軸向雙分裂式12相24脈波移相牽引整流變壓器的參數(shù)計算
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軸向雙分裂式12相24脈波移相牽引整流變壓器的參數(shù)計算
軸向雙分裂式12相24脈波移相牽引整流變壓器的參數(shù)計算
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第36卷 第5期 變壓器 Vol.36 No.5
1999年5月 TRANSFORMER May 1999
設計計算
軸向雙分裂式 12 相 24 脈波
移相牽引整流變壓器的參數(shù)計算
魏雪亮 張 宏 史建華
(上海滬光變壓器有限公司,上海 201209)
摘要:介紹了采用延邊三角形接線移相方式組成的12相24脈波軸向雙分裂式結構牽引整流變壓
器,并從電壓和磁勢關系出發(fā)討論其短路阻抗的計算。指出這類變壓器的短路阻抗計算兼有移相變壓
器和軸向雙分裂式變壓器阻抗計算的方法和特點。
關鍵詞:軸向雙分裂 移相 牽引 整流變壓器 短路阻抗 計算
Parameter Calculation of Phase Displacement Traction Rectifier
Transformer with Axial Double Split Structure and 12 Phase - 24 Impulse
Wei Xueliang , Zhang Hong and Shi Jianhua
Shanghai Huguang Transformer Co. , Ltd. , Shanghai 201209
Abstract:A traction rectifier transformer with axial double split structure and 12 phase - 24
impulse which is formed owing to the connection of delta with extended lines and phase
displacement isintroducedin thispaper. Its short - circuit impedance calculationis discussed
on the relation between voltage and magneticpotential. It is showed that thiscalculation has
features and methods of the impedance calculation of both phase displacement transformer
and axial double split winding transformer.
Key Words: Axial double split , Phase displacement , Traction , Rectifier transformer,
Short - circuit impedance, Calculation
眾所周知,為了改善整流裝置的高次諧波 泛應用和發(fā)展。
對電網(wǎng)、通訊等設備的影響,對于大功率整流裝
1 軸向雙分裂式牽引整流變壓器結構
置,人們已越來越追求更多的整流相數(shù),如 6
及 12 相 24 脈波整流電路的形成
相、12相甚至更多的相數(shù)。上海地鐵2 號線牽
引整流變電站的主變壓器就是從國外引進的 圖1為軸向雙分裂式變壓器的繞組布置示
12相24脈波牽引整流變壓器。隨著我國城市 意圖。這種變壓器網(wǎng)側為一個不分裂的繞組,
建設的不斷發(fā)展,這種多相多脈波的牽引整流 分成上下兩個支路,兩支路并聯(lián)聯(lián)結。兩組閥
變壓器也將在城市軌道交通供電設備中得到廣 側繞組沿軸向布置于同一鐵心柱上,其本身并
? 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.2 變壓器 第36卷
的有關主要參數(shù)必須取值得當。
通常情況下,可以有多種移相方式達到移
相的目的,如延邊三角形接線移相方式、曲折形
接線移相方式和多邊形接線移相方式等。在這
幾種接線移相方式中,35kV及以下變壓器一般
都采用延邊三角形接線的移相方式,因為此種
接線方式因移相而增加的等效容量相對值最
小。本文討論的牽引整流變壓器就是延邊三角
形接線方式的牽引整流變壓器。
對延邊三角形移相整流變壓器的參數(shù)計
算,這里主要指電壓關系、磁勢(電流)關系和短
路阻抗的計算。無論是延邊三角形接線的移相
圖1 軸向雙繞組雙分裂變壓器繞組布置
變壓器還是軸向雙分裂變壓器,其短路阻抗都
沒有串聯(lián)或并聯(lián),而是將其頭尾各自采用 y聯(lián)
有相應的計算方法。但把這兩種型式的變壓器
結和 d聯(lián)結分別引出,分裂成兩個支路。這種
結合起來,即軸向雙分裂式延邊三角形接線移
閥側繞組分裂為兩個支路布置在同一鐵心柱上
