1、2012春電氣化鐵道供電系統(tǒng)學(xué)習(xí)指導(dǎo)第一章 電力系統(tǒng)與牽引供電系統(tǒng)電力系統(tǒng)：電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用組成了一個系統(tǒng)，稱為電力系統(tǒng)，主要由發(fā)電廠、電力網(wǎng)、電能用戶組成。電力網(wǎng)的任務(wù)是將電能從發(fā)電廠輸送和分配到電能用戶。電力網(wǎng)由各種電壓等級的輸、配電線路和變（配）電站（所）組成。按其功能常分為輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)兩大部分。國家規(guī)定的電網(wǎng)額定電壓分別為(KV)：750、500、330、220、110、60、35、10、6等9個電壓等級。牽引變電所進線電源電壓等級主要為110kV，少量采用220kV。牽引供電系統(tǒng)與一般供電系統(tǒng)相比，具有以下明顯特點：(1) 所供負載是一個單相、移動而且是直流的負載。(2

2、) 供電額定電壓為27.5kV(BT)和55kV(AT)，不同于國家電網(wǎng)規(guī)定的額定電壓。(3) 供電網(wǎng)不同于電力網(wǎng)，它是通過與電力機車接觸而供電，因此又叫接觸網(wǎng)。(4) 具有獨特的回流通路(架空回流、軌回流和地回流)。廣義牽引供電系統(tǒng)由：電力系統(tǒng)、牽引變電所、牽引網(wǎng)(接觸網(wǎng)、供電線、吸回裝置)、電力機車。狹義的牽引供電系統(tǒng)通常只指牽引變電所和牽引網(wǎng)2大部分。牽引供電系統(tǒng)的4種電流制：（1）直流制(1500V)，主要用于地鐵、礦山等。（2）低頻單相交流制（3）三相交流制（4）工頻單相交流制(27.5KV)，我國電氣化鐵路均采用這種制式。牽引變電所的4種一次供電方式：（1）一邊供電（2）兩邊供電（

3、3）環(huán)形供電（4）輻射供電。單側(cè)供電方式的可靠性一般比雙側(cè)供電方式和環(huán)形供電方式要差。牽引變電所向接觸網(wǎng)供電的供電方式：單邊供電與雙邊供電。第二章 牽引變壓器及其結(jié)線基本知識三相牽引變壓器均為雙繞組油浸變壓器。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定三種形式為標(biāo)準(zhǔn)接線，即Y/d11，Y/yn12，YN/d11。牽引變電所采用其中YN/d11接線，原邊電壓110KV(220KV)，副邊電壓27.5KV?！狙a充知識點】：Y原邊星形接線(大寫)； N原邊帶中性點引出線y副邊星形接線(小寫)；n副邊帶中性點引出線d副邊形接線；12,11為接線組別，用于表示副邊電壓與其對應(yīng)的原邊電壓之間的相位關(guān)系。YN/d11型牽引變壓器的兩供電

4、臂電壓相位相差60°，又稱60°接線。Scott斯科特結(jié)線變壓器與阻抗匹配平衡型變壓器又稱90°接線。兩饋線之間的電壓為2*27.5KV，即分相絕緣器兩端的電壓較高，故應(yīng)適當(dāng)加強其絕緣。平衡：指對零序分量而言。即無論二次側(cè)負荷狀況如何，三相側(cè)(系統(tǒng)側(cè))均無零序電流，則三相側(cè)電流為“平衡系”。 對稱：指對負序分量而言，即當(dāng)二次側(cè)兩相負荷相等時，三相側(cè)負序電流為零，即三相側(cè)電流為“對稱系”。三相對稱：三相電氣相量大小相等，相位互差120°。兩相對稱：兩相電氣相量大小相等，相位互差90°。第三章 牽引變電所容量計算與確定在電力牽引中，列車的運行狀態(tài)有

