第２９卷第１期 ２ ０ ０ ７年２月 铁 道 学 报 Ｖｏ１．２９ Ｎｏ．１ ＪＯＵＲＮＡＩ ＯＦ ＴＨＥ ＣＨＩＮＡ ＲＡＩＩ ＷＡＹ ＳＣ｝ＣＩＥＴＹ Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２００７ 三 文章编号：１００１—８３６０（２００７）０卜０１０９ ０６ 相Ｖ，ｖ接线和单相Ｉ，ｉ接线牵引变压器的组合应用 张 劲 ， 林宗良 楚振宇 ， 吴命利 ，¨成都（１．铁道第二勘察设计院电化处，四Ｊ 摘６１００３１；２．北京交通大学电气工程学院，北京 １０００４４） 要：对某既有电气化铁路增建四线工程中一个１１０ ｋＶ单相牵引变电所的扩能改建方案进行了深入研究，通 过对不同牵引变压器接线型式与既有单相Ｉ，ｉ接线牵引变压器的组合效果进行静态和动态比较后提出了利用三 相Ｖ，ｖ接线和单相Ｉ，ｉ接线牵引变压器构成组合ｊ相平衡接线来降低电气化铁道牵引负荷对电力系统的负序影 响、充分利用供电能力的技术方案。这种组合接线的应用，既能降低对电力系统短路容量的要求，叉增大了对不 平衡牵引负荷的负载能力 对既有电气化铁路增建新线工程以及铁路枢纽的牵引供电系统设计具有参考价值。 关键词：电气化铁道；牵引变压器；负序；组合平衡 中图分类号：Ｕ２２４ 文献标志码：Ａ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ Ｖ，Ｖ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅ Ｉ，ｉ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｔｒａｃｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ＣＨＵ Ｚｈｅｎ—ｙｕ ，ＷＵ Ｍｉｎｇ—ｌｉ。，ＺＨＡＮＧ Ｊｉｎ 。 ＩＡＮ Ｚｏｎｇ—ｌｉａｎｇ （１．Ｅｌｅｃｔｒｉｉｃａｔｉｆｏｎ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ｔｈｅ Ｓｅｃｏｎｄ Ｓｕｒｖｅｙ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｒａｉｌｗａｙｓ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００３１，Ｃｈｉｎａ＋ ２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉ￣ｇ １０００４４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅｓ ｏｆ ａｎ １ １０ ｋＶ ｓｉｎｇｌｅ～ｐｈａｓｅ ｔｒａｃｔｉｏｎ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ ｉｎ ａｎ ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ ｆｏｕｒ—ｔｒａｃｋ ｃｏｎ— ｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｊ ｅｃｔ ｏｆ ａｎ ｅｘｉｓｔｅｄ ｅｌｅｃｔｒｉｆｉｅｄ ｒａｉｌｗａｙ ｌｉｎｅ ａｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｓｔａｔｉｃ ａｎｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓ ａｍｏｎｇ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｓｉｎｇｌｅ— ｐｈａｓｅ Ｉ，ｉ ｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ａｒｅ ｍａｄｅ．Ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ Ｖ．ｖ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ ｐｈａｓｅ Ｉ，ｉ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｉｓ ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｐｈａｓｅ ｓｅ— ｑｕｅｎｃｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｃｔｉｏｎ ｌｏａｄｓ ｏｎ ｔｈｅ ｐａｖｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｓｙｓｔｅｍｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｆｉｅｄ ｒａｉｌｗａｙ ｌｉｎｅｓ．Ｔｈｉｓ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｔｈｒｅｅ ｐｈａｓｅ ｂａｌａｎｃｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｃａｎ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｄｅｍａｎｄ ｏｆ ｕｔｉｌｉｔｉｅｓ ａｎｄ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｓｕｐｐｌｙ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｉｍｂａｌａｎｃｅ ｔｒａｃｔｉｏｎ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｓ．Ｔｈｉｓ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｂａｌａｎｃｅ ｓｃｈｅｍｅ ｗｉｌｌ ｂｅ ｏｆ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖａｌｕｅ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ ｒａｉｌｗａｙ ｔｅｒｍｉｎａｌｓ ａｎｄ ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ ｎｅｗ ｌｉｎｅｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｆｉｅｄ ｒａｉｌｗａｙｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｉｆｉｅｄ ｒａｉｌｗａｙ；ｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ；ｎｅｇａｔｉｖｅ ｐｈａｓｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ；ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｂａｌａｎｃｉｎｇ 某铁路线位于经济较发达地区，沿线电网比较强 大，复线电气化时某牵引变电所距离地方电网～２２０ ｋＶ变电站仅２ ｋｍ距离，且该变电站仅有１１０ ｋＶ空 闲间隔，而ｌ１０ ｋＶ母线短路容量可高达２ ５５３ ＭＶＡ。 作为客运线；在该所附近新增客运线与既有复线基本 并行；同该所相邻的２个牵引变电所均采用２２０ ｋＶ供 电，负序承受能力较强，能直接向客运线和货运线供 电。经过计算，若维持该所１１０ ｋＶ进线及单相接线 经电力部门进行技术经济比较和评估，牵引变电所采 用了１１０ ｋＶ单相接线变压器，安装容量２５ ＭＶＡ，进 变压器的方案不变，同时向四线供电时，变压器需增容 至５Ｏ ＭＶＡ；而电网的快速发展使得该２２０ ｋＶ变电站 线相序为ＡＣ相，负序影响能满足国标要求。然而随 １条２２０ ｋＶ联络线开环运行，１１０ ｋＶ母线系统短路 着沿线经济的快速发展，该铁路线需要增建四线，以实 现客货分线运输。既有复线作为货运线，新增三、四线 收稿日期：２００５—１１—２５：修回日期：２００６—０１—２４ 作者简介：楚振宇（１９７１一），男，河南荥阳人，高级工程师。 Ｅ－ｍａｉｌ；ｃｈｕｚｈｅｎｙｕ＠１２６．ｅｏｍ 容量却有所下降，从２ ５５３ ＭＶＡ下降到２ ４８３ ＭＶＡ （约３ ）。牵引负荷大幅增加而短路容量下降，参照 电力部门的评估过程，该所负序影响势必超标。该所 若改造成２２０ ｋＶ变电所，则既有１１０ ｋＶ设备和基础 将均被废弃，投资浪费和改建费用均较大。通过技术 维普资讯 http://www.cqvip.com
１１０ 铁 道 学 报 第２９卷 经济比较，推荐维持既有供电设施向既有复线供电，新 ＝ 增牵引供电设施向新建客运线供电。由于新增变压器 与既有单相变压器的外部电源均来自地方变电站１１Ｏ ｋＶ母线，因此有必要对该所新增变压器接线型式进 行比较，使之与既有单相变压器组合后最大限度地降 低电铁负荷对地方变电站１１０ ｋＶ母线的负序影响。 １ ４√ ＋ ＋霸。一 二］ （２） 显然，两线牵引负荷产生的负序电流分量将以 １２０。夹角叠加。由于客运负荷大于货运负荷（ ＞ ），因此负序影响将以客运负荷为主，比目前的评估 １ 新增变压器的不同接线方案 我国牵引变压器主要采用单相Ｉ，ｉ接线、星三角 ＹＮ，ｄ１ｌ接线、三相Ｖ，ｖ接线和平衡接线ｌ１］。若对新 增变压器采用平衡接线，则客运线负荷可做到自我平 衡，但对货运线负荷产生的负序没有抑制作用，因此只 对单相Ｉ，ｉ接线、星三角ＹＮ，ｄｌｌ接线、三相Ｖ，ｖ接线 ３种型式进行比较。以下 表示货运线负荷电流， 。分别表示客运线左右供电臂负荷电流， 表示客运 线采用单相接线时总的负荷电流， ＝ ＋ 础。为方 便比较，先令客、货运列车功率因数相等，各电流均取 归算值，以三相对称电力系统Ａ相电压为基准相量。 １．１单相Ｉ，ｉ接线 新增牵引变压器（以客运线作标记）采用单相Ｉ，ｉ 接线，相序采用ＢＣ相；与使用ＡＣ相的既有单相Ｉ，ｉ 接线变压器（以货运线作标记）组成Ｖ，ｖ接线，见图１。 货 运线 们 船 左侧 １１０ ｋＶ 右侧 相邻所 改建所 相邻所 Ｕ＾Ｂ Ｕ＾ｃ Ｕ目ｃ ３０。 一３０。 一９０￣ 冀 ／ 萎 。 。