同相AT牵引供电系统构成

同相AT牵引供电系统由AT牵引网和同相AT牵引变电所组成，如图3.1所示。其中，SS1～SS3为同相AT牵引变电所，主要由牵引主变压器和平衡补偿装置（图中用PP表示）构成，其作用是：① 变压；② 平衡变换；③ 补偿负载无功和谐波。变压的任务由牵引变压器完成，而消除负序、滤除谐波和补偿无功的任务由平衡补偿装置完成。平衡补偿装置的变流器有三相三桥臂变流器、三相四桥臂变流器和两“背对背”单相变流器三种结构类型，在实际中，为了降低投资、提高补偿性能指标，一般根据牵引变电所类型和补偿要求，来综合确定变流器的结构类型。AT牵引供电系统常用的牵引变压器类型有单相变压器、V，v接线变压器、YN，d11接线变压器、平衡变压器（包括阻抗匹配平衡变压器、Scott变压器、三相变四相变压器）等多种。根据不同类型的变压器可以构成不同类型的同相AT牵引变电所。

图3.1　同相AT牵引供电系统

V，v接线有V，v、V，y和V，x三种接线类型，因此也就有三种接线类型的同相AT牵引变电所，可参见3.2.2节。

YN，d接线牵引变电所，牵引变压器通常为两台三相双绕组变压器或一台三相三绕组变压器，为了向AT系统供电，两台变压器或三绕组变压器需要十字交叉连接如图1.8所示。可以在此基础上直接加平衡补偿装置，来实现同相供电平衡补偿的目标。也可以节省一台三相双绕组变压器，即只用一台双绕组变压器加平衡补偿装置，同样也能实现同相供电平衡补偿的目标，可参见3.2.3节。

关于平衡变压器接线可参见3.2.4节。

对于单相接线牵引变电所，为了实现同相供电平衡补偿的要求，需要增设一台补偿变压器。通常要求补偿变压器的输出电压应与平衡补偿装置电压相匹配，使补偿变压器兼有匹配变压器的功能，因为这样可以省去平衡补偿装置的匹配变压器，从而节约投资。补偿变压器可以是三相接线，也可以是单相接线。因此，可以分别构成以下三种类型的同相AT牵引变电所。

1．单-三相接线同相AT牵引变电所(www.xing528.com)

补偿变压器为三相接线，由单相牵引主变压器加三相补偿变压器构成的接线形式称为单-三相接线，连接方式如图2.4所示，有独立双边式和独立单边式两种，比较而言独立双边式较有优势。补偿变压器一般采用YN，d11接线，通常要求补偿变压器提供的补偿端口电压应与单相牵引主变压器负荷端口电压相位相差90°，因为这样才能使单相牵引变压器与三相补偿变压器正好形成“Scott效应”，从而有利于消除系统负序。

2．单-单T接线同相AT牵引变电所

补偿变压器为单相变压器，并且单相主变压器与单相补偿变压器原边接成“T”形，也就是将主变压器次边绕组中间抽头接补偿变压器次边绕组一端，形成“Scott连接”，使二者共同构成一个等效的“Scott变压器”，其中单相主变压器相当于Scott变压器M座，而单相补偿变压器相当于Scott变压器的T座，其接线及原理都与Scott接线同相AT牵引变电所相同，可参见3.2.4节图3.10，这里不再赘述。

3．单-单V接线同相AT牵引变电所

补偿变压器为单相变压器，与单-单T接线不同的是单相牵引主变压器与单相补偿变压器接成V，v接线。其接线及原理与V，v接线同相AT牵引变电所相同，可参见3.2.2节。

由于各变电所采用了相同的结构，与牵引网和电力系统的连接方式也相同，所以如果牵引侧各区段电压大小和相位一致，那么牵引侧各供电区段可取消分相绝缘器实现同相供电。考虑供电灵活性和可靠性等原因可设分段断路器，如图3.1中SP1和SP2所示。

平衡变换、滤除谐波和补偿无功的原理与变流器滤除谐波、补偿无功的原理是一样的，通过实时检测负载中的谐波、无功电流和三相不平衡电流，生成包括谐波、无功和不平衡电流的补偿电流参考量，根据补偿电流参考量控制变流器输出补偿电流，以补偿负载的谐波、无功并实现三相平衡。