相牽引整流變壓器,其短路阻抗計算則有所不
的軸向雙分裂結構的變壓器可以使閥側兩個支
同。
路并聯(lián)運行,同時向負載供電,即同時各供一三
2 電壓和磁勢關系
相橋式整流器。
閥側繞組一組采用 y 聯(lián)結,另一組采用 d 為了討論這種軸向雙分裂式移相牽引整流
聯(lián)結,使它們的線電壓有效值相等。變壓器閥
變壓器短路阻抗,先給出延邊三角形接線的移
側繞組同名端線電壓的相位差為 2π12(電角
相變壓器的各部分繞組電壓及磁勢關系式,這
度為30°) ,這就形成每周期含有12脈波的6相
些關系式都是我們熟知的。在以后討論中,組
整流系統(tǒng)。如果有兩臺這樣的變壓器,一臺移
成12相24脈波的兩臺移相變壓器的移相角度
相+7.5°,另一臺移相- 7.5°,兩臺變壓器組成 ±7.5°用±α代替,這樣就具有一般通用性。
一套移相變壓器組,這就形成了 12 相 24 脈波 2.1 電壓關系
的移相整流變壓器,其閥側同名端線電壓的相
圖2和圖3分別為延邊三角形接線移相變
位差是2π24(電角度為15°) 。 壓器的繞組聯(lián)結示意圖。圖 2 為左行移相 +α
應該指出,當兩組閥側繞組分別為 y 聯(lián)結 電角度,圖3為右行移相-α電角度。
和d 聯(lián)結的一臺 12 脈波整流變壓器(單機組 在變壓器設計中,需要計算各繞組的電
12脈波整流電路變壓器)或由兩臺變壓器組成
壓,以便確定各繞組的匝數(shù)。在圖2或圖3中,
且其中一臺的閥側繞組為y聯(lián)結另一臺為d聯(lián)
每相合成電壓 U = U = U = U ,主繞
1 AB AC CB
結的 12 脈波整流變壓器(等值 12 脈波整流電
路變壓器) ,要使前者的一臺變壓器的兩組閥側
繞組或后者的兩臺變壓器的閥側繞組各接一個
三相橋式整流器并聯(lián)運行并同時向負載供電,
必須在兩者的直流側接一平衡電抗器。但本文
所述的軸向雙分裂式結構的牽引整流變壓器在
結構上卻無平衡電抗器存在(也沒有外接平衡
圖2 左行移相+α變壓器
電抗器) 。實踐證明這是可行的,但分裂變壓器
? 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
Π
Π第5期 魏雪亮、張 宏、史建華:軸向雙分裂式12相24脈波移相牽引整流變壓器的參數(shù)計算 3
圖3 右行移相-α變壓器
組電壓 U = U = U = U (即內三角形
Z A1X B1Y C1Z
電壓) ,移相繞組電壓 U = U = U =
圖5 磁勢平衡相量圖
Y AA1 BB1
(a)0°<α<15° (b)15°<α<30° (c)α=15°
U 。在圖2ΔABX 中或圖 3ΔABY 中,根據(jù)正
1999年5月 TRANSFORMER May 1999
設計計算
軸向雙分裂式 12 相 24 脈波
移相牽引整流變壓器的參數(shù)計算
魏雪亮 張 宏 史建華
(上海滬光變壓器有限公司,上海 201209)
摘要:介紹了采用延邊三角形接線移相方式組成的12相24脈波軸向雙分裂式結構牽引整流變壓
器,并從電壓和磁勢關系出發(fā)討論其短路阻抗的計算。指出這類變壓器的短路阻抗計算兼有移相變壓
器和軸向雙分裂式變壓器阻抗計算的方法和特點。
關鍵詞:軸向雙分裂 移相 牽引 整流變壓器 短路阻抗 計算
Parameter Calculation of Phase Displacement Traction Rectifier
Transformer with Axial Double Split Structure and 12 Phase - 24 Impulse
Wei Xueliang , Zhang Hong and Shi Jianhua
Shanghai Huguang Transformer Co. , Ltd. , Shanghai 201209
Abstract:A traction rectifier transformer with axial double split structure and 12 phase - 24
impulse which is formed owing to the connection of delta with extended lines and phase
displacement isintroducedin thispaper. Its short - circuit impedance calculationis discussed
on the relation between voltage and magneticpotential. It is showed that thiscalculation has
features and methods of the impedance calculation of both phase displacement transformer
and axial double split winding transformer.
