电气化铁路沿线分布着大量不同类型的非牵引负荷,如通信、信号、动力照明等,其供电电源质量直接关系到行车安全、运营费用和建设投资。但长期以来,非牵引负荷的用电问题缺乏足够的重视和深入的研究,使得非牵引负荷用电困难或得不到经济合理的解决。由此,设计了两种2×27.5/10kV稳压动力变压器结构,其输入电压取自接触网,输出电压作为非牵引负荷的电源,有效降低了铁路建设成本,解决了电源备用程度低地区的用电问题。首先,在不同类型牵引变压器的基础上,推导了 2×27.5/10kV三相量动力变压器(D,y11,Y,d11,D,d0,Y,y0)和两相量动力变压器(逆Scott)的电气变换方程,并给出了不同接线方式下的输出电压不平衡度和向电网注入各次谐波值大小的曲线,据此给出了最适合和最优的稳压动力变压器联结形式。其次,针对接触网电压的特点,设计了基于线圈结构参数改进的稳压技术方案。主要内容包括:一是推导了在接地相串联电容和三相分接头k1、k2、k3综合作用下稳压动力变的电气变换公式,据此分析了不同电容值对输出电压幅值和相角的影响以及当C=6μF时,输出电压与输入电压的关系;二是制定了分接头和电容开关的控制策略,自定义三相匝数比可调的D,y11变压器模块,通过仿真得出此方案的稳压范围:23～33kV;三是根据仿真参数在变压器厂制作样机,并基于现场设备进行了 8种实验。然后,设计了一种基于带气隙磁分路和谐振电路的抗谐波干扰稳压动力变压器结构。首先根据工作原理建立等效电路模型,推导气隙长度和非线性电感的计算公式,据此,设计并计算适用于接触网取电的谐振稳压动力变结构参数;其次由于谐振稳压性能与铁芯磁化曲线密切相关,因此本文通过现场实验设备测量输入电压电流得到样机铁芯B-H曲线;然后通过对磁化曲线的多项式拟合得到了可以真实反映谐振稳压动力变工作特性的电路图,并在Simulink中建模仿真分析。最后基于谐振稳压动力变压器的铁芯结构参数,利用Ansoft软件建模,进行了不同工况的仿真分析,测试其性能。最后,由于上述两个方案的稳压下限值均达不到19kV,不能完全满足接触网取电需求,因此,对谐振稳压动力变进行了改进优化,输出线圈逆极性连接补偿线圈,初级侧采用多抽头绕组。理论和仿真结果均说明其具有改善输入电压稳定度,扩大稳压范围和最大限度工作在功率因数最高状态的作用。同时,对比分析了 3种稳压方案的优缺点,并给出了适用场所。