阻抗匹配平衡变压器的负序电流_周勇

110KV/27.5KV铁路牵引变电站一次系统设计姓名：专业班级：指导教师：摘要在《中长期铁路网规划》中要求到2020年铁路的复线率和电化率要达到50%。

本文对电气化铁路牵引变电站一次系统的设计作了论述。

依据设计要求和相关的国家标准，对单相结线型、vV/结线型和平衡变压器的比较，最终选择电压不平衡度低的结线平衡变压器作为主变压器。

通过计算上、下行线的供电臂的的有效电流和最大电流来确定变压器的型号和容量。

通过变压器原边和副边的短路电流的计算确定牵引变压器两侧的高压电气设备，最终完成牵引变电站的设计。

最后通过与国家和铁道部的相关标准和规范进行了总结和评价，该牵引变电站一次系统的设计符合设计要求。

关键词：电气化铁路；牵引变压器；平衡变压器；高压电气设备The 110 KV/27.5 KV railroad leads a transformer substation one subsystemdesignAbstract：《Long-term railway network programming 》in request line rate and electricity of the reply of 2020 railroad to turn a rate and attain 50%.This text led transformer substation's design of one subsystem to make treatise to the electrification railroad.According to the design request with related of nation standard, mutually knot a line type and knot the comparison of line type and equilibrium transformer to the list, end choice electric voltage unbalance degree the low knot line equilibrium transformer be a main transformer.Pass a calculation up, bottom line line of power supply arm of of valid electric current and the biggest electric current to make sure the model number and capacity of transformer.The calculation which passes theshort-circuit electric current of the original side of the transformer and vice- side makes sure the high pressure electricity of two sides equipments, the end completion leads the design of transformer substation.Finally passed to carry on summary with related standard and norm of nation and railroad department and evaluate, should lead transformer substation's design of one subsystem to meet a design request.Key word：Electric railway; Tows the transformer; Balanced transformer; High pressure electrical equipment目录摘要 (I)目录 (Ⅲ)第1章前言................................................................................ 错误!未定义书签。

电铁谐波和负序对变压器保护影响的研究-电力系统及其自动化专业毕业论文.pdf华北电力大学硕士学位论文第一章绪论选题背景和研究意义从上世纪9 0 年代中期以来我国电气化铁路不断发展，铁路实行电气化有着明显的优越性。

随着铁路电气化的规划实施，重载铁路和高速客运专线的相继上马，对于电力系统来讲，铁路牵引供电的需求大幅度增长。

同时电力部门对其自身系统的稳定和安全可靠性要求也上升到了新的高度，因此研究分析电气化铁道谐波负序的特点，及其对电力系统保护的影响具有重要的现实意义。

电气化铁路动力系统主要包括供电系统和牵引系统。

由于电力机车的非线性、单相、冲击特性，在电力机车运行过程中产生大量的谐波和负序，且电力机车沿铁路移动用电「1一 6] ，产生的危害远比其它谐波源和负序源更为严重和广泛，如不能得到及时有效治理，将注入电力系统，影响全网。

电气化铁路谐波和负序对电力系统的不利影响体现在多个方面，其中电铁供电谐波和负序对电力系统二次设备( 继电保护、安全自动装置) 有着重要的影响〔7 一9] ，严重时将直接危及电力系统的安全稳定运行。

变压器是一种静止的电气设备，它利用电磁感应作用把一种电压的交流电能转变为频率相同的另一种电压的交流电能。

在电力系统中，电力变压器作为联系不同电压等级网络的不可缺少的重要设备，广泛存在于各级电网中，其安全运行关系到整个电力系统能否连续稳定的工作. 变压器发生故障若不能快速切除，不但会烧毁变压器，而且会引发系统事故或大面积停电事故，给电力系统自身和社会生产带来重大损失。

因此如何全面、客观地评价电气化铁路谐波和负序对变压器保护的影响，并针对不利影响提出相应的抑制措施，使变压器免受电气化铁路产生的谐波负序的冲击，是一个值得研究的重要课题。

1.2 国内外研究动态目前国内外所进行的谐波对变压器保护影响的研究中，绝大多数是针对平衡的三相谐波进行的〔10 一2 1〕。

如文献〔10 〕以某电网为研究背景，建立了谐波源模型和继电保护仿真模型，通过EMT P 仿真结果检验了谐波条件下继电保护的动态特性。

阻抗匹配三相变四相平衡变压器研究的开题报告
题目：阻抗匹配三相变四相平衡变压器研究
一、研究背景和意义
随着电力系统的不断发展，电力负荷对大型变压器的要求越来越高，要求变压器在满足电力负荷需求的同时，还能够保证电网的安全稳定运行。

