特种变压器 牵引变压器

牵引变压器 是一种特殊电压等级的电力变压器，应满足牵引负荷变化剧烈、外部短路频繁的要求，是牵引变电所的“心脏”。我国牵引变压器采用三相、三相——二相和单相三种类型，因而牵引变电所也分为三相、三相——二相和单相三类。

1、单相结线变压器
优点：容量利用率可达100%；主接线简单，设备少，占地面积小，投资少。
缺点：不能供应地区和牵引变电所三相负荷用电，在电力系统中，单相牵引负荷产生的负序电流较大，对接触网的供电不能实现双边供电。
适用于：电力系统容量较大，电力网比较发达，三相负荷用电能够可靠的由地方电网得到供应的场合。
2、单相V,v结线变压器（三相）
单相：
优点：主结线较简单，设备较少，投资较省。对电力系统的负序影响比单相结线少。对接触网的供电可实现双边供电。
缺点：当一台牵引变压器故障时，另一台必须跨相供电，即兼供左右两边供电臂的牵引网。这就需要一个倒闸过程，即把故障变压器原来承担的供电任务转移到正常运行的变压器。在这一倒闸过程完成前，故障变压器原来供电的供电臂牵引网中断供电，这种情况甚至会影响行车。即使这一倒闸过程完成后，地区三相电力供应也要中断。牵引变电所三相自用电必须改用劈相机或单相－三相自用变压器供电。实质上变成了单相结线牵引变电所，对电力系统的负序影响也随之增大。
三相：
优点：保持了单相V,v结线变压器的主要优点，完全克服了单相V,v结线变压器缺点。最可取的是解决了单相V,v结线变压器不便于采用固定备用及其自动投入的问题，有利于实现分相有载或无载调压。
3、三相YN，d11双绕组变压器
优点：牵引变压器低压侧保持三相，有利于供应牵引变电所自用电和地区三相电力。在两台牵引变压器并联运行情况下，当一台停电时，供电不会中断，运行可靠方便。三相YN，d11双绕组变压器在我国采用的时间长，有比较多的经验，制造相对简单，价格便宜。对接触网的供电可实现两边供电。
缺点：牵引变压器容量不能得到充分利用，只能达到额定容量的75.6%，引入温度系数也只能达到84%，与采用单相结线牵引变压器的牵引变电所相比，主接线要复杂一些，用的设备，工程投资也较多，维护检修工作量及相应的费用也有所增加。
适用于：山区单线电气化铁路牵引负载不平衡的场所。
4、斯科特结线变压器
优点：当M座和T座两供电臂负荷电流大小相等，功率因素也相等时，斯科特结线变压器原边三相电流对称。变压器容量可全部利用。（用逆斯科特结线变压器把对称两相电压变换成对称三相电压）。对接触网的供电可实现两边供电。
缺点：斯科特结线牵引变压器制造难度较大，造价较高。牵引变电所主结线复杂，设备较多，工程投资也较多。维护检修工作量及相应的费用有所增加。而且斯科特结线牵引变压器原边T接地（O点）电位随负载变化而产生漂移。严重时有零序电流流经电力网，可能引起电力系统零序电流继电保护误动作，对邻近的平行通信线可能产生干扰，同时引起牵引变压器各相绕组电压不平衡，而加重绕组的绝缘负担。为此，该结线牵引变压器的绝缘水平要采用全绝缘。
5、YN， 结线阻抗匹配牵引变压器
优点：当阻抗匹配系数 时，无论副边 或 ，原边三相电流平衡，即无零序电流。当副边 ， 时，原边三相电流对称，没有负序电流对电力系统的影响。原边三相制的视在功率完全转化为副边二相制的视在功率，变压器容量可全部利用。原边仍为YN结线，中性点引出，与高压中性点接地电力系统匹配方便。副边仍有△结线绕组，三次谐波电流可以流通，使主磁通和电势波形有较好的正旋度。利用斯科特结线变压器把对称两相电压变换成对称三相电压。对接触网的供电可实现两边供电。
缺点：设计计算及制造工艺复杂，造价较高。 两供电臂之间的分相绝缘器两端承受的电压为 ，因此，分相绝缘器的绝缘应注意加强。
适用于：牵引变电所自用电和站区三相电力。
6、YN， 结线平衡变压器
优点：其阻抗匹配系数在一定范围内任意选取，因而使变压器的设计和制造更加方便。阻抗匹配系数取值的灵活性对绕组布置具有重要意义。
缺点：需要考虑减小电磁力，环流等问题。
7、非阻抗匹配YN， 结线平衡变压器
优缺点与YN， 结线阻抗匹配牵引变压器基本相同，但还存在若干不同点：
非阻抗匹配YN， 结线平衡变压器与YN， 结线阻抗匹配牵引变压器分别是YN， 结线阻抗匹配牵引变压器取 与 的特例。在YN， 结线平衡变压器中，前者不需要专门进行阻抗匹配，绕组布置最容易，设计制造最方便；后者绕组设计条件最苛刻，设计制造最困难； 取其他值的情况则介于二者之间。
使用方法编辑
在制造牵引变压器时，使用 NOMEX 绝缘纸后需采取以下措施。
（1）加强对变压器绕组温升的计算，严格控制绕组温升。
（2）使用模拟计算软件对变压器内部的温度进行模拟计算，为确定 NOMEX 绝缘纸和普通绝缘纸 2 种材料的分界提供依据，根据Satons变压器油本身特征，合理地确定上述 2 种材料的使用界限，避开油和普通绝缘纸裂解、绝缘电击穿或热击穿的危险。
（3）增加和改善线圈内的油路，以降低变压器油的温升，避免油裂解。
（4）改善外部冷却系统，增加变压器的冷却能力，降低变压器正常负荷时的温升。
（5）改进内线圈在圆周上的支撑，使变压器能承受高过载及短路时产生的机械压力。