電力牽引中的升壓變壓器是什麼?
在本文中,我們將瞭解升壓變壓器如何在電力牽引系統中用於減少對通訊系統的干擾。我們還將瞭解在牽引系統中連線升壓變壓器的方法。
在交流牽引系統中,迴流電流主要透過軌道流回變電站。由於電流從軌道洩漏到大地,因此部分迴流電流會流經大地。這種漏電流會導致對鄰近通訊線路產生嚴重的干擾。因此,需要透過某種方式避免這種干擾,例如使用升壓變壓器。
在電力牽引中,**升壓變壓器**是指匝數比為1的變壓器,即升壓變壓器是一種1:1變壓器。升壓變壓器的一次繞組串聯在接觸網中,二次繞組串聯在迴流電路中。因此,流過接觸網的電流也流過升壓變壓器的一次繞組,並在二次繞組中感應出等量的電流。二次繞組中的感應電流迫使迴流電流僅流過迴流迴路,避免電流洩漏到大地,從而減少了對靠近軌道執行的通訊線路的干擾。
升壓變壓器的連線方法
在電力牽引中,為了減少對通訊線路的干擾,升壓變壓器可以透過以下兩種方式連線:
- 軌道連線式升壓變壓器
- 使用迴流饋線的升壓變壓器
讓我們詳細討論這兩種方法。
軌道連線式升壓變壓器
軌道連線式升壓變壓器的電路圖如圖1所示。

這裡,升壓變壓器的一次繞組串聯在接觸網中,二次繞組串聯在軌道中。現在,由於流過接觸網和一次繞組的電流在二次繞組中感應出的電壓,導致迴流電流只通過軌道。
軌道連線式升壓變壓器系統的主要缺點是,在升壓變壓器的位置,軌道接頭被絕緣,因此可能會發生絕緣軌道接頭的絕緣擊穿,導致升壓變壓器的二次繞組短路,使升壓變壓器失效。
軌道之間以及軌道與大地之間的電壓也可能升高,這可能對人和生物造成危險。
使用迴流饋線的升壓變壓器
使用迴流饋線的升壓變壓器連線圖如圖2所示。

在這個系統中,軌道不用作迴流電流流回變電站的路徑。相反,除了接觸網外,還提供了一個迴流饋線,迴流電流透過此饋線流動。這種方法比軌道連線式升壓變壓器更有效,因此被廣泛使用。
在這個系統中,升壓變壓器具有單位匝數比,升壓變壓器的一次繞組串聯在接觸網中,二次繞組串聯在迴流饋線中。迴流饋線連線到兩個升壓變壓器之間的軌道中點。
現在,流過一次繞組的電流(與接觸網電流相同)在二次繞組中感應出一個電壓,該電壓迫使電流只流過迴流饋線。
在使用迴流饋線的升壓變壓器方法中,升壓變壓器的主要缺點是它串聯在牽引電路中,導致電路阻抗增加。這會導致機車電壓調節不良。因此,為了改善電壓調節,需要將供電點設定得更近,否則可以在牽引電路中串聯一個適當值的電容器。
升壓變壓器連線時的注意事項
在將升壓變壓器連線到牽引電路時,應注意以下事項:
升壓變壓器應能夠承受短路情況下數千安培電流產生的嚴重機械應力。
升壓變壓器的一次繞組絕緣應保持在25 kV,而二次繞組絕緣應保持在3 kV,因為在故障情況下,二次繞組會產生高電位。
升壓變壓器不應安裝在訊號附近或火車可能停靠的地方。
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