传统的三相变压器已经无法满足一些特殊情况下的需求，这时需要
使用四相变压器来进行电力供应。

四相变压器与三相变压器相比具有更高的负载能力和更好的稳定性，但是其三相和四相的状态之间的匹配却是一个难点。

如何实现阻抗匹配，使四相变压器在三相电网中正常运行，是一个具有重要意义的实际问题。

本研究旨在探索阻抗匹配三相变四相平衡变压器的方法，提高其运
行效率和电网稳定性。

二、研究内容和方法
1. 研究四相变压器的特点和原理，以及在三相电网中的应用情况。

2. 探究阻抗匹配的基本原理和方法，包括串联和并联两种方式。

3. 分析阻抗匹配对变压器的影响，研究不同阻抗匹配方案在电网中
的运行效果。

4. 建立数学模型，通过仿真和实验研究不同方案的阻抗匹配效果。

5. 对比不同阻抗匹配方案的优缺点，提出最优的阻抗匹配方案。

本研究将采用文献研究和数学模型分析相结合的方法进行，通过仿
真和实验验证不同阻抗匹配方案的效果，并对比不同方案的优缺点，最
终提出最优的阻抗匹配方案。

三、预期成果和意义
通过本研究的实验和分析，可以得到阻抗匹配三相变四相平衡变压器的最优方案，并且可以指导实际工程应用。

此外，还可以提高四相变压器在三相电网中的运行效率和电网稳定性，为电力系统的发展和升级提供科技支持和理论依据。

电气化铁路对电力系统的影响分析摘要进入21世纪后，科学技术不断发展，我国的铁路也在朝着电气化方向飞速发展，电气化铁路的运营里程不断增加。

从对电力系统的影响来看，电气化铁路具有很大的移动性和波动性，其负荷特点是大功率单相整流带冲击，正是由于具有这种特点，使得其在接入电网运行后，大量的三相不平衡产生的负序电流和谐波在电力系统中产生，对该接入处的电力系统运行的稳定性、可靠性产生很大的影响，严重时将威胁电力系统的正常运行，造成经济损失。

此文将电气化铁路接入电力系统后的影响做简要分析。

关键词电气化铁路；电力系统；谐波1 电气化铁路基本情况1.1 电气化铁路的特点电气化铁路是当代最重要的一种铁路类型，沿途设有大量电气设备为电力机车提供持续的动力能源。

电力机车本身不带有电能，所需电能由电力牵引供电系统提供。

牵引供电系统主要是由牵引变电所和接触网（或供电轨）组成。

变电所设在铁道附近，它将从发电厂经高压输电线或高压输电缆送过来的电流送到铁路上空的接触电网或铁轨旁边的供电轨道中，接触网或供电轨则是向电力机车直接输送电能的电气设备，电力机车通过集电弓或导电车轮从接触网或供电轨中获得所需电能[1]。

1.2 电气化铁路与电力系统的联系电气化铁路牵引供电系统对供电电网来说，会使得电力系统负荷状态非常高，在引起牵引网电压波动的同时，也使得供电系统电能质量下降，如果不采取措施，还会导致机车动力下降，直接导致电气化铁路运行效率低下，从铁路运行和电力系统运行的角度看，都会造成经济损失。

2 电气化铁路对于电力系统的影响2.1 对旋转电机的影响电气化铁路有着单相交流供电的特性，这种特性使得电机的转子、定子都会发热，增加损耗，引起机组的震动，且转子、定子又属于电机的重要部件，如果在运行时过热就容易发生损壞或者其他故障，带来很严重的后果[2]。

2.2 对输电线路的影响电气化铁路在行过程中，其产生的谐波是影响输电线路最主要的因素。

单相电流产生的谐波，如果频率高，则会发生电力系统谐波共振，有的时候还甚至会放大谐波，很大程度上会增加谐波网损。

阻抗平衡变压器名词解释
阻抗匹配平衡变压器是一种新型平衡变压器，通过调整绕组之间的阻抗匹配关系来保持各相应绕组之间的电气关系平衡，实现三相系统的平衡运行。

具体来说，它可以实现将对称三相电力系统变为二相幅值相等、彼此相位差为90°电角度的二相电力系统，或将幅值相等、彼此相位差为90°电角度的二相电力系统变换为对称三相电力系统。

阻抗匹配平衡变压器具有较好的抑制负序电流对电力系统影响、容量利用率较高等优点，已经成为我国电气化铁路牵引变压器的主要接线型式。

此外，这种变压器还可以用于三相变四相与三相变两相的不等相转换，通过调整绕组间的阻抗匹配关系，实现相应绕组电磁关系的平衡，以使三相电源系统保持平衡。

如需更多与阻抗匹配平衡变压器相关的信息，建议咨询电气专业人士或查阅相关文献资料。

牵引供电系统负序电流研究负序电流意义：近20多年来，电力牵引由于具有马力大、速度快、能耗低、效率高、环保等特点，在使用电力牵引的区段内，运输能力明显提高，运输成本大为降低，同时，电力牵引机车在机车性能、工作条件等方面较内燃机车更好，是我国铁路牵引动力今后的发展方向。