5、三種：牽引狀態(tài)、惰行狀態(tài)、制動狀態(tài)。其中只有牽引狀態(tài)是帶電運行的。變壓器的計算容量、校核容量及安裝容量三者計算的條件與方法均有不同。具體體現(xiàn)如下：（1）計算容量是按給定的計算條件求出主變壓器供應(yīng)牽引負荷所必須的最小容量。（2）校核容量是按列車緊密運行時供電臂的有效電流和充分利用牽引變壓器的過負荷能力，所需的容量。（3）安裝容量是根據(jù)計算容量和校核容量，再考慮其它因素如備用方式等，最后按變壓器實際產(chǎn)品的規(guī)格所確定的變壓器臺數(shù)與容量。變壓器的正常壽命是指其正常使用期限，其正常壽命是由變壓器絕緣材料的老化程度決定的，而絕緣材料的老化，主要取決于運行溫度、絕緣材料結(jié)構(gòu)中的氧氣含量、含潮率（絕緣材料中的

6、水分）。運行溫度是引起絕緣老化的最主要的因素。因此，溫度對變壓器的壽命起著決定性的作用。絕緣老化六度定則：油浸式變壓器繞組用的電纜紙是A級絕緣，電纜紙在80140范圍內(nèi)，溫度比98每增加6其老化速度增加一倍；反之，比98每降低6其老化速度降低一倍。當(dāng)采用移動備用方式時，變電所2臺變壓器是并聯(lián)運行，每臺承擔(dān)1/2的牽引負荷量，當(dāng)采用固定備用時，變電所2臺變壓器，其中1臺運行，另一臺備用，單臺變壓器承擔(dān)全所的全部負荷。第四章 牽引網(wǎng)阻抗?fàn)恳W(wǎng)回路包括供電線、接觸網(wǎng)、回流線與吸上線、鋼軌與大地。牽引網(wǎng)阻抗與牽引網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、選用導(dǎo)線(接觸導(dǎo)線、承力索、加強導(dǎo)線、回流線、AT網(wǎng)絡(luò)的正饋線等)的型號和鋼軌的

7、類型、數(shù)量，采用的牽引網(wǎng)供電方式，大地導(dǎo)電率以及采用的防干擾措施等因素有關(guān)。牽引網(wǎng)阻抗是由接觸網(wǎng)大地回路和軌道大地回路的阻抗所組成。牽引網(wǎng)電阻主要包括接觸網(wǎng)的電阻、鋼軌的電阻以及大地回路的電阻。牽引網(wǎng)回路可分成兩個等值電路：一條是由牽引變電所接觸網(wǎng)電力機車大地回路牽引變電所，這個回路的特點是在整個回路中流過的電流均為牽引電流。作用在這個回路上的電壓是牽引變電所端壓與電力機車弓上電壓的相量差，為有源回路。另一條是軌道大地回路，是一個無源閉合回路，它可以看作是由前一條回路的互感作用形成的。第五章 短路計算短路是指電力系統(tǒng)中一切相與相之間或在大電流接地系統(tǒng)中相與地之間、以及三相四線系統(tǒng)中相線和中性線

8、間的不正常聯(lián)接。 基本類型有：三相短路、兩相短路、單相接地短路、兩相接地短路和低壓三相四線制系統(tǒng)中相線與零線之間的短路。單相接地短路發(fā)生的概率最高，達到88.4%。帶電掛接地線或未撤地線送電，帶負荷操作隔離開關(guān)等人為誤操作會導(dǎo)致嚴(yán)重的短路事故。短路的危害1短路電流的熱效應(yīng)：短路電流通常要超過正常工作電流的十幾倍甚至幾十倍，這將使電氣設(shè)備過熱，絕緣受到損傷，甚至可能把電氣設(shè)備燒毀，同時還可能引起嚴(yán)重火災(zāi)。2.短路電流的電動力效應(yīng)：供電系統(tǒng)發(fā)生短路時，巨大的短路電流將在電氣設(shè)備中產(chǎn)生很大的電動力，可引起電氣設(shè)備產(chǎn)生永久的機械變形、扭曲甚至損壞。3.短路電流將引起不平衡電流，產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾。4.