Ｉ Ｕ Ｕ日ｃ Ｕ ３０。 一９０￣ 一９０ｏ 耋线 一下ｌ －－＿Ｔｆ 图１新增变压器采用单相接线与既有 变压器组合ｖ。ｖ接线的相量图 根据任何单相端口负荷电流产生的负序电流分量 的角度等于该端口接线角的２倍这一原理 ，２２０ ｋＶ地方变电站１１０ ｋＶ母线的剩余负序电流相量及 其模值可分别由式（１）、式（２）表示 １ Ｉ２一—— （Ｉ＾ｅ－ 。＋ ｅ－ｉ 。） （１） 水平还要严重。 １．２星三角ＹＮ，ｄ１１接线 文献［５］提出了星三角接线与单相接线组成平衡 接线，因此新增变压器可考虑采用星三角接线、ＡＣＢ 进线相序，与既有单相变压器组合连接在１１０ ｋＶ母 线上，其中Ｂ相负荷能与既有单相变压器的ＡＣ相负 荷组合成两相平衡接线，Ａ相负荷与右侧相邻既有所 ＢＣ相负荷组合成两相平衡接线（由于两所相距４５ ｋｍ，且该所采用１１０ ｋＶ供电而右侧相邻既有所采用 ２２０ ｋＶ供电，等效电气距离较远而效果略差，故以下 分析中忽略右侧相邻所的平衡作用），如图２所示。 晷货 线 们 懈 。 Ｉ ＋ 。 ＋ 左侧 １１０ ｋＶ 右侧 相邻所 改建所 相邻所 Ｕ＾Ｂ Ｕ＾ｃ Ｕ ３Ｏ。 一３Ｏ。 一９０ｏ 货 ／＿， 囊— 。 ｔ 【 Ｕ＾Ｂ —ＵＢ Ｕ～ Ｕ∞ ３Ｏ。 ６０。，０。 一９Ｏｏ 壅 线 ｌ ｆ ｌ Ｊ ● 图２新增变压器采用星三角接线与既有变 压器组合两相平衡接线的向量图 同理，２２０ ｋＶ地方变电站１１０ ｋＶ母线的剩余负 序电流相量和模值可分别用式（３）、式（４）表示 ２一——＿上（ ＾ ＋ ｌ１ ＂。＋ 船） （３） ４√３ ｌ 。一 （ ＾一 １）。＋（ ＾一 ＾１） ｔ２＋ ；２一 １ ４ ＋ ２１＋ ：２—２ ＾ ＾１＋ ＾ ２一 ｌ１ 船 （４） 显然，货运线负荷与客运线Ｂ相负荷产生的负序 维普资讯 http://www.cqvip.com
第１期 三相Ｖ，ｖ接线和单相Ｉ，ｉ接线牵引变压器的组合应用 电流分量可相互抵消来降低负序影响。值得注意的是 星三角变压器容量利用率较低ｕｊ，安装容量较大，运营 成本较高。 １．３三相Ｖ，ｖ接线 新增变压器采用三相Ｖ，ｖ接线，为使三相负荷尽 量均衡，进线相序采用ＡＢＣ相序，与既有牵引变压器 组合连接在１１０ ｋＶ母线上，见图３。 客运线 ＢＣ 相邻所 霞娌所 相邻所 Ｕ．Ｂ Ｕ ｃ Ｕ ３０ｏ 一３０。 一９０。 货 ／ 菱 Ｊ Ｕ＾Ｂ Ｕ∞ Ｕ＾Ｂ Ｕ ３０。 ９Ｏ。▲ ３Ｏ。 一９Ｏ。 塞 线 １＿Ｉ ｌ ｊ 图３新增变压器采用三相ｖｖ接线与既有 变压器组合三相平衡接线的向量图 同理，２２０ ｋＶ地方变电站ｌ１０ ｋＶ母线的剩余负 序电流相量和模值可用式（５）、式（６）表示 ｊ２一— （， ｅ 。＋Ｉｋｔ ｅＪｌ８。＋Ｉｋ２ 。） （５） ４ ４３ ， １ ｚ ——＝１ ４√３ Ｉ；＋ ＋Ｉ；２一ＩｈＩ＾ｌ—ＩｈＩ ２一Ｉ ｌ Ｉ＾ （６） 显然，３个端口的牵引负荷产生的负序电流分量 相互间夹角为１２０。，可以构成三相平衡系统来降低负 序影响。 ２方案比较 ２．１理论分析 令 ＋ ｌ＋Ｊ；２～Ｊ＾，＾１一Ｊ＾Ｊ＾２～Ｊ １ Ｊ＾２＝＝：Ａ 则式（２）、式（４）、式（６）可表示为： Ｉ，ｉ＋Ｉ，ｉ组合Ｖ，ｖ方案 Ｊ 一 、 了 ｉ （７） ４√３ Ｉ，ｉ＋ＹＮ，ｄｌ１组合两相平衡方案 Ｊ。一— ＝、 ．