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Ynvd接线牵引供电系统的电气分析与计算2.pdf

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Ynvd接线牵引供电系统的电气中文摘要分析与计算2 目前，我国在大力发展电气化高速铁路。电气化铁路所需能源由电力牵引供 电系统提供。牵引变压器是连接电力系统与牵引供电系统之间的核心设备，承担 着变压和电能传递的功能。我国电气化铁路采用单相工频交流牵引供电系统，牵 引负荷为不稳定的单相负荷，将导致三相电力系统不对称而产生负序、谐波等问 题。如何抑制负序电流一直是牵引供电系统的主要研究课题，现普遍采用的方法 之一是利用三才Ｈ－－－两相平衡变压器，包括常用的Ｓｃｏｔｔ平衡变压器和阻抗匹配平 衡变压器。平衡变压器能够在副边两相负荷不对称的运行方式下，大大减小因牵 引负荷产生的负序电流对电力系统的影响。ＹＮｖｄ是一种新型接线的平衡变压器， 其具有一次侧中性点可以直接接地、二次侧两输出回路无电气联系及阻抗平衡条 件容易满足等特点，在国内的发展空间很大，很有可能成为牵引供电系统引领一 时的主导产品。 随着电气化铁路重载、高速的发展，牵引变压器容量不断增大，对变压器保 护的可靠性与灵敏性提出了更高的要求。但是，目前对平衡变压器保护方案的研 究较少，我国的平衡变压器多以常规的电流差动保护作为主保护，在发生内部高 阻接地及轻微匝间短路时灵敏度有待提高，并且易受励磁涌流和外部故障ＣＴ饱 和的影响误动。因此，对平衡变压器的故障分析和保护原理的研究有待进一步深 入。 本文以ＹＮｖｄ接线平衡变压器为研究对象，通过变压器一次侧与二次侧之间 电气量的变换关系求解出ＹＮｖｄ平衡变压器三相系统序分量与两相系统序分量 之间的关系；首次通过线性变换推导出了两相系统用正、负序分量表达的电压方 程，得到了ＹＮｖｄ平衡变压器内、外部故障的正序和负序等值网络，简化了ＹＮｖｄ 变压器所在系统的故障分析。在此基础上，提出了反应ＹＮｖｄ平衡变压器不对称 故障的负序差动保护新原理，并用ＰＳＣＡＤ搭建ＹＮｖｄ变压器仿真模型进行了验 证。 关键词：ＹＮｖｄ平衡变压器；序分量；电压方程；负序差动保护 ＡＢＳＴＲＡＣＴ ｅｌｅｃｔｒｉｆｉｅｄ Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，Ｃｈｉｎａｉｓｖｉｇｏｒｏｕｓｌｙｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄｒａｉｌｗａｙ．Ｔｈｅ ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃｔｒａｃｔｉｏｎ ｐｏｗｅｒｏｆｅｌｅｃｔｒｉｆｉｅｄｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄｒａｉｌｗａｙｉｓｐｒｏｖｉｄｅｄｂｙｓｕｐｐｌｙ ｔｈａｔｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｔｒａｃｔｉｏｎｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｉｓｔｈｅｃｏｒｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｃｏｎｎｅｃｔｓ ａｎｄｔｈｅａｎｄｒｏｌｅｏｆＶｏｌｔａｇｅ ｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｔｒａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｓｙｓｔｅｍｐｌａｙｓａ ｔ．ｒａｎｓｆｂｍａｔｉｏｎｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ．ＴｈｅｉｎＣｈｉｎａ ａｎｄｅｌｅｃｔｒｉｃｅｎｅｒｇｙｅｌｅｃｔｒｉｆｉｅｄｒａｉｌｗａｙｓ ａｎｄｔｈｅｔｒａｃｔｉｏｎｌｏａｄＩＳ ａｄｏｐｔｓｓｉｎｇｌｅｐｈａｓｅＶＡＣｔｒａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｓｙｓｔｅｍ ｌｅａｄｏｆ ｕｎｓｔａｂｌｅｓｉｎｇｌｅ．ｐｈａｓｅｌｏａｄ，ｗｈｉｃｈｗｉｌｌｔｏａｓｙｍｍｅｔｒｙｔｈｒｅｅ‘ｐｈａｓｅｐｏｗｅｒ ａｎｄｈａｒｍｏｎｉｃｗａｖｅｐｒｏｂｌｅｍｓ．Ｈｏｗｔｏｓｕｐｐｒｅｓｓ ｓｙｓｔｅｒｎｓａｎｄｃａｕｓｅｎｅｇａｔｉｖｅｓｅｑｕｅｎｃｅ ｂｅｅｎｍａｉｎｒｅｓｅａｒｃｈｆｏｒｔｈｅｔｒａｃｔｉｖｅ ｔｈｅｎｅｇａｔｉｖｅ．ｓｅｑｕｅｎｃｅｃｕｒｒｅｎｔｈａｓａｌｗａｙｓａｔｏｐｉｃ ｏｆｍｅｔｈｏｄｓｉｓｕｓｉｎｇ ｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｓｙｓｔｅｍ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｏｎｅｗｉｄｅｌｙ—ａｄｏｐｔｅｄ Ｓｃｏｔｔ ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ－－－ｔｗｏｐｈａｓｅｂａｌａｎｃｅｄｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙ。ｕｓｅｄ ｂａｌａｎｃｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ．Ｔｈｅｂａｌａｎｃｅｄ ｂａｌａｎｃｅｄｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒａｎｄｉｍｐｅｄａｎｃｅ．ｍａｔｃｈｉｎｇ Ｃａｎｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｃｕｒｒｅｎｔｃａｕｓｅｄｂｙ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｇｒｅａｔｌｙｒｅｄｕｃｅｔｈｅｎｅｇａｔｉｖｅ－ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｕｎｄｅｒｔｈｅｍｏｄｅｏｆｓｅｃｏｎｄａｒｙ 缸ａｃｔｉｏｎ１０ａｄｏｎｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｎｅｗｏｆｂａｌａｎｃｅｄｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ， ｓｉｄｅｔｗｏｐｈａｓｅｕｎｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌｌｏａｄ．ＹＮｖｄｉｓａｔｙｐｅ ｔｈａｔＣａｎｂｅｃｏｎｎｅｃｔｅｄｔｏｔｈｅｇｒｏｕｎｄ，ｔｈｅｔｗｏｓｉｄｅｏｆ ｗｈｉｃｈｈａｓａｎｅｕｔｒａｌｐｏｉｎｔｄｉｒｅｃｔｌｙ ｔｈｅｂａｌａｎｃｅ ｗ