Ｕｎｉ痢ｔ）－Ｈｅ抽ｔｈｅｌｅｅｔａｒｅｒ。ｆ岫ｍ蚰ＵＮｖｅｖｓｉｉｙ．Ｈｅｉｓ棚酬ｍａｉｎｌｙｉＩｌ 佃舳ａｎｄｓｃｉｖ曲ｔｆｉｅｒｅｓｅａｒｃｈ∞ｄｅｃｔｒｌｃｎｔ，ｄａｉｒｌｅａｎｄｉｔｓｃｏｎｔｒｏｌ，砷ｐｌｉｅａｔｉ衄０ｆ州出“ｐｏｗｅｘｅｌｅｃｌｒ临ａｎｄｎｍｌｆｉｆｕｎｃｔｉｏｎ曲叫妇Ｗｉ山缸ｐｅ幽雠ｍａｔｃｈｉｎｇ 万方数据
阻抗匹配平衡变压器的仿真分析 文章以阻抗匹配平衡变压器为研究对象，采用Matlab/Simulink软件作为仿真平台，搭建仿真模型，分析其电流不平衡度；分析负载在正常及短路状态下，三相侧的电流和二次侧电压和二次侧电流的变化情况。 标签：阻抗匹配平衡变压器；电流不平衡度；仿真分析 1 概述 我国电气化铁路由110kV及以上电压等级的系统供电，该高压系统属于大电流接地系统，随着高速、重载机车负荷的增加，要求牵引变压器向高电压、大容量发展[1]。在此基础上，以阻抗匹配平衡变压器为研究对象，采用Matlab/Simulink软件作为仿真平台，分析其电流不平衡度，负载在正常及短路状态下，三相侧电流和二次侧电压和二次侧电流的变化情况。 2 阻抗匹配平衡变压器的仿真模型 阻抗匹配平衡变压器三相侧构成Y型联结，二次侧在三角形接线中间一相的两端，各增加一个外援支臂，其匝数为三角形绕组匝数的0.366倍，使两支臂引出端与三角形的另一结点构成两相输出电压，在相量上形成的相位差，这样就构成了三相变两相的接線方式[2]。仿真模型如图1所示[3]。 3 阻抗匹配平衡变压器的仿真分析 3.1负载正常时的情况 当平衡变压器二次侧α相和β相分别接入对称负载时，三相侧的电流是对称的，即幅值相等且相位相差120°；二次侧α相和β相的电压和电流平衡，即幅值相等且相位相差90°[5]。仿真结果如图3所示。 3.2负载短路时的情况 当平衡变压器二次侧α相接入的负载短路，β相接入的负载正常时，三相侧电流不对称，即幅值不相等相位相差不为120°；二次侧α相的电压为零电流很小，β相的电压电流正常。仿真结果如图4所示。 4 结论 （1）在负载正常时，三相侧电流对称，即幅值相等相位相差120°，电流不平衡度为零，没有负序电流，二次侧电压电流平衡，即幅值相等相位相差90°；在负载发生短路时，三相侧电流含有大量的负序电流，是不对称的，电流不平衡度不为零，二次侧电压电流不平衡。但不论哪种情况，都不存在零序电流。