＝ （８） Ｉ，ｉ＋Ｖ，ｖ组合蔓相平衡方案 Ｊ 一 （９） ４ ４３ 比较式（７）～式（９），可得出以下结果： （１）组合Ｖ，ｖ方案的剩余负序电流模值始终大于 组合三相平衡方案； （２）当新增供电范围左右供电臂负荷极其不均衡 且达到２ ＜Ｊ 时，组合两相平衡接线方案对剩余负 序电流的削减作用最好； （３）一般情况下２个供电臂负荷相近（如本线）， Ｊ ≈Ｉ 因此通常组合三相平衡接线方案优于组合两 相平衡接线方案；而组合Ｖ，ｖ方案和组合两相平衡方 案则与供电臂负荷的具体大小有关。 供电臂负荷受列车种类、行车密度、区间数、线路 坡度等诸多因素影响，结合牵引计算结果可对以上３ 种组合接线方案对１１０ ｋＶ母线剩余负序电流的影响 进行比较ｌ５］。 ２．２静态比较 根据常规牵引计算得出的正常运行和紧密运行下 各供电臂归算的有效电流和平均电流代入式（２）、式 （４）、式（６）后，电力变电站１１０ ｋＶ母线处剩余负序 电流的计算结果见表１。 表１各组台接线方案对电力变电站１ｌＯ ｋＶ母线 剩余负序电流的静态评估结果 Ａ 由表１可知，Ｉ，ｉ＋Ｖ，ｖ组合三相平衡接线的效果 远好于其他２种组合方案；Ｉ，ｉ＋ＹＮ，ｄｌ１组合两相平 衡方案次之；Ｉ，ｉ＋Ｉ，ｉ组合Ｖ，ｖ方案效果最差。 ２．３动态比较 静态比较无法反映牵引负荷的真实特点。供电臂 负荷具有单相独立性和随机波动性＿】“］，可用一个一 维随机变量的二项式分布来描述 ．６＿。根据式（１）、式 （３）、式（５），１１０ ｋＶ母线剩余负序电流可以看成一个 在复平面上多维（供电臂）随机变量的联合分布函数， 可以对不同组合下１１０ ｋＶ母线剩余负序电流的分布 及其数学特征进行计算、统计和比较。针对本所实际 参数，其计算结果见图４。 分析剩余负序电流概率分布可有以下结沧： （１）Ｉ，ｉ＋Ｉ，ｉ组合Ｖ，ｖ接线方案的剩余负序电流 平均值和９５ ９，６最大值均最大，接近Ｉ，ｉ＋Ｖ，ｖ组合三 相平衡接线方案的２倍；Ｉ，ｉ＋ＹＮ，ｄ１１组合两相平衡 接线方案次之；Ｉ，ｉ＋Ｖ，ｖ组合三相平衡接线最小； 维普资讯 http://www.cqvip.com
１１２ 铁 道 学 报 第２９卷 ０・１０ Ｉ，ｉ＋ＹＮ，ｄｌ １ ０・１０ Ｉ，ｉ＋Ｖ，Ｖ ０．０９； 组合两相 ０．０９ 组合三相 ｆ ０．０８｝ 平衡接线 Ｚ ‰ ＝１６ Ａ ０．０８［ 平衡接线 ： ｝ｋ＝ｌ４．２ Ａ ０．０７ 厶＝８．４ Ａ ０．０７ｌ ／；－－７．７ Ａ 梧 ０．０６ ０．０６ 褂 ｊ０．０５ ０．０５ 鏖 ０．０４ ０．４０ ０，０３ｉ ００．．００１｝２ｉ ０．００ｌ ０ １０ ２０ ３０ ０ １０ ２０ ３０ ０ １０ ２０ ３０ 剩余负序电流／Ａ （ａ）近期功率因数不同时 ０．１０ Ｉ，ｉ＋Ｉ，ｉ ０．１０ ０．１０ ｌ，ｉ＋Ｖ，ｖ ０．Ｏ９ 组合ｖ，ｖ接线 Ｏ．０９ ＝０．０８ １８．６ Ａ ｉ￣＝１２．４Ａ ０．０８ ｏ．０８ Ａ ０．ｏ７ ０．０７ 捂 ０．０６ ０．０６ ０．０５ ０．０５ 婆 ０．４０ ０．０３ ０．Ｏ３ ０．０３ ｉ ０．０２ ０．０２ ０．０１ ０．０１ ０．０ｏ ０．０ｏ ０ １０ ２０ ３０ ０ １０ ２０ ３０ ０ ５ ｌ０ ｌ５ ２０ ２５ 剩余负序电流／Ａ （ｂ）近期功率因数相同时 图４各组台接线方案ｌ１０ ｋＶ母线剩余负序电流 概率密度分布比较示意图 （２）组合两相平衡接线方案和组合三相平衡接线 方案在剩余负序电流的概率分布上比较接近； （３）ｌ，ｉ＋Ｖ，ｖ组合三相平衡接线方案效果最好。 ２．４结果分析 综合以上比较结果，并考虑到三相Ｖ，ｖ接线容量 利用率最高（１ｏｏ ９／６），而ＹＮ，ｄｌｌ接线牵引变压器容量 利用率较低（７５。