摘要：在全球范围内，铁路行业正在朝着电气化方向转型，因为电气化铁路具有多个有点，运行速度快、性能好、占地面积小等。电气化铁路最核心的部分就是牵引供电系统，该系统的稳定运行保证了列车的稳定运行。其中起到关键性作用的设备就是牵引功能供电系统的变压器，变压器可以很好地保证系统的安全稳定运行。
关键词：变压器；AT 供电系统；保护配置
为了保护牵引网的安全可靠工作，要充分发挥牵引供电系统的保护作用，因此在电气化铁路中受到了重视。不同于常规的铁路，牵引供电系统在多个方面都有所不同，例如结构、接线方式、附属装置、线路阻抗、电流分布等等。在AT 牵引供电系统方面，高速铁路（全并联）和传统的衣然不同，以这些差异为基础对原始的保护配置方案进行进一步地完善，便能够计算出科学的保护整定计算原则，推动我国高铁铁路行业的进一步发展，是重要的理论基础。
1 牵引变压器保护
各类变压器的保护配置具有相同的属性，仅在保护的工作原理上略有差别。一般来说，变压器的保护原理有过热保护、油面过低保护、断路器缺相保护、差动保护、过电流保护、失压保护、过负荷保护、瓦斯保护、压力保护等几种类型。
我国常用的牵引变压器的工作原理是差动保护、低电压启动的过电流保护、过负荷信号保护、碰壳保护及瓦斯保护，另外还针对中性点接地的变压器，有专门的零序过电流的接地保护。
2 牵引变压器的保护配置
2.1 差动保护
在变压器的电源一侧，通常会设置有电流速断保护。然而电流速断保护仅适用于较少的情况，而且还需要连同电流保护一起工作，因此对供电系统的安全运行造成潜在的威胁，因此不能用于容量加大的主变压器上。所以，一般情况下可以将差动保护设置为牵引变压器的主保护。
2.2 低电压启动的过电流保护
作为主保护的过电流保护，一般针对于在母压器过电线短路所造成的变流情况。另外，过电流保护还可以应用在另外两种情况，及差动保护的近后备保护、馈线保护的远后备保护。因为过电流保护在工作时的电流不能与变压器正常工作下的最大负荷电流相遇，因此其保护的范围的下限电流值较小，过电流保护的方法不能达到预期的效果，这时就需要使用由低电压启动的过电流保护。其动作电流可以根据自身的额定电流进行修正，灵敏性强，能够满足各种情况下的要求。这时压侧低电压启动的过电流保护是主保护，另外还可以应用于馈线保护的远后备保护；主变差动保护的近后备保护可以作为高压侧低电压启动的过电流保，还能够应用在低压侧低电压启动的过电流保的远后备保护。
2.3 过负荷保护
变压器在工作时，会出现变压器过负荷情况，因此要设置符合保护。其工作原理是，当变压器没有过负荷时，使用较小的电流；当出现过负荷时，将电流值提高，一旦大于整定值之后，继而引发电流继电器启动工作，在工作一段时间之后，会将延时闭合的常开触电闭合，最终进行预告信号。
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2.4 瓦斯保护
牵引变电所使用的牵引变压器和动力变压器在工作的过程中，均通过变压器油而实现绝缘和散热的功能，故要设置瓦斯保护。起工作原理是，当变压器发生内部的故障，在短路电流和电弧二者的共同作用下，将故障点古剑的变压器进行分解，其产物为气体，在气体的作用下发出保护动作；当气体的作用较微弱时，会紧接着产生轻瓦斯保护，有明显的警告信号发出；当气体的作用强烈时，会紧接着产生重瓦斯保护，从而造成连接变压器的断路器跳闸。这一系列的保护动作能够应用于变压器邮箱内可能产生的所有事故，在差动保护的联合工作下，保护着牵引变压器。
3 变压器的接线方式
牵引变电所的主接线受到接线方式的影响。目前，我国所使用的AT供电方式常有一下两种接线方式：
3.1 单相接线
将原边绕组后与三相电力系统的A、B相连接。将副边绕组后的端子接入到 2x27.5kV 左右的牵引母线上。然后经过馈电线，牵引母线便可将电输送至变电所两侧供电臂的牵引网。目前单相变压器具有自耦变压的功能，对原有的牵引供电系统进行了有效的简化。单相接线已经成为一种得到广泛应用的接线方式，有一下几方面的原因：
（l）采用单相接线的牵引变压器，接触网电分相的数量是其他牵引变压器的一半，适应高速铁路列车运行速度高的要求。
（2）高速铁路的牵引变电所多采用 22OkV 或以上的进线电压等级，较之 110kV 电网系统有众多优点，如阻抗小、短路容量大。
（3）单相变压器具有结构简单、一次侧设备数量少、容量利用率高、损耗小、有效利用列车再生电能、费用低、运营维护方便和工程投资较低、占地面积小等优点。
单相接线的牵引变压器也有一些缺点，难以应用于安装容量很大的情况。虽然单相接线变压器已经成为最值得推崇的高速铁路接线方式，目前也仅有少部分电网使用了这种接线方式，在实践中仍然以 V/X 接线牵引变压器居多。
3.2 V/X 接线
V/X接线牵引变压器是目前最常用的接线方式，在现有的高速电气化铁路AT牵引供电系统得到广泛应用。该接线方式较斯科特、十字交叉接线易于操作。主要保护三相 V/X 变压器和两台纯单相变压器组成V/X 接线两种型式。在实际运输过程中，单台牵引变压器难以承受起牵引负荷，因此常常将两台纯单相变压器进行组合，形成V/X接线。
电气化铁道供电系统推动了高速铁路的进一步发展。变压器在其中发挥着重要的作用，不仅保护了电力机车的用电问题，还能够在遇到故障时及时处理，保证供电系统的安全。
参考文献：
[1] 周飞,王建光,闻东.电气化铁路牵引变电所变压器保护的研究[J].工业c, 2015(62):113-114.
[2] 黄子桐,邹湘.电气化铁道牵引变电所晶体管继电保护的研究[J].铁道学报,1982(1):13-22.
[3] 周飞,王建光,闻东.电气化铁路牵引变电所变压器保护的研究[J].工业c, 2015(62):113-114.
作者简介：刘玉平（1967-07-17），男，汉族，籍贯：湖南耒阳市，学历：大专，研究方向：铁道供电（变电方面）
论文作者:刘玉平
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/12/7
标签：变压器论文; 电流论文; 接线论文; 供电系统论文; 单相论文; 变电所论文; 电气化铁路论文; 《电力设备》2017年第23期论文;