第二節幾種牽引變壓器的原理分析與比較選擇
一、變壓器的工作原理和分析
變壓器---利用電磁感應原理，從一個電路向另一個電路傳遞電能或傳輸信號的一種電器是電能傳遞或作為信號傳輸的重要元件
（一）單相結線變壓器原理：牽引變壓器的原邊跨接於三相電力系統中的兩相；副邊一端與牽引側母線連線，另一端與軌道及接地網連線。牽引變壓器的容量利用率高，但其在電力系統中單相牽引負荷產生的負序電流較大，對接觸網的供電不能實現雙邊供電。所以，這種結線只適用於電力系統容量較大，電力網比較發達，三相負荷用電能夠可靠地由地方電網得到供應的場合。另外，單相牽引變壓器要按全絕緣設計製造。
（二）單相v,v結線變壓器（三相）原理：將兩台單相變壓器以v的方式聯於三相電力系統每一個牽引變電所都可以實現由三相系統的兩相線電壓供電。兩變壓器次邊繞組，各取一端聯至牽引變電所兩相母線上。而它們的另一端則以聯成公共端的方式接至鋼軌引回的回流線。這時，兩臂電壓相位差60o接線，電流的不對稱度有所減少。這種接線即通常所說的60o接線。（三相）原理：將兩台容量相等或不相等的單相變壓器器身安裝於同一油箱內組成。原邊繞組接成固定的v結線，v的頂點（a2與x1連線點）為c相，a1，x2分別為a相，b相。副邊繞組四個端子全都引出在油箱外部，根據牽引供電的要求，既可接成正“v”，也可接成反“v”。
（三）三相yn，d11雙繞組變壓器原理：三相yn，d11結線牽引變壓器的高壓側通過引入線按規定次序接到110kv或220kv，三相電力系統的高壓輸電線上；變壓器低壓側的一角c與軌道，接地網連線，變壓器另兩個角a和b分別接到27.5kv的a相和b相母線上。由兩相牽引母線分別向兩側對應的供電臂供電，兩臂電壓的相位差為60o，也是60o接線。因此，在這兩個相鄰的接觸網區段間採用了分相絕緣器。
（四）斯科特結線變壓器原理：實際上也是由兩台單相變壓器按規定連線而成。一台單相變壓器的原邊繞組兩端引出，分別接到三相電力系統的兩相，稱為座變壓器；另一台單相變壓器的原邊繞組一端引出，接到三相電力系統的另一相，另一端到m座變壓器原邊繞組的中點o，稱為t座變壓器。這種結線型式把對稱三相電壓變換成相位差為的對稱兩相電壓，用兩相中的一相供應一邊供電臂，；另一相供應另一邊供電臂。m座變壓器原邊繞組匝數，電壓分別用表示，兩端分別接入電力系統的b，c相；副邊繞組匝數，電壓分別用表示，向左邊供電臂供電。t座變壓器原邊繞組匝數，電壓分別為，一端接在m座變壓器原邊繞組的中點o，另一端接到接到電力系統的a相；副邊繞組匝數，電壓分別為，向右邊供電臂供電。t座和m座副邊匝數相同，都是，原邊匝數不同，t座原邊匝數是m座的。實際中，通常把兩台單相變壓器繞組裝配在一個鐵芯上，安裝在一個油箱內。
（五）yn，結線阻抗匹配牽引變壓器原理：副邊繞組三角形結線結構即在非接地相增設兩個外移繞組。內三角形接線的一角c與軌道，接地網連線。兩端分別接到牽引側兩相母線上。由兩相牽引母線分別向兩側對應的供電臂牽引網供電。
（六）yn，結線平衡變壓器原理：根據平衡變壓器的工作原理，要求：①原邊接三相對稱電源電壓時，副邊二相輸出連線埠空載電壓對稱（即大小相等，相位差為90o）。②副邊二相輸出連線埠帶相同負載時，原邊三相電流對稱。yn結線阻抗匹配牽引變壓器，雖然滿足了上述需要和要求，但是平衡繞組（或）與a（或b，c）繞組的匝數比和阻抗匹配係數都是固定值。一般來說，繞組匝數的配合比較容易。而無論從設計上還是製造工藝上來講，要得到預先確定的某一阻抗匹配係數都是相當困難的。yn結線阻抗匹配平衡變壓器的要求，在設計上和製造工藝上的難度是不言而喻的。