６ ９，６）、安装容量较大的因素，推荐该所 改建工程中新增牵引变压器采用三相Ｖ，ｖ接线，与既 有单相Ｉ，ｉ接线变压器一起形成组合三相平衡接线方 案，对降低１１Ｏ ｋＶ母线剩余负序电流的综合效果为 最优。 ３各种组合接线方案对剩余负序电流的削减 作用及影响因素 在分析中发现，影响各种组合接线方案削减剩余 负序电流效果的因素主要有供电臂区间（或追踪间隔） 数的不同和列车功率因数的差异。 ３．１供电臂区间数 ０・１０』Ｉ，ｉ＋Ｉ，ｉ ０．１Ｏｆ ｊ＋ＹＭｄｌ １ ０・１０ ，Ｉ，ｉ＋Ｖ，Ｖ ０．０９｝组合Ｖ。ｖ接线 ０．０９ 组合两相 ０．０９ 组合三相 ｊｏ．０８ 平衡接线 ０．０８｝ ， ＝１９，５ Ａ ０．０８ 平衡接线 ＝１３．４ Ａ ０，０７ ０．０７ 厶＝ｌ０．６ Ａ ０．０７ 厶＝６．９ Ａ 恬 ０．０６｝ ０．０６ ０．０６ 槲 ０．０５｝ ０．０５ ０．０５ 篡 Ｌ ０．０８ Ｉｖ－１６．＝２８．６ Ａ １ Ａ ０．０８ 。平衡接线 ＩｌⅢ＝ｌ７ Ａ ０．０８ 平衡接线 ｉ５．。１ Ａ 梧 ０．０６｝ …０，０６ ０．０６『 斛 ｏ－０ｓ 崖 … ｏ ｏ．０ｓ ｌ ０ ２０ ４０ ６０ ０ １０ ２０ ３０ ４０ ０ １０ ２０ ３０ 剩余负序电流／Ａ （ｂ）Ｉ，ｉ区间数：Ｖ，ｖ左臂区间数：Ｖ，ｖ右臂区间数＝１：１：１ ０．１０ 梧 毒０．０５ ０．０ｏ 剩余负序电流／Ａ （ｃ）Ｉ，ｉ区间数：Ｖ，ｖ左臂区间数：Ｖ，ｖ右臂区间数＿０．５：１：１ 图５区间数不同对１１０ ｋＶ母线剩余负序电流 概率分布影响示意图 受各线列车种类、行车速度等因素影响，２台变压 器的供电区间数并不均衡。为方便比较，将单相Ｉ，ｉ 接线变压器整个供电范围定义为１个供电臂，新增变 维普资讯 http://www.cqvip.com
第１期 三相Ｖ，ｖ接线和单相Ｉ，ｉ接线牵引变压器的组合应用 压器供电范围分为２个供电臂（在供电方案设计时通 常２个供电臂尽量均衡）。当２台变压器供电范围内 ３．２列车功率因数 当列车类型不同时，如本线客车采用高功率因数 列车种类、电流、带电概率等基本相同时，在不同供电 范围比例下，各种组合接线下剩余负序电流的概率分 布见图５。 （０．９７）的交直交型电动车组，近期货车采用交直型电 力机车（功率因数０．８），远期采用交直交型电力机车 （功率因数０．９７），还应考虑功率因数不同对剩余负序 比较图５可知，在各种区间数组合情况下，Ｉ，ｉ＋ 电流的影响。结合该所实际参数对功率因数的影响进 行了计算，见表２。 Ｖ，ｖ组合三相平衡方案削减剩余负序电流的效果始终 最好。 表２功率因数对各组合方案剩余负序电流的影响比较表 Ａ 比较表２中数据可知： （如高速铁路）时，负序影响又较大，对电力系统供电能 力要求较高，因此在实际工程中要获得２２０ ｋＶ电源 进线并不容易。本文提出的三相Ｖ，ｖ接线和单相Ｉ，ｉ （１）功率因数对Ｉ，ｉ＋Ｉ，ｉ组合Ｖ，ｖ接线方案和Ｉ， ｉ＋ＹＮ，ｄｌ１组合两相平衡接线方案的削减剩余负序 电流效果的影响较大，而对Ｉ，ｉ＋Ｖ，ｖ组合三相接线方 案影响最小；从相量图也容易证明这一点； 接线的组合三相平衡接线在降低单相接线变压器接入 电力系统的要求、降低电铁负荷负序影响等方面具有 实用意义。 （２）功率因数对Ｉ，ｉ＋Ｉ，ｉ组合Ｖ，ｖ接线方案和Ｉ， ｉ＋ＹＮ，ｄｌ１组合两相平衡方案的影响效果正好相反； （３）在各种负荷分布下，Ｉ，ｉ＋Ｖ，ｖ组合三相接线 方案的效果依然最好。 伴随我国经济的发展，一方面今后铁路增建四线 工程将会越来越多、铁路枢纽的规模也会越来越大；另 一方面，电网结构的发展使得牵引高速系统的供电主 限制的。