因此电气化铁路在我国得到了快速的发展，电力牵引负荷总功率及其在整个铁道运力中所占比重也随之得到迅速增加。

但由于电力机车负荷是大功率的不对称负荷，具有复杂多变的运行状态且运行状态随机性很大。

投入运行会产生大量的负序电流，通过牵引变电站注入电力系统，会给系统带来严重的负序危害，影响电网电能质量。

对电力系统的稳定、安全、经济运行构成了一定威胁。

随着电气化铁路牵引负荷的迅速增长，研究其负序特性进而抑制其负序危害已越来越引起人们的重视。

负序电流对电力系统的影响：电气化铁路牵引负荷是电力系统的主要不平衡负荷，并且具有非线性、大功率、分布广、大波动性的特点，在电力系统中产生大量的负序分量，影响系统及设备的安全稳定与经济运行。

正常运行的电力系统是三相对称的，表现为电源电势、网络结构和网络元件参数、负荷均三相对称，以及各运行参数三相对称。

无论电源、网络、负荷任一部分的三相对称性遭到破坏，系统的对称运行状态即受破坏，就会出现电压或电流的不对称。

由对称分量法可以将三相不对称电流分解为正序电流、负序电流和零序电流。

负序电流对电力系统元件具有巨大的影响和危害，主要表现在:1、负序电流对发电机的影响。

负序电流对发电机影响最大的是转子的附加损耗与发热，其次就是附加振动。

转子的附加损耗与发热方面，负序电流在定、转子气隙中建立一个以同步转速旋转、方向与转子转向相反的旋转磁场，它同步转速切割转子，在转子表面各部件（如大齿、小齿、槽楔、护环等）上感应2倍工频电流。

由于转子结构不对称，2倍工频电流在转子上分布不均匀，一般大齿的导磁性能较好，故大齿上感应的电流较大，小齿和槽楔上的电流相对要小些，而且在集肤效应和大齿上横向槽作用下，造成在转子表面和大齿横向槽两侧的电流密度较大，容易出现局部温度升高和过热。

两种特殊接线方式牵引变压器分析摘要随着电铁的不断发展,电铁负荷在电网中的比重越来越多,电铁作为大功率单相交流负荷,对电网安全运行的影响不容忽视。

在牵引变电所处把负荷进行等效,不失为一种可行的研究方式。

本文对两种特殊的牵引变压器进行接线方式分析、原理阐述、优缺点比较,以期为电网运行和工程研究工作提供参考。

关键词电气化铁路;牵引变压器;接线方式中图分类号u224 文献标识码a 文章编号1674-6708(2010)26-0112-020 引言近几十年来,随着国民经济的突飞猛进和工业基础设施的完善,我国的电气化铁路发展迅猛,铁路线总里程不断加长,列车载重量不断增加,铁路牵引变压器需求数量随之越来越多,需求容量也越来越大。

我们知道,电气铁路的27.5kv(bt制)或55kv(at制)的单相牵引电网是通过牵引变电所从常规三相电网获取电能的,牵引变电所的主要作用便是将110kv或220kv三相交流电变换成27.5kv或55kv单相交流电,并供电给电牵引网和电力机车。

根据供电方式和具体要求的不同,牵引变压所采用的牵引变压器种类也不同,主要有:单相牵引变压器,v/v接线变压器,普通三个绕组对称的三相变压器,三相—两相平衡牵引变压器。

本文拟从接线原理、负序和零序影响、容量利用率等方面对两种特殊接线形式的牵引变压器加以总结和评述,以期对电气化铁路牵引供电系统的研究有所帮助。

1 le blanc结线变压器1.1 接线原理分析le blanc变压器绕组结构如图所示,其初级绕组与普通三相变压器绕组相同,基于电气化铁道的不同要求,它们可以为△型或y型,本文仅分析△型,以防由于不平衡负荷产生的谐波(主要是三次谐波)进入系统。

在二次侧有5个将三相电源转化为两相电源的非对称绕组,其接线如图1所示。

1.2 负序和零序影响二次侧各绕组的变比如下当k=1时,由接线原理图和绕组匝数关系可得电流关系式:根据对称分量法,电压平衡关系得一次侧各相的正负零序电流: 当iα=iβ时,原方三相线电流完全对称,无负序电流存在,故该接线也具有将两相对称负荷转换为原方三相对称负荷的能力[1]。