第二章牵引变压器接线及其电气量分析课件

1、第二章 牵引变压器接线及其电气量分析2.1 概述我国电气化铁路采用单相工频交流制式，取电于电力系统。我国现行的牵引变电所供电方式绝大多数为三相-两相制式：牵引变压器除了电压变换外，还有电流和阻抗变换，称为系统变换：牵引变压器A.B.Co.2.1 单相牵引变电所采用单相变压器的牵引变电所称为单相牵引变电所。单相牵引变电所一、纯单相结线高压绕组AX接三相电源的某两相(如图中的AC相)，电压为110kV或220kV。低压绕组ax，首端a接至牵引母线上，末端x与钢轨、地连接，输出电压27.5kV。接牵引母线的一端，同时给左右两侧的供电臂供电。纯单相I,i接线单相V,v接线变压器的容量利用率是牵引变电所

2、运行的重要经济指标。优点：容量可以充分利用，变电所的主接线简单、设备少。缺点：在三相系统形成较大的负序电流；不能实现双边供电；变电所无三相电源，所用电需由附近的地方电网引入。纯单相结线牵引变电所适用于： 电力系统容量较大，地方电网较发达的地区。如：哈(尔滨) 大(连)线全部采用纯单相结线，牵引变电所接于容量较大的220kV电网。 牵引变电所装设两台单相结线牵引变压器，作V,v接线。 V,v接线牵引变压器原边接入电力系统的两个线电压(如AB、BC)。 次边各有一端分别接到牵引侧的两相母线上，公共端子与轨道及接地网连接。由于对地电压相位不同，中间必须用分相绝缘器断开。二、单相V,v结线1.原、次边

3、电流关系设变比为KT2.额定利用率当Iab、Ibc达到额定值Ie时，即 Iab=Ibc=Ie，则额定输出容量：S=IabUe+IbcUe=2UeIe额定容量： S=2UeIe所以，K=100%3.跨相供电 当一台变压器因故停电时，另一台变压器必须跨相供电，即兼供左右两边供电分区的牵引网。优点：容量利用率为100%，可以供给所内及地区三相负荷，对牵引网还可实行双边供电。和纯单相结线比，对系统的负序影响减小。设备相对较少。缺点：跨相供电在阳(平关) 安(康)等线路应用。三相牵引变电所中大多采用的是110kV油浸风冷式变压器，该牵引变压器的接线采用YN,d11标准联结组。1.原理电路图高压侧绕组为Y

4、N，三个端子(A)、(B)、(C)接电力系统的A、B、C三相(或ACB，BCA)，中性点通过隔离开关QS接地。中性点何时接地由电力调度决定，通常是断开的。次边绕组接成，(c)端子接钢轨和地。(a)、(b)端子分别接牵引母线。2.2 三相YN,d11接线牵引变电所 （）内符号表示端子号，大写为原边，小写为次边其中绕组(ax)，(cz)为负荷相绕组；绕组(by)为自由相绕组注意：带“（）”的字母表示端子号，应与电力系统相序区分。为了便于分析，通常采用展开图。画展开图有如下约定：(1)原、次边对应绕组相互平行；(2)原、次边每相绕组的同名端放在同一侧；(3)次边绕组的(c)端子接钢轨和地；2.展开图

5、(4)次边绕组按同名端与原边绕组电压一致。下标的标注：(1)电流、电压相量的下标表示其实际相别，与绕组端子号无关。(2)臂负荷的电压相别与其对应的工作绕组相别一致。3.电压、电流相量的规格化定向 (1)原边绕组电压、电流采用电动机惯例定向，(看作负载)，即牵引变压器从电力系统吸收电能。(2)次边绕组电压、电流采用发电机惯例定向，(看作电源)，即牵引变压器是次边负荷的电源。(3)原边绕组电压与实际进线电压一致。+-+-+-+-+-+-+-+-次边电压、电流相量图：将负荷端口电压进行相位比较，引前120者称为引前相 ；另一为滞后相 ；另一端口(无负荷)为自由相 。注：与电力系统的相序一致(以 为参

6、考相量) ， 分别表示负荷La、Lb的功率因数角。4.次边绕组电流与负荷端口电流的关系次边三相绕组电流相量图：设次边两负荷相等。以 为基准相量：将Ia、Ib代入得： 从计算结果可看出，各相绕组电流极不对称。在两臂负荷相等情况下，Ia=Ib=I(1)两接地相绕组(臂绕组)的电流大小相等，非接地相绕组(自由相绕组)的电流较小，(2)馈线负荷电流为臂绕组电流的 倍，5.容量利用率设额定输出电压为Ue，两供电臂额定电流Ia=Ib=Ie三相变压器的额定容量为：额定输出容量为：6.优缺点优点:(1)变压器原边采用YN结线，中性点引出接地方式与高压电网相适应。(2)结构相对简单，绕组可采取分级绝缘，造价较低