结合铁路沿线电网的实际情况，应用Ｉ，ｉ＋ 体将是结构相对独立的地区电网，系统供电能力是有 ４关于Ｉ。ｉ＋Ｖ。ｖ组合三相平衡接线的讨论 从上述讨论可知，当分线供电的２台变压器（或２ Ｖ，ｖ组合三相平衡接线使得不必再苛求投资较高、获 取难度较大的高电压等级电源进线，充分利用１１０ ｋＶ 个相邻牵引变电所）从电气距离上可以等效成由电力 系统的一个节点（１１０ ｋＶ或２２０ ｋＶ）供电时，Ｉ，ｉ＋Ｖ， 的供电能力，能同时节省外电投资和铁路投资，并降低 铁路运营成本。 对于有多条铁路线引入、牵引负荷特别集中的铁 路枢纽或地区，甚至可以考虑将三相Ｖ，ｖ接线和单相 Ｉ，ｉ接线组合在一起，构成三角形星形（Ｄ，ｙｎｌ１）接线， ｖ组合三相平衡接线方案可以大为降低电铁负荷对电 力系统的负序影响（小于该组合中任一变压器单独供 电时的负序影响）。近年来单相接线（多数为２２０ ｋＶ， 部分为１１０ ｋＶ）和三相Ｖ，ｖ接线（１１０ ｋＶ）在我国电 即在变压器油箱内直接安放３台等容或不等容的单相 变压器，或者采用三相三柱式铁心，制作成三相Ｄ， ｙｎｌｌ接线变压器。这样的变压器，二次侧星形的中点 接钢轨，而三相端子分别向各条线路供电，并尽量使三 气化铁路中得到推广和应用。其中单相接线以其容量 利用率最高、接线简洁、有利于提速等因素成为优先考 虑的接线型式，但其负序影响较大，往往需要采用更高 电压等级。当牵引负荷相对于电力系统供电能力较小 时，采用２２０ ｋＶ进线经济性较差；当牵引负荷较重 相负荷均衡，把电铁负荷的负序影响降到最低。 维普资讯 http://www.cqvip.com
铁 道 学 报 Ｒａｉｌｗａｙ Ｓｏｃｉｅｔｙ，１９８４，６（１）：２７—３４． 第２９卷 ５结束语 本文通过对某线增建四线工程一个１１０ ｋＶ牵引 变电所改建方案的研究，提出了利用三相Ｖ，ｖ接线和 单相Ｉ，ｉ接线牵引变压器构成组合三相平衡接线来降 Ｅ３］张进思．电牵引负荷负序分量在电力系统中的动态分布 ＥＪ］．西南交通大学学报，１９８８，（３）：３０—４Ｏ． ＺＨＡＮＧ Ｊｉｎ－ｓｉ．Ｄｙｎａｍｉｃ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｔｒａｃｔｉｏｎ Ｌｏａｄ ｉｎ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，１９８８，（３）：３０—４ｏ． 低电铁负序影响的方案。Ｉ，ｉ＋Ｖ，ｖ组合三相平衡接 线能有效降低单相变压器接人电力系统的条件，降低 电铁负荷的负序影响，在今后的铁路增建四线工程和 －１４］李群湛．电气化铁道并联综合补偿及其应用ＥＭ］．北京：中 国铁道出版社，１９９４． ［５］王风华．牵引变电所异地平衡组合的应用［Ｊ］．铁道学报， １９９１，１３（４）：１０—１９． ＷＡＮＧ Ｆｅｎｇ－ｈｕａ．Ｔｈｅ Ｂａｌａｎｃｉｎｇ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｗｏ 铁路枢纽的牵引供电系统设计中有一定的实用价值。 参考文献： Ｎｅｉｇｈｂｏｕｒｉｎｇ Ｆｅｅｄ—・Ａｒｍｓ Ｆｅｄ ｂｙ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｔｒａｃｔｉｏｎ Ｓｕｂ—— Ｄ－Ｉ曹建猷．电气化铁道供电系统［Ｍ］．