9、短路電流引起用戶的電壓急劇下降。5.短路故障點離發(fā)電機較近，并且短路的持續(xù)時間較長時，可能導(dǎo)致并列運行的發(fā)電機失去同步而解列，從而破環(huán)電力系統(tǒng)中各發(fā)電廠并列運行的穩(wěn)定性，這是短路最嚴(yán)重的后果。 標(biāo)么值：是指標(biāo)有單位的實際值（有名值）和一個被選定的同單位的基準(zhǔn)值（又稱基值）之間的比值。兩種表示方法：一種是用實際比值表示，一種是用百分?jǐn)?shù)值表示。阻抗的基準(zhǔn)標(biāo)么值通常用右下角標(biāo)“*”表示。 基準(zhǔn)電壓Ud：一般選取短路計算元件所在電路的電網(wǎng)平均電壓，比所在電路的額定電壓UN高出5%?；鶞?zhǔn)容量Sd：選法有兩種：一種是選發(fā)電機額定容量SN為基準(zhǔn)容量Sd=SN；另一種是選取Sd=100MV·A。本書

10、在分析計算中選用后一種。 電力系統(tǒng)的電源總阻抗不超過短路電路總阻抗的5-10，或電力系統(tǒng)容量超過用戶供電系統(tǒng)容量50倍時，可將電力系統(tǒng)視為無限大容量系統(tǒng)。 短路后，系統(tǒng)將要從穩(wěn)定負載運行狀態(tài)過渡到另一穩(wěn)定短路狀態(tài)。這個過程稱為暫態(tài)過程，也稱為過渡過程。短路電流由周期分量與非周期分量兩部分組成。 牽引供電系統(tǒng)短路主要包括牽引變電所短路與牽引網(wǎng)短路兩部分。第六章 牽引供電系統(tǒng)的電壓損失鐵道干線電力牽引交流電壓標(biāo)準(zhǔn)GB1402鐵道干線電力牽引變電所牽引側(cè)母線上的額定電壓為27.5kV，自耦變壓器供電方式為55kV；電力機車與電動車組受電弓和接觸網(wǎng)的額定電壓為25kV，最高允許電壓為29kV；最低工作

11、電壓為20kV；非正常情況下運行時，受電弓上的電壓不得低于19kV。牽引網(wǎng)電壓損失：牽引變電所饋出母線額定電壓與電力機車受電弓電壓的算術(shù)差。牽引網(wǎng)電壓降：變電所饋出母線電壓與電力機車受電弓電壓的相量差。牽引網(wǎng)電壓損失主要取決于：1-牽引網(wǎng)阻抗；2-牽引電流的大??；3-牽引電流的分布位置。改善供電臂電壓水平主要方法有：(1) 提高牽引變電所母線電壓。(2) 采用串聯(lián)電容補償裝置。(3) 采用載流承力索或加強導(dǎo)線。(4) 采用合理的牽引網(wǎng)供電方式等。(5) 加設(shè)捷接線等。第七章 牽引供電系統(tǒng)的電能損失牽引供電系統(tǒng)的電能損失主要包括牽引變壓器電能損失與牽引網(wǎng)電能損失。牽引網(wǎng)的能耗與牽引負荷電流、牽引

12、網(wǎng)單位電阻、車流密度(列車用電平均概率)、供電臂的長度成正比。牽引變壓器的電能損失，是指變壓器的銅耗和鐵耗兩部分能耗。也就是指的負載損耗和空載損耗，變壓器銅耗又稱：負載損耗、短路損耗、電阻損耗。變壓器鐵耗又稱：空載損耗、鐵芯損耗，包括渦流損耗與磁滯損耗。牽引變壓器的負載率較低，其實際負載損耗需通過額定短路損耗按負載率進行換算。變壓器的負載率是副邊負載電流與額定電流之比。變壓器的實際負載損耗等于負載率的二次方與額定短路損耗的乘積。Iac、Ibc、Iab分別為變壓器繞組中的平均電流，它由兩個供電臂的有效電流Ie1、Ie2和兩個供電臂的平均電流Iav1、Iav2決定。Pk每臺變壓器的額定銅耗(負載損

13、耗) (kW)IN每臺變壓器27.5kV側(cè)額定電流(A)第八章 交流電氣化鐵道對電力系統(tǒng)的影響和改善措施一、負序電流對電力系統(tǒng)的影響(一)對電源的影響 主要是對同步發(fā)電機的影響。負序電流將在發(fā)電機轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生附加損耗，引起額外溫升。會在轉(zhuǎn)子中造成脈動轉(zhuǎn)矩，引起兩倍同步頻率的振動和額外的機械應(yīng)力。 (二)對用戶的影響1、對感應(yīng)電動機的影響負序分量將產(chǎn)生負序轉(zhuǎn)矩，在電動機中產(chǎn)生制動的反力矩，直接影響了電動機的出力，從而降低運行效率。 2、對電力變壓器的影響 負序電流可使變壓器的容量利用率下降。另外負序電流還造成變壓器的附加能量損失并在變壓器鐵心磁路中造成附加發(fā)熱。3、對輸電線路的影響負序電流流過電力

