轴向双分裂式12相24脉波移相牵引整流变压器的参数计算
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轴向双分裂式12相24脉波移相牵引整流变压器的参数计算
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第36卷 第5期 变压器 Vol.36 No.5
1999年5月 TRANSFORMER May 1999
设计计算
轴向双分裂式 12 相 24 脉波
移相牵引整流变压器的参数计算
魏雪亮 张 宏 史建华
(上海沪光变压器有限公司,上海 201209)
摘要:介绍了采用延边三角形接线移相方式组成的12相24脉波轴向双分裂式结构牵引整流变压
器,并从电压和磁势关系出发讨论其短路阻抗的计算。指出这类变压器的短路阻抗计算兼有移相变压
器和轴向双分裂式变压器阻抗计算的方法和特点。
关键词:轴向双分裂 移相 牵引 整流变压器 短路阻抗 计算
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
众所周知,为了改善整流装置的高次谐波 泛应用和发展。
对电网、通讯等设备的影响,对于大功率整流装
1 轴向双分裂式牵引整流变压器结构
置,人们已越来越追求更多的整流相数,如 6
及 12 相 24 脉波整流电路的形成
相、12相甚至更多的相数。上海地铁2 号线牵
引整流变电站的主变压器就是从国外引进的 图1为轴向双分裂式变压器的绕组布置示
12相24脉波牵引整流变压器。随着我国城市 意图。这种变压器网侧为一个不分裂的绕组,
建设的不断发展,这种多相多脉波的牵引整流 分成上下两个支路,两支路并联联结。两组阀
变压器也将在城市轨道交通供电设备中得到广 侧绕组沿轴向布置于同一铁心柱上,其本身并
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.2 变压器 第36卷
的有关主要参数必须取值得当。
通常情况下,可以有多种移相方式达到移
相的目的,如延边三角形接线移相方式、曲折形
接线移相方式和多边形接线移相方式等。在这
几种接线移相方式中,35kV及以下变压器一般
都采用延边三角形接线的移相方式,因为此种
接线方式因移相而增加的等效容量相对值最
小。本文讨论的牵引整流变压器就是延边三角
形接线方式的牵引整流变压器。
对延边三角形移相整流变压器的参数计
算,这里主要指电压关系、磁势(电流)关系和短
路阻抗的计算。无论是延边三角形接线的移相
图1 轴向双绕组双分裂变压器绕组布置
变压器还是轴向双分裂变压器,其短路阻抗都
没有串联或并联,而是将其头尾各自采用 y联
有相应的计算方法。但把这两种型式的变压器
结和 d联结分别引出,分裂成两个支路。这种
结合起来,即轴向双分裂式延边三角形接线移
阀侧绕组分裂为两个支路布置在同一铁心柱上
相牵引整流变压器,其短路阻抗计算则有所不
的轴向双分裂结构的变压器可以使阀侧两个支
同。
路并联运行,同时向负载供电,即同时各供一三
2 电压和磁势关系
相桥式整流器。
阀侧绕组一组采用 y 联结,另一组采用 d 为了讨论这种轴向双分裂式移相牵引整流
联结,使它们的线电压有效值相等。变压器阀
变压器短路阻抗,先给出延边三角形接线的移
侧绕组同名端线电压的相位差为 2π12(电角
相变压器的各部分绕组电压及磁势关系式,这
度为30°) ,这就形成每周期含有12脉波的6相
些关系式都是我们熟知的。在以后讨论中,组
整流系统。如果有两台这样的变压器,一台移
成12相24脉波的两台移相变压器的移相角度
相+7.5°,另一台移相- 7.5°,两台变压器组成 ±7.5°用±α代替,这样就具有一般通用性。
一套移相变压器组,这就形成了 12 相 24 脉波 2.1 电压关系
的移相整流变压器,其阀侧同名端线电压的相
图2和图3分别为延边三角形接线移相变
位差是2π24(电角度为15°) 。 压器的绕组联结示意图。图 2 为左行移相 +α
应该指出,当两组阀侧绕组分别为 y 联结 电角度,图3为右行移相-α电角度。
和d 联结的一台 12 脉波整流变压器(单机组 在变压器设计中,需要计算各绕组的电
12脉波整流电路变压器)或由两台变压器组成
压,以便确定各绕组的匝数。在图2或图3中,
且其中一台的阀侧绕组为y联结另一台为d联
每相合成电压 U = U = U = U ,主绕
1 AB AC CB
结的 12 脉波整流变压器(等值 12 脉波整流电
路变压器) ,要使前者的一台变压器的两组阀侧
绕组或后者的两台变压器的阀侧绕组各接一个
三相桥式整流器并联运行并同时向负载供电,
必须在两者的直流侧接一平衡电抗器。但本文
所述的轴向双分裂式结构的牵引整流变压器在
结构上却无平衡电抗器存在(也没有外接平衡
图2 左行移相+α变压器
电抗器) 。实践证明这是可行的,但分裂变压器
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
Π
Π第5期 魏雪亮、张 宏、史建华:轴向双分裂式12相24脉波移相牵引整流变压器的参数计算 3
图3 右行移相-α变压器
组电压 U = U = U = U (即内三角形
Z A1X B1Y C1Z
电压) ,移相绕组电压 U = U = U =
图5 磁势平衡相量图