7、。(3)运用技术成熟，供电安全，可靠性好。(4)变电所有三相电源，不但所内自用电可靠，而且必要时还可向地方负荷供电。缺点：(1)变压器的容量不能充分利用，输出容量只能达到其额定容量的75.6%，引入温度系数后，也只能达到84%。(2)和单相结线牵引变电所相比，主接线比较复杂，设备多，占地面积大，工程投资大，而且维护检修的工作量和费用也相应增加。YN,d11归算到负荷端口的等值电路模型1.根据所给三相YN,d11结线牵引变电所的原理图画出其展开图，并按规格化定向标出原次边电压、电流以及负荷端口电流、电压。2.以引前相电压为基准，计算次边绕组电流。3.画出次边绕组电流、电压相量图，负荷端口电流相量

8、图。两供电臂负荷功率因数相同，均为1.概述： 这种牵引变电所中变压器为三相两相平衡变压器。 在电力系统中对称和平衡是有区别的： 平衡 “0序”，即无“0序分量”称为平衡，否则为不平衡 对称 “负序”，即无“负序分量”称为对称，否则为不对称2.3三相-两相牵引变电所 而电气化铁道牵引负荷通过特定接线的牵引变压器不会在电力系统中产生“0序分量”，但通常都会造成负序分量。因此，从三相系统看，牵引负荷是平衡而不对称的。 也正因为这个特点，电气化铁道正常运行时不考虑“0序”，只考虑负序，又把对称变压器称为平衡变压器，目的都是消除或削弱负序。由两台单相变压器构成。变压器的原边绕组联成倒T形接入三相电力系统

9、，副边绕组联成相位差为90的V形，公共端接地和钢轨，两个开口端分别接入接触网相邻的两区段，相邻两接触网对地电压相位不同，故相邻两接触网区段必须用分相绝缘器断开。2.Scott变压器接线牵引变电所(1)原、次边电压关系及变比关系(M)座变压器的绕组原边接入电力系统AB相(线电压)，(T)座变压器绕组原边一端接(M)座绕组的中点D，另一端接入C相。分析： 以原边相电压 为参考相量，则：(T)座原边电压 为： (T)座原边绕组匝数是(M)座的 ，而副边匝数相等( )。 (M)座变压器变比: (T)座变压器变比:由于(M)与(T)两变压器原边电压的关系对应于等边三角形底边和高的关系，故通常称M座为底变

10、压器，T座为高变压器。(2)原、次边电流关系列写电流和磁势平衡关系式原边电流：若副边两相牵引负荷电流相等时，且M、T两供电臂功率因数相等时，以 为参考相量：列磁势平衡方程：将 代入得：结论 在M、T两供电臂负荷电流大小相等、功率因数相等的条件下，Scott牵引变压器原边三相电流大小相等，相位互差120，即原边三相电流对称。达到额定输出时，即 ，此时：变压器额定输出容量：变压设计容量： (3)Scott变压器容量利用率3.阻抗匹配平衡变压器所谓平衡变压器必须满足：(1)无论二相侧(负荷侧)负荷状况如何，三相侧(系统侧)均无零序电流。即三相侧电流为“平衡系”； (2)当二相侧两臂负荷相等时，三相侧

11、负序电流为零。即三相侧电流为“对称系”。 这里介绍的阻抗匹配平衡变压器就是在普通YN,d11接线变压器的自由相上增加两个绕组。这种结构是目前现有平衡牵引变压器中最简单的。使副边内各绕组阻抗满足阻抗匹配原则，从而使原边平衡，即三个绕组阻抗满足: Zab=Zbc=Zac(1)接线图: 原边接线与普通YN,d11接线变压器的原边情况完全相同；次边三角形接线结构有所改变，即在非接地相增设了两个外移绕组： 和 。(c)端子仍接地。 、 两端分别接到牵引侧两相母线上。由两相牵引母线分别向两侧对应的供电臂供电。(2)电流关系：次边绕组电流与负荷端口电流关系为：原边三相电流与负荷端口电流关系为：当次边两相均载