北京：中国铁道出版社， ｌ９８３ ｓｔａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ＥＪ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌ— ｗａｙ Ｓｏｃｉｅｔｙ，１９９１，１３（４）：１０—１９． ［２］王风华．牵引变电所单相负荷的组合特征ＥＪｑ．铁道学报， １９８４，６（１）：２７－３４． ＷＡＮＧ Ｆｅｎｇ—ｈｕａ．Ｃｏｍｂｉｎａｔｏｒｙ Ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｏｆ Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｈａｓｅ Ｅ６］铁道部电气化工程局电气化勘测设计院．牵引供电系统 ［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，１９８８． Ｌｏａｄ ｆｏｒ Ｔｒａｃｔｉｏｎ Ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｉｎａ （责任编辑何芳） ．ｊ‘ 欢迎订阅２００７年《铁道学报》 《铁道学报》是中国铁道学会主办的综合性学术期刊，是中文核心期刊。２００１年～２００４年连续获得“百种中 国杰出学术期刊”称号。该刊为双月刊，Ａ４开本，１２８页。逢双月１５日出版，国内外公开发行。主要刊登铁路运 输与经济、铁道机车车辆、铁道通信信号、铁路工程等学科的科研成果论文，在运输生产和工程实践中具有理论性 的总结，对铁路科技进步具有重要参考价值的综述评论、研究与探讨等。论文均经资深专家、学科带头人评审通 过，具有较高学术水平。适合从事铁路工作的中、高级科技人员阅读参考。 ２００７年的征订工作已经开始，欢迎有志于铁道科技进步的单位和读者积极订阅。订阅办法如下： １．从全国各地邮局订阅。邮发代号２－３０８。定价：１８元／册，全年６册，共１０８元。 ２．直接向本刊编辑部订购（全年均可）。定价：１８元／册，全年６期，共１０８元（含邮资）。邮局汇款：北京复兴 路１Ｏ号中国铁道学会《铁道学报》编辑部，邮编：１００８４４。请在汇款单简短留言处注明刊名、册数及电话。银行汇 款：工商银行北京北蜂窝路支行，账号：０５７１３０－－８２，户名：中国铁道学会。请在汇单用途栏注明“学报”字样及订 户名称或电话。款到后即回寄发票，并按时寄送本刊。编辑部电话：（０１０）５１８４２６３１，（０１０）５１８９２３９３；铁路电话： （０２１）４２６３１，（０２１）９２３９３。 ３．订户也可到所在省、市、自治区铁道学会联系本刊的订购事宜。 ４．本刊也参加“全国非邮发报刊联合征订”，并人编《全国非邮发报刊联合征订目录》，代号９５３６。读者也可 向该服务部订阅。电话及传真：（０２２）２３９７３３７８；地址：天津市大寺泉集北里别墅１７号联合征订服务部，邮编： ３００３８５。网址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ＬＨＺＤ．ｃｏｍ。 ５．国外订户可向中国国际图书贸易总公司（北京３９９信箱，邮编：１０００４４）订阅，代号：ＢＭ２８７；Ｔｅｌ；００８６— １０—６８４３３１８４；Ｆａｘ：００８６—１Ｏ－６８４２０３４０； Ｅ—ｍａｉｌ：ＢＫ＠ｍａｉｌ．ｃｉｂｔｃ．ｃｏｍ．ｃａ ６．本刊编辑部负责补订及残缺杂志的补寄与调换。 （本刊编辑部）
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容