14、網(wǎng)時，負序功率實際上并不作功，而只造成電能損失，從而降低了電力網(wǎng)的輸送能力。4、對繼電保護的影響負序電流容易使系統(tǒng)中由負序分量起動的繼電保護及自動裝置誤動作，從而增加保護的復(fù)雜性牽引供電系統(tǒng)主要采取哪些措施減少負序影響？簡述牽引變電所換相連接的基本要求(1) 牽引變電所采用Scott結(jié)線或平衡型牽引變壓器。(2) 牽引變電所采用換相連接的供電方式。對牽引變電所換相連接的基本要求：對稱。把各牽引變電所的單相牽引負荷輪換接入電力系統(tǒng)的不同相，使電力系統(tǒng)的三相負載電流對稱。除了純單相結(jié)線牽引變電所，其他牽引變電所兩相鄰變電所的供電分區(qū)同相，以便必要時采取越區(qū)供電，并減少接觸網(wǎng)的分相絕緣器數(shù)量。接觸網(wǎng)

15、分相絕緣器兩端的電壓不超過接觸網(wǎng)的對地電壓。純單相負荷在電力系統(tǒng)中引起的不對稱程度用不對稱系數(shù)表示，即 式中I1、I2分別為正序、負序電流絕對值。在純單相接線牽引負荷中，I1=I2，ki=1。 V/V結(jié)線變壓器當(dāng)兩側(cè)牽引負荷相等時，牽引負荷在電力系統(tǒng)中引起的負序電流為正序電流的一半，電流不對稱系數(shù)等于0.5。功率因數(shù)低對電力系統(tǒng)的不利影響：(1) 電源設(shè)備的容量不能充分利用。如S=60kVA,cos=1，則P=60kVA，如cos=0.8，則P=48kVA。系統(tǒng)容量得不到充分利用。(2) 供電線路上的能量損耗和電壓損耗增大。在一定電壓下向負載輸送一定的有功功率時，負載功率因數(shù)越低，通過線路的電

16、流就越大，導(dǎo)線電阻的能量損耗和導(dǎo)線阻抗的電壓降越大。國家對用戶功率因數(shù)作出限制。規(guī)定高壓用戶不低于0.9，其他用戶不低于0.85，農(nóng)業(yè)用戶不低于0.8。如達不到，則必須進行無功補償以提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。牽引變電所采用集中補償方式。是在牽引變電所的母線上進行補償，集中補償方式可分為牽引側(cè)滯后相集中補償、牽引側(cè)兩相等容量補償和兩相不等容量補償。并聯(lián)電容無功補償?shù)闹饕饔?1) 提高功率因數(shù)。(2) 改善電力系統(tǒng)的電壓質(zhì)量，提高牽引變電所牽引側(cè)母線電壓。(減小了流過牽引變壓器的電流，從而減小了電壓損失)。(3) 減少電力系統(tǒng)的電能損失。(電能損失與電流值的平方成正比，并聯(lián)電容后減少了電力系統(tǒng)的供電電

17、流。)(4) 吸收諧波電流，具有濾波作用。減少牽引供電系統(tǒng)諧波電流對電力系統(tǒng)影響的主要措施(1) 在牽引變電所牽引側(cè)裝設(shè)并聯(lián)電容補償裝置。(2) 減少諧波電流的發(fā)生量。(3) 在電力機車上加裝并聯(lián)補償濾波裝置。(4) 電力系統(tǒng)增容、調(diào)整運行方式等。第九章 交流電氣化鐵道對通信線路的影響及防護措施交流電氣化鐵道對通信線路的影響按其產(chǎn)生的根源可分為靜電感應(yīng)影響、電磁感應(yīng)影響和傳導(dǎo)電流影響3種。靜電感應(yīng)影響、電磁感應(yīng)影響分別由牽引網(wǎng)的電壓和電流所引起，而傳導(dǎo)電流影響是由于牽引電流流過鋼軌大地時，使大地的不同點出現(xiàn)不同的電位所引起。按其性質(zhì)分為危險電壓影響和雜音干擾影響兩種，前者指牽引網(wǎng)對鄰近通信線路