12、时，都等于I2时，有：(3)电压关系：(4)变比关系：(5)变压器容量利用率：额定容量：S1=3U1相I1相额定输出容量：阻抗匹配平衡变压器的特点：1.阻抗匹配平衡变压器的原边仍为YN接法，引出中性点，与现有110kV或220kV系统匹配方便。2.阻抗匹配平衡变压器的副边仍有接线绕组，三次谐波电流可以流通，确保主磁通和电压波形有良好的正弦度。3.容量利用率显著高于YN,d11接线变压器。4.次边 时，原边三相电流为平衡系；次边 时，原边三相电流转化为对称系。对牵引负荷来说，任何时刻都满足 的概率是很小的，尽管如此，阻抗匹配平衡变压器原边三相电流的不对称度较YN,d11牵引变压器仍有明显改善。5

13、.原边三相制的视在功率完全转化为次边二相制的视在功率。 不对称度K与牵引负荷比m的关系曲线11醉翁亭记 1反复朗读并背诵课文，培养文言语感。2结合注释疏通文义，了解文本内容，掌握文本写作思路。3把握文章的艺术特色，理解虚词在文中的作用。4体会作者的思想感情，理解作者的政治理想。一、导入新课范仲淹因参与改革被贬，于庆历六年写下岳阳楼记，寄托自己“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的政治理想。实际上，这次改革，受到贬谪的除了范仲淹和滕子京之外，还有范仲淹改革的另一位支持者北宋大文学家、史学家欧阳修。他于庆历五年被贬谪到滁州，也就是今天的安徽省滁州市。也是在此期间，欧阳修在滁州留下了不逊于岳阳楼记的千

14、古名篇醉翁亭记。接下来就让我们一起来学习这篇课文吧！【教学提示】结合前文教学，有利于学生把握本文写作背景，进而加深学生对作品含义的理解。二、教学新课目标导学一：认识作者，了解作品背景作者简介：欧阳修(10071072)，字永叔，自号醉翁，晚年又号“六一居士”。吉州永丰(今属江西)人，因吉州原属庐陵郡，因此他又以“庐陵欧阳修”自居。谥号文忠，世称欧阳文忠公。北宋政治家、文学家、史学家，与韩愈、柳宗元、王安石、苏洵、苏轼、苏辙、曾巩合称“唐宋八大家”。后人又将其与韩愈、柳宗元和苏轼合称“千古文章四大家”。关于“醉翁”与“六一居士”：初谪滁山，自号醉翁。既老而衰且病，将退休于颍水之上，则又更号六一居

15、士。客有问曰：“六一何谓也？”居士曰：“吾家藏书一万卷，集录三代以来金石遗文一千卷，有琴一张，有棋一局，而常置酒一壶。”客曰：“是为五一尔，奈何？”居士曰：“以吾一翁，老于此五物之间，岂不为六一乎？”写作背景：宋仁宗庆历五年(1045年)，参知政事范仲淹等人遭谗离职，欧阳修上书替他们分辩，被贬到滁州做了两年知州。到任以后，他内心抑郁，但还能发挥“宽简而不扰”的作风，取得了某些政绩。醉翁亭记就是在这个时期写就的。目标导学二：朗读文章，通文顺字1初读文章，结合工具书梳理文章字词。2朗读文章，划分文章节奏，标出节奏划分有疑难的语句。节奏划分示例环滁/皆山也。其/西南诸峰，林壑/尤美，望之/蔚然而深秀

16、者，琅琊也。山行/六七里，渐闻/水声潺潺，而泻出于/两峰之间者，酿泉也。峰回/路转，有亭/翼然临于泉上者，醉翁亭也。作亭者/谁？山之僧/曰/智仙也。名之者/谁？太守/自谓也。太守与客来饮/于此，饮少/辄醉，而/年又最高，故/自号曰/醉翁也。醉翁之意/不在酒，在乎/山水之间也。山水之乐，得之心/而寓之酒也。节奏划分思考“山行/六七里”为什么不能划分为“山/行六七里”？明确：“山行”意指“沿着山路走”，“山行”是个状中短语，不能将其割裂。“望之/蔚然而深秀者”为什么不能划分为“望之蔚然/而深秀者”？明确：“蔚然而深秀”是两个并列的词，不宜割裂，“望之”是总起词语，故应从其后断句。【教学提示】引导学

17、生在反复朗读的过程中划分朗读节奏，在划分节奏的过程中感知文意。对于部分结构复杂的句子，教师可做适当的讲解引导。目标导学三：结合注释，翻译训练1学生结合课下注释和工具书自行疏通文义，并画出不解之处。【教学提示】节奏划分与明确文意相辅相成，若能以节奏划分引导学生明确文意最好；若学生理解有限，亦可在解读文意后把握节奏划分。2以四人小组为单位，组内互助解疑，并尝试用“直译”与“意译”两种方法译读文章。3教师选择疑难句或值得翻译的句子，请学生用两种翻译方法进行翻译。翻译示例：若夫日出而林霏开，云归而岩穴暝，晦明变化者，山间之朝暮也。野芳发而幽香，佳木秀而繁阴，风霜高洁，水落而石出者，山间之四时也。直译法