Key Words: Axial double split , Phase displacement , Traction , Rectifier transformer,
Short - circuit impedance, Calculation
眾所周知,為了改善整流裝置的高次諧波 泛應用和發(fā)展。
對電網(wǎng)、通訊等設備的影響,對于大功率整流裝
1 軸向雙分裂式牽引整流變壓器結構
置,人們已越來越追求更多的整流相數(shù),如 6
及 12 相 24 脈波整流電路的形成
相、12相甚至更多的相數(shù)。上海地鐵2 號線牽
引整流變電站的主變壓器就是從國外引進的 圖1為軸向雙分裂式變壓器的繞組布置示
12相24脈波牽引整流變壓器。隨著我國城市 意圖。這種變壓器網(wǎng)側為一個不分裂的繞組,
建設的不斷發(fā)展,這種多相多脈波的牽引整流 分成上下兩個支路,兩支路并聯(lián)聯(lián)結。兩組閥
變壓器也將在城市軌道交通供電設備中得到廣 側繞組沿軸向布置于同一鐵心柱上,其本身并
? 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.2 變壓器 第36卷
的有關主要參數(shù)必須取值得當。
通常情況下,可以有多種移相方式達到移
相的目的,如延邊三角形接線移相方式、曲折形
接線移相方式和多邊形接線移相方式等。在這
幾種接線移相方式中,35kV及以下變壓器一般
都采用延邊三角形接線的移相方式,因為此種
接線方式因移相而增加的等效容量相對值最
小。本文討論的牽引整流變壓器就是延邊三角
形接線方式的牽引整流變壓器。
對延邊三角形移相整流變壓器的參數(shù)計
算,這里主要指電壓關系、磁勢(電流)關系和短
路阻抗的計算。無論是延邊三角形接線的移相
圖1 軸向雙繞組雙分裂變壓器繞組布置
變壓器還是軸向雙分裂變壓器,其短路阻抗都
沒有串聯(lián)或并聯(lián),而是將其頭尾各自采用 y聯(lián)
有相應的計算方法。但把這兩種型式的變壓器
結和 d聯(lián)結分別引出,分裂成兩個支路。這種
結合起來,即軸向雙分裂式延邊三角形接線移
閥側繞組分裂為兩個支路布置在同一鐵心柱上
相牽引整流變壓器,其短路阻抗計算則有所不
的軸向雙分裂結構的變壓器可以使閥側兩個支
同。
路并聯(lián)運行,同時向負載供電,即同時各供一三
2 電壓和磁勢關系
相橋式整流器。
閥側繞組一組采用 y 聯(lián)結,另一組采用 d 為了討論這種軸向雙分裂式移相牽引整流
聯(lián)結,使它們的線電壓有效值相等。變壓器閥
變壓器短路阻抗,先給出延邊三角形接線的移
側繞組同名端線電壓的相位差為 2π12(電角
相變壓器的各部分繞組電壓及磁勢關系式,這
度為30°) ,這就形成每周期含有12脈波的6相
些關系式都是我們熟知的。在以后討論中,組
整流系統(tǒng)。如果有兩臺這樣的變壓器,一臺移
成12相24脈波的兩臺移相變壓器的移相角度
相+7.5°,另一臺移相- 7.5°,兩臺變壓器組成 ±7.5°用±α代替,這樣就具有一般通用性。
一套移相變壓器組,這就形成了 12 相 24 脈波 2.1 電壓關系
的移相整流變壓器,其閥側同名端線電壓的相
圖2和圖3分別為延邊三角形接線移相變
位差是2π24(電角度為15°) 。 壓器的繞組聯(lián)結示意圖。圖 2 為左行移相 +α
應該指出,當兩組閥側繞組分別為 y 聯(lián)結 電角度,圖3為右行移相-α電角度。
和d 聯(lián)結的一臺 12 脈波整流變壓器(單機組 在變壓器設計中,需要計算各繞組的電
12脈波整流電路變壓器)或由兩臺變壓器組成
壓,以便確定各繞組的匝數(shù)。在圖2或圖3中,
且其中一臺的閥側繞組為y聯(lián)結另一臺為d聯(lián)
每相合成電壓 U = U = U = U ,主繞
1 AB AC CB
結的 12 脈波整流變壓器(等值 12 脈波整流電
路變壓器) ,要使前者的一臺變壓器的兩組閥側
繞組或后者的兩臺變壓器的閥側繞組各接一個
三相橋式整流器并聯(lián)運行并同時向負載供電,
必須在兩者的直流側接一平衡電抗器。但本文
所述的軸向雙分裂式結構的牽引整流變壓器在
結構上卻無平衡電抗器存在(也沒有外接平衡
圖2 左行移相+α變壓器
電抗器) 。實踐證明這是可行的,但分裂變壓器
? 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
Π
Π第5期 魏雪亮、張 宏、史建華:軸向雙分裂式12相24脈波移相牽引整流變壓器的參數(shù)計算 3
圖3 右行移相-α變壓器
組電壓 U = U = U = U (即內三角形
Z A1X B1Y C1Z
電壓) ,移相繞組電壓 U = U = U =
圖5 磁勢平衡相量圖
Y AA1 BB1
(a)0°<α<15° (b)15°<α<30° (c)α=15°
U 。在圖2ΔABX 中或圖 3ΔABY 中,根據(jù)正