18、的感應(yīng)影響，嚴(yán)重到足以危及設(shè)備絕緣或接觸這些被感應(yīng)線路和設(shè)備的人員的人身安全；后者指這種影響破壞了通信線路的正常工作，例如使電話線路中出現(xiàn)干擾雜音、降低通信質(zhì)量等。牽引網(wǎng)對通信線路的影響 (1)靜電感應(yīng)影響 接觸網(wǎng)帶電時，在其周圍空間將產(chǎn)生一個工頻高壓電場，從而使通信線上的各點產(chǎn)生相應(yīng)的靜電感應(yīng)。 (2)電磁感應(yīng)影響 接觸網(wǎng)和鋼軌網(wǎng)電流所產(chǎn)生的感應(yīng)電勢在通信線上不能抵消，所以在通信線上將產(chǎn)生電磁感應(yīng)電勢。 (3)傳導(dǎo)影響 由于一部分牽引電流經(jīng)大地返回牽引變電所，使大地在不同地點出現(xiàn)不同的電位。靜電感應(yīng)電壓主要是與接觸網(wǎng)與通信線間距離及接觸網(wǎng)電壓有關(guān)，而與接觸網(wǎng)中有無電流無關(guān)。交流牽引網(wǎng)對附近的

19、其他金屬建筑物，如鐵橋支架、管道、金屬支柱等，也會產(chǎn)生靜電感應(yīng)，所以對處于電氣化鐵道周圍10 m范圍內(nèi)的這些建筑物也必須妥善接地。電氣化鐵道產(chǎn)生的電磁感應(yīng)電勢大小主要決定于牽引電流和兩線路的平行接近長度。危險電壓的允許標(biāo)準(zhǔn)可歸納為下列幾條：(1)在接觸網(wǎng)正常工作狀態(tài)下，通信線路中感應(yīng)的縱電動勢不得超過60 v。在特殊困難的情況下，允許達到150V，這時通信線路的維修必須采取特別防護措施。(2)在接觸網(wǎng)短路故障狀態(tài)下，在架空明線通信線中感應(yīng)電勢不得超過430 V；而電纜芯線中感應(yīng)電勢不得超過電纜絕緣試驗電壓的60；(3)當(dāng)人體同時觸及到遭受靜電感應(yīng)影響的通信線與地時，通過人體的靜電感應(yīng)電流不得超

20、過15 mA。目前在交流牽引供電系統(tǒng)中已采取的防干擾措施有：(1)采用帶架空回流線的直接供電方式。(2)在牽引網(wǎng)中加裝吸流變壓器回流線裝置，簡稱BT供電方式。(3)在牽引供電系統(tǒng)中，采用自耦變壓器供電方式，簡稱AT供電方式。(4)牽引供電系統(tǒng)采用同軸電力電纜供電方式，簡稱CC供電方式。(5)在牽引變電所加裝阻尼裝置。電氣化鐵道供電系統(tǒng)復(fù)習(xí)題及答案一 判斷題1我國電氣化鐵道牽引變電所由國家區(qū)域電網(wǎng)供電。 （ ）2超高壓電網(wǎng)電壓為 220kv500kv。 （ × ）3采用電力牽引的鐵路稱為電氣化鐵路。 （ ）4我國電氣化鐵道牽引變電所供電電壓的等級為110kv220kv。 （ ）二填空題

21、1通常把發(fā)電、輸電、變電、配電、（ 用電 ）裝置的完整工作系統(tǒng)稱為電力系統(tǒng)。2通常把發(fā)電、輸電、（ 變電 ）、配電、用電裝置的完整工作系統(tǒng)稱為電力系統(tǒng)。3通常把發(fā)電、（ 輸電 ）、變電、配電、用電裝置的完整工作系統(tǒng)稱為電力系統(tǒng)。4我國電氣化鐵道牽引變電所由國家（ 區(qū)域 ）電網(wǎng)供電。5電氣化鐵路的主要組成特征包括：（ 牽引供電系統(tǒng) ），電力機車，供電段和電力機務(wù)段等。6電氣化鐵路的主要組成特征包括：牽引供電系統(tǒng)，（ 電力機車 ），供電段和電力機務(wù)段等。7電氣化鐵路的主要組成特征包括：牽引供電系統(tǒng)，電力機車，（ 供電段 ）和電力機務(wù)段等。三選擇題1我國電氣化鐵道牽引變電所由國家（ B ）電網(wǎng)供電。