18、：那太阳一出来，树林里的雾气散开，云雾聚拢，山谷就显得昏暗了，朝则自暗而明，暮则自明而暗，或暗或明，变化不一，这是山间早晚的景色。野花开放，有一股清幽的香味，好的树木枝叶繁茂，形成浓郁的绿荫。天高气爽，霜色洁白，泉水浅了，石底露出水面，这是山中四季的景色。意译法：太阳升起，山林里雾气开始消散，烟云聚拢，山谷又开始显得昏暗，清晨自暗而明，薄暮又自明而暗，如此暗明变化的，就是山中的朝暮。春天野花绽开并散发出阵阵幽香，夏日佳树繁茂并形成一片浓荫，秋天风高气爽，霜色洁白，冬日水枯而石底上露，如此，就是山中的四季。【教学提示】翻译有直译与意译两种方式，直译锻炼学生用语的准确性，但可能会降低译文的美感；意

19、译可加强译文的美感，培养学生的翻译兴趣，但可能会降低译文的准确性。因此，需两种翻译方式都做必要引导。全文直译内容见我的积累本。目标导学四：解读文段，把握文本内容1赏析第一段，说说本文是如何引出“醉翁亭”的位置的，作者在此运用了怎样的艺术手法。明确：首先以“环滁皆山也”五字领起，将滁州的地理环境一笔勾出，点出醉翁亭坐落在群山之中，并纵观滁州全貌，鸟瞰群山环抱之景。接着作者将“镜头”全景移向局部，先写“西南诸峰，林壑尤美”，醉翁亭坐落在有最美的林壑的西南诸峰之中，视野集中到最佳处。再写琅琊山“蔚然而深秀”，点山“秀”，照应上文的“美”。又写酿泉，其名字透出了泉与酒的关系，好泉酿好酒，好酒叫人醉。“

20、醉翁亭”的名字便暗中透出，然后引出“醉翁亭”来。作者利用空间变幻的手法，移步换景，由远及近，为我们描绘了一幅幅山水特写。2第二段主要写了什么？它和第一段有什么联系？明确：第二段利用时间推移，抓住朝暮及四季特点，描绘了对比鲜明的晦明变化图及四季风光图，写出了其中的“乐亦无穷”。第二段是第一段“山水之乐”的具体化。3第三段同样是写“乐”，但却是写的游人之乐，作者是如何写游人之乐的？明确：“滁人游”，前呼后应，扶老携幼，自由自在，热闹非凡；“太守宴”，溪深鱼肥，泉香酒洌，美味佳肴，应有尽有；“众宾欢”，投壶下棋，觥筹交错，说说笑笑，无拘无束。如此勾画了游人之乐。4作者为什么要在第三段写游人之乐？明确

21、：写滁人之游，描绘出一幅太平祥和的百姓游乐图。游乐场景映在太守的眼里，便多了一层政治清明的意味。太守在游人之乐中酒酣而醉，此醉是为山水之乐而醉，更是为能与百姓同乐而醉。体现太守与百姓关系融洽，“政通人和”才能有这样的乐。5第四段主要写了什么？明确：写宴会散、众人归的情景。目标导学五：深入解读，把握作者思想感情思考探究：作者以一个“乐”字贯穿全篇，却有两个句子别出深意，不单单是在写乐，而是另有所指，表达出另外一种情绪，请你找出这两个句子，说说这种情绪是什么。明确：醉翁之意不在酒，在乎山水之间也。醉能同其乐，醒能述以文者，太守也。这种情绪是作者遭贬谪后的抑郁，作者并未在文中袒露胸怀，只含蓄地说：“醉能同其乐，醒能述以文者，太守也。”此句与醉翁亭的名称、“醉翁之意不在酒，在乎山水之间也”前后呼应，并与“滁人游”“太守宴”“众宾欢”“太守醉”连成一条抒情的线索，曲折地表达了作者内心复杂的思想感情。目标导学六：赏析文本，感受文本艺术特色1在把握作者复杂感情的基础上朗读文本。2反复朗读，请同学说说本文读来有哪些特点，为什么会有这些特点。(1)句法上大量运用骈偶句，并夹有散句，既整齐又富有变化，使文章越发显得音调铿锵，形成一种骈散结合的独特风格。如“野芳发而幽香，佳木秀而繁阴”“朝而往，暮而归，四时之景不同，