中压牵引变电站设计+文献综述(3)
⑵ 低频单相交流制
即牵引网供电电流为低频单相交流的电力牵引电流制。这种电流制是继直流制之后出现的，牵引网供电电流频率为16Hz，牵引网电压为15kV或11kV，电力机车上采用交流整流子式牵引电动机。交流容易变压，因此，可以在牵引网中用高电压送电．而在电力机车上降低电压，供应低电压的交流整流子式牵引电动机。低频单相交流制的出现，与力图提高牵引网电压以降低接触网中的有色金属用量有关。应用低频的条件，一方面是由于欧洲电力工业发展的初期原来就存在低于50Hz的频率；另一方面，交流整流子式牵引电动机因存在变压器电势而对整流过程造成困难，不适宜在较高的频率下运行。因此，在欧洲，低频单相交流制于20世纪50年代前得到较大发展，目前在一些欧洲国家仍在应用。另外，在美国等国家，还采用牵引网供电电流频率为25Hz、电压为11～13kV的低频单相交流制。电力工业主要采用50Hz标准频率后，低频制电气化铁道或者须自建专用的低频率的发电厂，或者在牵引变电所变频后送人牵引网；这就变得复杂化，于是，其发展受到了限制。
(3) 工频单相交流制
即牵引网供电电流为工业频率单相交流的电力牵引电流制。它是在20世纪50年代中期法国电气化铁路应用整流式交流电力机车获得成功之后开始推广的。从那时以来，许多国家都相继采用。这种电流制在电力机车上降压后应用整流装置整流来供应直流牵引电动机。由于频率提高，牵引网阻抗加大，牵引网电压也相应提高。目前，较普遍应用的接触网额定电压是25kV。采用工频单相交流制的优点是，消除了低频单相交流制的两个主要缺点（与电力工业标准频率并行的非标准频率和构造复杂的交流整流子式牵引电动机）；牵引供电系统的结构和设备大为简化，牵引变电所只要选择适宜的牵引变压器，就可以完成降压、分相、供电的功能；接触网的额定电压较高，其中通过的电流相对较小，从而使接触网导线截面减小、结构简化；牵引变电所的间距延长、数量减少；工程投资和金属消耗量降低，电能损失和运营费用减少；电力机车采用直流串励牵引电动机，也远比交流整流子式牵引电动机牵引性能好，运行可靠。采用工频单相交流制的缺点是，对电力系统引起的抚恤电流分量和高次谐波含量增加以及功率因数降低；对沿电气化铁路架设的通信线有干扰。但是，经过技术方面和经济方面的综合分析比较，上述优点是主要的。因此，我国电气化铁路采用工频单相25kV交流制。
1.4.2 我国牵引变电站主要类型
目前我国采用的工频交流制牵引变电所按其主变压器的结线方式可分为：三相牵引变电所、单相牵引变电所和三相——两相牵引变电所。
(1) 三相牵引变电所
三相牵引变电所主变压器采用三相二绕组油浸风冷式变压器，其高压侧额定电压为110kV，牵引侧额定电压为27.5kV（高压侧为额定电压时牵引侧的空载电压），比牵引网标准电压高10%。两台变压器并列，接法完全相同。
(2) 单相牵引变电所
单相牵引变电所的变压器采用特别设计的110绝缘变压器，副边额定电压也为27.5kV。在牵引变电所，通常选用“V”接线或接线方式。“V”接线为两台变压器组成，其一次和二次侧都连成开口三角形。此开口二角形的两个开口端和一个公共端，在一次侧连入电力系统的三相电网，在二次侧将公共端与轨道相连，两个开口端则分别用馈电线连入接触网的两个相邻区段。其一次侧接入电力系统的110kV或更高电压等级的电网中，二次侧作为牵引绕组一端与轨道连接，另一端连到接触网。