22、A超高壓電網(wǎng) B區(qū)域電網(wǎng)C地方電網(wǎng) D以上答案都不對。2牽引網(wǎng)包括：（ B ）A 饋電線、軌道、地、回流線。B.饋電線、接觸網(wǎng)、軌道、地、回流線。C.饋電線、接觸網(wǎng)、軌道、回流線。D.以上答案都不對。四. 簡答題1.請簡述電氣化鐵路的優(yōu)越性l 重載 、高速、 運輸能力大；l 節(jié)約能源，綜合利用能源；l 經(jīng)濟效益高；l 綠色環(huán)保，勞動條件好；l 有利于鐵路沿線實現(xiàn)電氣化。2.請簡述電氣化鐵路存在的問題l 造成電力網(wǎng)的負序電流和負序電壓，產(chǎn)生高次諧波及功率因數(shù)低等；l 一次投資大；l 對通信線路有干擾；l 接觸網(wǎng)檢修需要開“天窗”。3.請簡述電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)的基本要求電氣化 鐵道供電系統(tǒng)基本

23、要求是： (1)保證向電氣化鐵路安全、可靠、不間斷地供電; (2)提高供電質(zhì)量,保證必須的電壓水平; (3)提高功率因數(shù),減少電能損失,降低工程投資和運營費用;(4)盡量減少單相牽引負荷在電力系統(tǒng)中引起的負序電流、負序電壓和高次諧波的影響; (5)盡量減小對鄰近的通信線路的干擾影響。 第一章一.判斷題1電力系的電壓波動值：就是電壓偏離額定值或平均值的電壓差。 （ ）2電力牽引的交流制就是牽引網(wǎng)供電電流為直流的電力牽引電流制 （ × ）3由于鐵路電力牽引屬于二級負荷，所以牽引變電所須由兩路高壓輸電線供電。（ × ）4單相結(jié)線牽引變電所的優(yōu)點之一是：牽引變壓器的容量利用率（額定

24、輸出容量與額定容量之比值）可達100%； （ ）5單相結(jié)線牽引變電所的優(yōu)點之一是：對電力系統(tǒng)的負序影響最小。 （ × ）6我國電氣化鐵路采用工頻單相 25 kV交流制。 （ ）二填空題1 牽引變電所一次側(cè)(電源側(cè))的供電方式,可分為（ 一邊）供電、兩邊供電和環(huán)形供電.2牽引變電所一次側(cè)(電源側(cè))的供電方式,可分為一邊供電、（ 兩邊）供電和環(huán)形供電.3牽引變電所一次側(cè)(電源側(cè))的供電方式,可分為一邊供電、兩邊供電和（ 環(huán)形）供電.4電力牽引接牽引網(wǎng)供電電流的種類可分為：（ 直流 ）制、低頻單相交流制和工頻單相交流制。5電力牽引接牽引網(wǎng)供電電流的種類可分為：直流制、（ 低頻 ）單相交流制

25、和工頻單相交流制。6電力牽引接牽引網(wǎng)供電電流的種類可分為：直流制、低頻單相交流制和（ 工頻 ）單相交流制。7電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)的高壓進線供電方式中兩邊供電方式為：牽引變電所的電能由電力系統(tǒng)（電網(wǎng)）中（ 兩個 ）方向的發(fā)電廠送電。8電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)的高壓進線供電方式中（ 兩邊 ）供電方式為：牽引變電所的電能由電力系統(tǒng)（電網(wǎng)）中兩個方向的發(fā)電廠送電。9電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)的高壓（ 進線 ）供電方式中兩邊供電方式為：牽引變電所的電能由電力系統(tǒng)（電網(wǎng)）中兩個方向的發(fā)電廠送電。10單相結(jié)線牽引變電所的優(yōu)點之一是：（ 主接線 ）簡單，故障少，設(shè)備少，占地面積小，投資省等。11單相結(jié)線牽引變電所

