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电力变压器类本科论文开题报告范文 和电气化铁道供电牵引电力变压器类硕士学位毕业论文范文

主题:电力变压器论文写作 时间:2019-10-14

电气化铁道供电牵引电力变压器,本文是电力变压器类本科论文开题报告范文跟电气化铁道和电力变压器和牵引有关论文怎么撰写.

电力变压器论文参考文献:

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杨海涛

(济南铁路局建设项目管理中心,山东 济南 250000)

摘 要:随着我国电气化铁道供电牵引电力变压器的不断发展,改善了我国铁路运输以往较大的能耗和过于严重的污染等问题.文章对电气化铁道供电牵引电力变压器进行研究,通过结合我国电气化铁道供电牵引电力变压器的发展历程,对牵引变压器的共性运行原理进行了阐述,并在此基础上对牵引变压器的连接方法和运行特点进行了探讨.

关键词:电气化铁道;供电牵引电力变压器;铁路运输;共性运行原理;交通运输  文献标识码:A

中图分类号:U223  文章编号:1009-2374(2016)14-0019-02  DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.14.010

电气化铁路属于当代的一种交通运输工具,是通过电能作为牵引动力进行运作的.电气化铁路的牵引供电系统自身无法形成电能,而是向电力机车传输电力系统的电能.随着我国电力牵引技术的不断创新和优化,在铁路运输行业中,大功率、高速度且具有较强过载能力和输送能力的电力机车必定会被大众所认识.电气化铁路主要由两个部分组成:一是电力机动车;二是牵引供电系统.而在电力牵引供电系统中牵引变压器是最为核心的部分,其作用非常重要,不仅能够实现变压、供电以及让负序电流和高次谐波对电力系统的影响得以降低,同时还能够无偿的补偿电力系统.由此可见,牵引变压器设计在电气化铁路中具有非常重要的地位和非常关键的作用.

1 电气化铁道的发展历程和原理

1.1 电气化铁道的发展历程

由于发电机和直流电动机在19世纪80年代相继被研发出来,世界上越来越多的国家在城市内的交通运输上运用其电力牵引技术,其中较低电压的直流电气化铁道是运用最为广泛的一种.随着时代的进步,一些工业发达国家在20世纪之后,开始将电气化铁道陆续的在城市之间和运输较为繁忙的铁路干线上进行建设.尤其是在20世纪50年代之后,这些工业发达国家为了让国内日益增长的运输任务得以完成,在建设大规模铁路的过程中,也开始对电气化铁道进行大力修建.20世纪80年代后,印度、南非等诸多发展中国家的电气化铁道发展速度也越来越快.而在我国,随着新中国的成立,我国在对铁路运势进行大力发展的过程中,开始在宝成铁路的重要路段,即宝鸡到风州段建立电气化铁道,通过结合国外的建设经验,对先进的单相工频交流供电制进行运用.当这条3%长大坡到翻越秦岭的电气化铁道完工,并成功通车之后,也标志着我国铁路发展逐渐的开始迈向了电气化方向.

1.2 电气化铁道供电系统原理介绍

电气化铁道供电系统主要由三相交流高压输电线、牵引变电所、馈电线、接触网、轨道和地作为牵引电流回归通道、回流线、电力机车以及中性点接地开关这八个部分组成.一般情况下都将三相交流高压输电线称之为电气化铁道一次供电系统,它的主要作用是发电、变电和输电;其余组成部分则为电气化铁路牵引负荷,主要的作用是借助于牵引供电系统,将电气化铁道一次供电系统传输来的电能提供给电力机车.在牵引变电所中牵引变压器是最为主要的设备,将电力系统传输过来的三相交流电转化成能够供电力机车使用的电能传输给电力机车是其主要任务.

2 电气化铁道供电牵引电力变压器的连接方法

2.1 单相接线变压器

单相接线变压器主要分为两种:一种是纯单相变压器,它是通过高压侧接三相电源中的任意某两相,电压在110kV或220kV.牵引母线和低压侧绕组首端进行连接,钢轨、地接和末端进行连接,电压输出为27.5kV.通过和牵引母线的一段进行连接,并供电给两侧的供电臂.由于纯单相变压器的绕组分别和一次侧电源、二次侧电力机车进行连接,因此,材料的利用率都为100%;另一种为V/V接线变压器,它是由两台单相接线牵引变压器接线成V/V状.这种变压器一次侧绕组和电力系统的两个线电压进行连接,二次侧则和牵引线的两相母线分别连接,轨道、接地网和公共端子进行连接.因此对地电压存在不一样的相位,所以需要运用分相绝缘器将中间断开.在这种接线变压器中,会存在两个独立的单相.当其中一台变压器出现故障停电后,另一台变压器则可以进行跨相供电,也就是能够成为两边共同的供电分区的牵引网.一般这种接线变压器容量利用率能够达到100%.

