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变压器过负荷分析及措施

摘要：牵引变压器是牵引供电系统中的核心设备，其接线方式不同。变压器的

形式不仅影响变电站主接线和变压器的容量，而且影响变电站的容量。牵引负荷

会影响电力系统负荷，也会影响到工程造价的。因此，变压器的选择是牵引供电

系统设计中的一个重要环节。

关键词：变压器；过负荷；措施

我国高速铁路牵引负荷存在随机波动性，全天平均负荷率低，但也会出现短

时过负载情况，这对牵引变压器的过负载能力提出了很高要求。若牵引变压器容

量等级选取过大，不利于牵引变压器容量利用率的提高，也不利于牵引变电所的

经济运行。

动车组牵引系统组成1

牵引系统概述1.1

动车组分为2个动力单元：M1+M2，M3+M4。动车组要求的弓网电压为

25kV、50Hz的单相交流电，由受电弓从接触网受电、通过VCB与牵引变压器1

次侧绕组连接。每个动力单元车中各设一台牵引变压器、两台牵引变流装置及八

台牵引电机。牵引变流装置牵引运行时向牵引电动机供电，制动时将制动再生电

能反馈回电网，在牵引及再生制动时向主电动机供应电力和制动时电力再生控制

之外且具有保护功能。牵引电动机使用3相鼠笼式感应电动机，轴端安装有速度

传感器，检测转子频率，并将信息反馈给牵引变换装置、制动控制器。

牵引系统关键1.2部件简述

1.2.1牵引变压器

CRH2A型动车组牵引变压器具有2次绕组为2个独立绕组，每个绕组与一台

牵引变流装置连接，使2次绕组具有高电抗和弱藕合性，确保牵引变换装置具有

稳定运行的特性。另外，为对应于每个2次绕组的增容，1次绕组配置了2个并

联结构的线圈；为了减轻重量，1次，2次线圈采用了铝质线圈；1次绕组接地侧、

2次绕组侧及3次绕组侧的绝缘套管采用了耐热环氧树脂将11根铜质中心导线注

塑一体成形的端子板。相对于3次绕组侧的一端子使用并引出了2根中心导线的

特点。CRH2A型动车组牵引变压器具有壳式变压器结构，油箱分为上下两个部分。

油枕与主体箱通过连接孔与主体箱内的油流通，油充填在波纹管的外侧，波纹管

的内侧与大气相通。1次绕组高压侧绝缘套管采用耐热环氧树脂注塑成一体形绝

缘套管，在变压器主体的前方横向引出，与相邻的高压设备箱内的断路器相连。

1次绕组接地侧、2次绕组侧、3次绕组侧的各端均为成一体形注塑形端子板，在

侧面引出。

1.2.2牵引变流装置

CRH2A型动车组牵引变流装置用于控制4台牵引电机的电源。其结构简洁，

整流器、直流中间电路、逆变器、真空交流接触器等的主电路机器、无触点控制

装置、控制电源等控制电路器具均安置在一个箱体内的一箱体构造，从而缩小了

安装空间。牵引变流器装置安装在2、3、6、7号车的底盘下。另外，虽然一部

分内部装置各自使用了独特的形式，但每个单元均在结构和控制方面确保其互换

性。牵引变流装置由单相交流变为直流电力的整流器部分和直流电流变为3相交

流的逆变器部分、吸收电压波动获得直流定压的直流电压电路（滤波电容器）部

分构成。作为主电路的半导体元器件由于采用了能高速开闭的IGBT或IPM，能减

小交流电压波形的失真，由此降低了牵引电机、牵引变压器的电磁噪声，因而减

少了转矩波动。

铁路项目变压器2

牵引变压器2.1

由于牵引变压器为特种变压器，国内的生产厂家较少．据调查，主要的供应

厂家有西变中特、特变电工、中电电气、保定天威保变、云变电气、卧龙银川变

压器等。供应的产品涉及电气化铁路牵引使用的各种牵引变压器，如YN，dll牵

引变压器、SCOTr牵引变压器、平衡牵引变压器、AT供电自耦变压器、单相牵引

变压器，Vv接线牵引变压器等，产品电压等级有110kV、220kV。鉴于国内尚无

牵引变压器能效标准，各厂家主要执行《电气化铁路牵引变压器技术条件》

（11B／T3159--2007），产品以满足使用需求为主，效率均可达到99．5％。各

厂家产品的能效水平相差不大。

配电变压器2.2

配电变压器的生产厂家众多，规模较大的厂家有保定天威、青岛变压器、江

苏华鹏、特变电工、中电电气、顺特电气等．其中非晶合金变压器主要生产厂商

包括置信电气、中电电气、北京科锐、特变电工、山东达驰等。目前，市场上变

压器型号种类齐全。从能效水平角度分，油浸式变压器主要有S9、S10、S11、

S13、SHl5等，干式