26、的優(yōu)點之一是：主接線簡單，故障少，設(shè)備少，占地面積（ 小 ），投資省等。12單相V，V結(jié)線牽引變電所其缺點是：當(dāng)一臺牽引變壓器（ 故障 ）時，另一臺必須跨相供電，即兼供左、右兩邊供電臂的牽引網(wǎng)。這就需要一個倒閘過程。13單相V，V結(jié)線牽引變電所其缺點是：當(dāng)一臺牽引變壓器故障時，另一臺必須（ 跨相 ）供電，即兼供左、右兩邊供電臂的牽引網(wǎng)。這就需要一個倒閘過程。14單相V，V結(jié)線牽引變電所其缺點是：當(dāng)一臺牽引變壓器故障時，另一臺必須跨相供電，即兼供左、右（ 兩邊 ）供電臂的牽引網(wǎng)。這就需要一個倒閘過程。15三相V，V結(jié)線牽引變電所的優(yōu)點是：克服了（ 單相 ）V,V結(jié)線牽引變電所的缺點。最可取的是解

27、決了單相V，V結(jié)線牽引變電所不便于采用固定備用及其自動投入的問題。16三相V，V結(jié)線牽引變電所的優(yōu)點是：克服了單相V,V結(jié)線牽引變電所的缺點。最可取的是解決了單相V，V結(jié)線牽引變電所不便于采用固定備用及其自動（ 投入 ）的問題。17三相V，V結(jié)線牽引變電所的優(yōu)點是：克服了單相V,V結(jié)線牽引變電所的（ 缺點 ）。最可取的是解決了單相V，V結(jié)線牽引變電所不便于采用固定備用及其自動投入的問題。三選擇題1為確保電力機車牽引列車正常運行，應(yīng)適當(dāng)選擇牽引變電所主變壓器分接開關(guān)的運行位，使?fàn)恳齻?cè)母線空載電壓保持:（ A ）。A 直接供電方式: 28 kV29 kV之間；AT供電方式:56 kV58 kV之間

28、B 直接供電方式: 25 kV27.5 kV之間；AT供電方式:56 kV58 kV之間C 直接供電方式: 21 kV25 kV之間；AT供電方式:56 kV58 kV之間D以上答案都不對。2工頻單相交流制的優(yōu)點之一是：與國家電力行業(yè)接軌，易于標(biāo)準(zhǔn)化。采用50Hz工頻，使得牽引供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和設(shè)備大為簡化，牽引變電所只要選擇適宜的牽引變壓器，就可以完成（ C ）A.降壓、供電的功能。B 升壓、分相、供電的功能。C降壓、分相、供電的功能。D以上答案都不對。3低頻單相交流制牽引網(wǎng)供電電流頻率為：（ B ）。 A30Hz，或25HzB Hz，或25HzCC.30Hz，或50HzDD.以上答案都不對。

29、四. 簡答題1. 請簡述工頻單相交流制電氣化鐵路的優(yōu)點l 與國家電力行業(yè)接軌，易于標(biāo)準(zhǔn)化。采用50Hz工頻，使得牽引供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和設(shè)備大為簡化，牽引變電所只要選擇適宜的牽引變壓器，就可以完成降壓、分相、供電的功能。l 接觸網(wǎng)額定電壓較高，其中通過的電流相對較小。從而使接觸網(wǎng)導(dǎo)線截面減小、結(jié)構(gòu)簡化，牽引變電所之間的距離延長、數(shù)目減少，工程投資和金屬消耗量降低。l 電能損失和運營費用少。l 電力機車采用直流串激牽引電動機，牽引性能好，運行可靠。2.請簡述單相結(jié)線牽引變電所的優(yōu)點l 牽引變壓器的容量利用率（額定輸出容量與額定容量之比值）可達100%；l 主接線簡單，故障少，設(shè)備少，占地面積小，投資

30、省等。3.請簡述單相結(jié)線牽引變電所的缺點l 對電力系統(tǒng)的負序影響最大;l 不能供應(yīng)地區(qū)和牽引變電所三相負荷用電；l 不能實現(xiàn)接觸網(wǎng)的兩邊供電。4.請簡述單相V，V結(jié)線牽引變電所的優(yōu)點l 牽引變壓器的容量利用率可達100%；主接線簡單，設(shè)備少，占地面積小，投資省.l 對電力系統(tǒng)的負序影響比單相結(jié)線小；l 在正常運行時，牽引側(cè)保持三相，所以可供應(yīng)牽引變電所自用電和地區(qū)用電；l 可同時向左右兩邊供電臂的牽引網(wǎng)供電。 五計算題1已知某牽引變電所主變壓器高壓繞組的電壓分接范圍，變比和級數(shù)如下表所示，如系統(tǒng)電壓為100000V。若分接開關(guān)選用第III位運行，則牽引側(cè)母線空載電壓為多少？分接 各相抽 高壓側(cè)

