关键技术与理论：Scott接线牵引变电所在高速铁路的应用

1．原理接线及特点

Scott牵引变电所原理接线，如图1.9所示。牵引变压器采用Scott接线，Scott变压器相当于两个单相变压器连接而成，其中一台变压器称为M座，其原边绕组中点引出并与另一台变压器称为T座的一端相连。M座原边绕组两个端子分别接三相系统B相和C相；T座原边绕组一端接M座中点“D”，另一端接系统A相。M座和T座次边一端相连并接钢轨，M座另一端和T座的另一端分别接两个不同方向供电臂母线。变压器原边绕组电压向量和匝数关系必须满足等边三角形高和底关系，如图1.9（b）和图1.9（c）所示。M座原边绕组匝数为W1，以三角形底边长度BC表示，则AD的长度代表T座原边匝数为，次边绕组匝数为2W 。

图1.9　Scott变压器牵引变电所原理接线

为了保证变电所不间断供电，仍然需要设两台Scott变压器，通常一台运行，一台备用。根据实际情况也可以两台并联运行。

这种变电所的主要优点是当两个供电臂牵引负荷大小相等、功率因数角相同时，变压器次边两个电流也大小相等相位相差90°，则原边三相电流完全对称，这一点优于单相和三相YN，d11接线牵引变电所。但在实际中两个供电臂负荷大小相等、功率因数角相同的概率非常小，大部分时间是仅一个供电臂有负荷，而另一个供电臂没有负荷。当仅一个供电臂有负荷时仍然会造成系统三相严重不对称，这时的不对称程度与单相接线和YN，d11接线情况相当。

这种接线的主要缺点是接线相对复杂、成本高，维护、检修工作量大，运行费用高，尤其变压器M座原边绕组需要中点引出，变压器制造难度大、造价高。变压器原边不再是Y接，没有像YN，d11接中性点，图1.9（a）中伪中点“D”电位容易随负荷变化而产生漂移，从而失去了YN，d11接变压器那样三角接的优势。另外，分相绝缘器上承受的电压为，因此与YN，d11接变压器相比，分相绝缘器绝缘水平需要提高倍。分相绝缘器的存在增加了机车操作的复杂性，制约了高速、重载铁路的发展。

2．电压电流关系

根据磁势平衡，由图1.9不难得到(www.xing528.com)

再利用进行整理，得

利用三相两相坐标变换，可以省去建立和求解方程的麻烦过程，注意：原边三相等效匝数WY与次边α 相绕组匝数比，将φαA=0代入式（1.11）即可得式（1.45）。再根据电压变换式与电流变换式对偶关系可得

3．AT供电方式下接线

AT供电方式下Scott牵引变电所原理接线如图1.10所示。牵引变压器M座原边中点引出接T座一端，T座另一端接系统A相，M座两个端子分别接B相和C相。牵引变压器M座次边两个端子分别接一组55 kV接触线“T”和负馈线“F”的牵引母线；T座次边两个端子分别接另一组55 kV接触线“T”和负馈线“F”的牵引母线。由于Scott变压器次边绕组没有中间抽头，所以M座和T座的次边绕组都必须并接自耦变压器，通过自耦变压器引出中点再接钢轨。变电所也需要两台Scott变压器：一台备用，一台运行，根据需要也可以两台并列运行。

图1.10　AT供电方式Scott牵引变电所原理接线