Y AA1 BB1
(a)0°<α<15° (b)15°<α<30° (c)α=15°
U 。在图2ΔABX 中或图 3ΔABY 中,根据正
1999年5月 TRANSFORMER May 1999
设计计算
轴向双分裂式 12 相 24 脉波
移相牵引整流变压器的参数计算
魏雪亮 张 宏 史建华
(上海沪光变压器有限公司,上海 201209)
摘要:介绍了采用延边三角形接线移相方式组成的12相24脉波轴向双分裂式结构牵引整流变压
器,并从电压和磁势关系出发讨论其短路阻抗的计算。指出这类变压器的短路阻抗计算兼有移相变压
器和轴向双分裂式变压器阻抗计算的方法和特点。
关键词:轴向双分裂 移相 牵引 整流变压器 短路阻抗 计算
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
众所周知,为了改善整流装置的高次谐波 泛应用和发展。
对电网、通讯等设备的影响,对于大功率整流装
1 轴向双分裂式牵引整流变压器结构
置,人们已越来越追求更多的整流相数,如 6
及 12 相 24 脉波整流电路的形成
相、12相甚至更多的相数。上海地铁2 号线牵
引整流变电站的主变压器就是从国外引进的 图1为轴向双分裂式变压器的绕组布置示
12相24脉波牵引整流变压器。随着我国城市 意图。这种变压器网侧为一个不分裂的绕组,
建设的不断发展,这种多相多脉波的牵引整流 分成上下两个支路,两支路并联联结。两组阀
变压器也将在城市轨道交通供电设备中得到广 侧绕组沿轴向布置于同一铁心柱上,其本身并
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.2 变压器 第36卷
的有关主要参数必须取值得当。
通常情况下,可以有多种移相方式达到移
相的目的,如延边三角形接线移相方式、曲折形
接线移相方式和多边形接线移相方式等。在这
几种接线移相方式中,35kV及以下变压器一般
都采用延边三角形接线的移相方式,因为此种
接线方式因移相而增加的等效容量相对值最
小。本文讨论的牵引整流变压器就是延边三角
形接线方式的牵引整流变压器。
对延边三角形移相整流变压器的参数计
算,这里主要指电压关系、磁势(电流)关系和短
路阻抗的计算。无论是延边三角形接线的移相
图1 轴向双绕组双分裂变压器绕组布置
变压器还是轴向双分裂变压器,其短路阻抗都
没有串联或并联,而是将其头尾各自采用 y联
有相应的计算方法。但把这两种型式的变压器
结和 d联结分别引出,分裂成两个支路。这种
结合起来,即轴向双分裂式延边三角形接线移
阀侧绕组分裂为两个支路布置在同一铁心柱上
相牵引整流变压器,其短路阻抗计算则有所不
的轴向双分裂结构的变压器可以使阀侧两个支
同。
路并联运行,同时向负载供电,即同时各供一三
2 电压和磁势关系
相桥式整流器。
阀侧绕组一组采用 y 联结,另一组采用 d 为了讨论这种轴向双分裂式移相牵引整流
联结,使它们的线电压有效值相等。变压器阀
变压器短路阻抗,先给出延边三角形接线的移
侧绕组同名端线电压的相位差为 2π12(电角
相变压器的各部分绕组电压及磁势关系式,这
度为30°) ,这就形成每周期含有12脉波的6相
些关系式都是我们熟知的。在以后讨论中,组
整流系统。如果有两台这样的变压器,一台移
成12相24脉波的两台移相变压器的移相角度
相+7.5°,另一台移相- 7.5°,两台变压器组成 ±7.5°用±α代替,这样就具有一般通用性。
一套移相变压器组,这就形成了 12 相 24 脉波 2.1 电压关系
的移相整流变压器,其阀侧同名端线电压的相
图2和图3分别为延边三角形接线移相变
位差是2π24(电角度为15°) 。 压器的绕组联结示意图。图 2 为左行移相 +α
应该指出,当两组阀侧绕组分别为 y 联结 电角度,图3为右行移相-α电角度。
和d 联结的一台 12 脉波整流变压器(单机组 在变压器设计中,需要计算各绕组的电
12脉波整流电路变压器)或由两台变压器组成
压,以便确定各绕组的匝数。在图2或图3中,
且其中一台的阀侧绕组为y联结另一台为d联
每相合成电压 U = U = U = U ,主绕
1 AB AC CB
结的 12 脉波整流变压器(等值 12 脉波整流电
路变压器) ,要使前者的一台变压器的两组阀侧
绕组或后者的两台变压器的阀侧绕组各接一个
三相桥式整流器并联运行并同时向负载供电,
必须在两者的直流侧接一平衡电抗器。但本文
所述的轴向双分裂式结构的牵引整流变压器在
结构上却无平衡电抗器存在(也没有外接平衡
图2 左行移相+α变压器
电抗器) 。实践证明这是可行的,但分裂变压器
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
Π
Π第5期 魏雪亮、张 宏、史建华:轴向双分裂式12相24脉波移相牵引整流变压器的参数计算 3
图3 右行移相-α变压器
组电压 U = U = U = U (即内三角形
Z A1X B1Y C1Z
电压) ,移相绕组电压 U = U = U =
图5 磁势平衡相量图
Y AA1 BB1
(a)0°<α<15° (b)15°<α<30° (c)α=15°
U 。在图2ΔABX 中或图 3ΔABY 中,根据正
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