2.2 三相接线变压器

三相牵引变电所一般三相牵引变压器会有2~3台,变压器绕组有3个,与110kV高压侧连接的一次绕组为星形.二次侧绕组连接牵引网,呈现三角形.三角形的两个角和供电臂分别进行连接,另一个则和行车轨道进行连接.和供电臂向连接的两个角对轨道电压不同相,必须分开于牵引线变电所的馈电线出口处,简单来说就是需要进行电分相的设置.对于三相变压器的牵引变电所,当地区负荷不需要供应或者地区负荷选用专门的变压器时,则牵引变压器两个绕组就已经足够,当下我国所采用的连接方式大都是这种.这种变压器的优点在于具有较低的造价和较小的占地面积,在三相电力系统中所引起的电流不对称程度也相对来说要低很多,但是它的缺点也很明显,在三相变压器中,无法充分利用到没有连接钢轨的一相容量.

2.3 斯考特接线变压器

这种接线方法在国外被称为Scott接线.它的主要作用是让单相牵引负荷电力系统的不对称影响得到改善.在斯考特接线变压器中,通常会设置两个单相变压器.两台变压器具有不一样的侧边绕组匝数,但却具有相同的次边绕组匝数,促使变压器侧边匝数是变压器原来边匝数的两倍多.这种匝数比例能够让两个变压器具有相同的次边电压数值.从牵引角度上来看,这种接线方法非常相似于V形接线,但是,它的接触网两端电压相位差距90°.这种接线方式的优点在于:能够让三相电力系统的负荷更加容易实现对称,但是这种接线需要的变压器较为特殊,且当变压器发生故障时,存在较为复杂的转换程序.当地区负荷存在时,还需要将专用变压器给建立起来.

2.4 伍德桥接线变压器

这种变压器接线方法是和斯考特接线拥有相同效果的变压器接线方法.这种接线方法的主要特点在于,当二次侧的两个绕组的负荷电流相同,且二次侧电流相位会差距90°时,则一次侧三相电流对称.这种连接方法的缺点在于:具有较为复杂的变压器内部连线,这种接线不但需要变压器,还需要有对称升压式自耦变压器,这在很大程度上影响了变压器制造、安装以及运行检修,而且需要较高的造价.

3 牵引变压器工程应用趋势

当今社会牵引变压器工程应用正逐渐的倾向于V/V接线变压器.首先,在220kV系统中,电气化铁道单相V/V接线变压器牵引电力机车所形成的谐波污染要更加接衡变压器所形成的污染;其次,据相关部门规定,供电部门在结合用户和社会需求,在对双电源且具有较高可靠性的供电时,能够收取较高可靠性供电的相关费用.一般铁路系统双电源可靠性大约在330元.如果一个单相牵引变压器在13000kVA容量时,容量的实际利用率为95%,则就需要13000×(1-90%)×330=442000元的供电费用.但是如果运用V/V接线变压器,则能够对变压器容量做到合理配置,充分利用完容量,让巨额费用得以节省,同时也能够充分利用到变电所相关配套设施;再次,V/V接线变压器的材料利用率可达100%,而平衡变压器只能达到96%的材料利用率,因此,对V/V接线变压器进行选用,能够让材料得到最大程度节约,让经济开支得以减少;最后,V/V接线变压器具有较为简单的变电所结构和较少的投资资金.在电气化铁道供电系统中,变电站每隔30~50km会有一台,需要巨大数量的变电站.不管是从对供电费用的节约上、材料的充分利用上等经济方面,还是从具有较为简单的施工等实际工程的角度上来看,牵引变压器在未来将很可能逐渐倾向于V/V接线变压器.

4 未来牵引变压器技术发展趋势

在未来牵引变压器技术领域中,高温超导牵引变压器将初见显现,这种牵引变压器具有较大功率、较轻的重量以及紧凑的结构,还能减轻45%的制造重量,能够达到99%以上的效率,此外还更加节能环保,必将为铁路运输起到非常显著的作用.德国西门子公司在2001年将运用于铁路交通中的1000kVA高温超导变压器给研发出来.我国湖南株洲电子机车有限公司在2005年开始研制高温超导变压器,并成功将300kVA电动车组高温超导变压器研发出来,在北京通过了验收.它是轨道电力机车组中运用进行原理性实验的样机,它有1个一次绕组、4个二次绕组、1个三次绕组,其中二次绕组相互独立.二次绕组中的2个在一次和三次绕组之间排列,绕在铁芯一侧.牵引变压器高温超导化让现有的冷却系统得到完善,让冷却效率得到提升,促使保温和密封性得到有效加强.高温超导变压器不仅体型小、重量轻,而且能耗低,具有良好的环保性能.高温超导牵引变压器的众多优点促使其逐渐成为当下最具发展前景的变压器.

5 结语

综上所述,随着我国经济的不断发展,相信在不久的将来,我国电气化铁道供电牵引电力变压器的研究必将越来越先进,有效推动我国铁路运输发展.因此,电力牵引供电系统中牵引变压器是最为核心的部分,其作用非常重要,不仅能够实现变压、供电以及让负序电流和高次谐波对电力系统的影响得以降低,同时还能够无偿地补偿电力系统.

参考文献

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作者简介:杨海涛(1969-),男,江苏如皋人,济南铁路局建设项目管理中心工程师,研究方向:铁道牵引供电.

(责任编辑:黄银芳)

上文评论:本文论述了关于电气化铁道和电力变压器和牵引方面的相关大学硕士和电力变压器本科毕业论文以及相关电力变压器论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料.

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