31、 低壓側(cè) 位置 頭聯(lián)接 電壓(V) 電壓(V) 變比I. 2-3 115500 27500 4.2II. 3-4 112750 27500 4.1III. 4-5 110000 27500 4.0IV. 5-6 107250 27500 3.9V. 6-7 104500 27500 3.8答案：U=25000V2已知某牽引變電所主變壓器高壓繞組的電壓分接范圍，變比和級數(shù)如下表所示，如系統(tǒng)電壓為110000V。若分接開關(guān)選用第I位運行，則牽引側(cè)母線空載電壓為多少？分接 各相抽 高壓側(cè) 低壓側(cè) 位置 頭聯(lián)接 電壓(V) 電壓(V) 變比I. 2-3 115500 27500 4.2II. 3-4

32、112750 27500 4.1III. 4-5 110000 27500 4.0IV. 5-6 107250 27500 3.9V. 6-7 104500 27500 3.8答案：U=26190V第二章一.判斷題1對于三相YN，dll結(jié)線牽引變壓器當(dāng)兩供電臂負荷電流大小相等時，重負荷繞組的電流大約是輕負荷繞組的電流的3倍。 （ ）2三相 YN，d11結(jié)線牽引變電所的缺點之一是：不能供應(yīng)牽引變電所自用電和地區(qū)三相電力。 （ × ）3斯科特結(jié)線牽引變壓器的容量利用率：M和T座兩供電臂負荷電流大小相等、功率因數(shù)也相等的條件下，變壓器的容量利用率=85% （ × ）4斯科特結(jié)線牽

33、引變電所的優(yōu)點之一是：當(dāng)M座和T座兩供電臂負荷電流大小相等、功率因數(shù)也相等時，斯科特結(jié)線變壓器原邊三相電流對稱。不存在負序電流； （ ）5一邊供電:接觸網(wǎng)供電分區(qū)由兩個牽引變電所從兩邊供應(yīng)電能。 （ × ）6最簡單的牽引網(wǎng)是由饋電線、接觸網(wǎng)、軌道和大地、回流線構(gòu)成的供電網(wǎng)的總稱。（ ）二填空題三相 YN，d11結(jié)線牽引變電所的缺點是：牽引變壓器容量不能得到（充分）利用。牽引變壓器的輸出容量只能達到其額定容量的756，引人溫度系數(shù)也只能達到84。三相 YN，d11結(jié)線牽引變電所的缺點是：牽引變壓器容量不能得到充分利用。牽引變壓器的輸出容量只能達到其額定容量的756，引人（溫度）系數(shù)也只

34、能達到84。三相 YN，d11結(jié)線牽引變電所的缺點是：牽引變壓器容量不能得到充分利用。牽引變壓器的（輸出）容量只能達到其額定容量的756，引人溫度系數(shù)也只能達到84。三相 YN，d11結(jié)線牽引變電所的優(yōu)點之一是：對接觸網(wǎng)可實現(xiàn)兩邊（供電）。5三相 YN，d11結(jié)線牽引變電所的優(yōu)點之一是：對（接觸網(wǎng)）可實現(xiàn)兩邊供電。6M和T座兩供電臂負荷電流大?。ㄏ嗟龋⒐β室驍?shù)也相等的條件下，斯科特結(jié)線牽引變壓器原邊三相電流大小相等、相位互差1200，即原邊三相電流對稱。M和T座兩供電臂負荷電流大小相等、功率因數(shù)也相等的條件下，斯科特結(jié)線牽引變壓器原邊三相電流大?。ㄏ嗟龋?、相位互差1200，即原邊三相電流對稱

35、。M和T座兩供電臂負荷電流大小相等、功率因數(shù)也相等的條件下，斯科特結(jié)線牽引變壓器原邊三相電流大小相等、相位互差1200，即原邊三相電流（對稱）。斯科特結(jié)線牽引變壓器制造難度較大，造價（較高）。牽引變電所主接線復(fù)雜，設(shè)備較多，工程投資也較多。維護、檢修工作量及相應(yīng)的費用也有所增加。10斯科特結(jié)線牽引變壓器制造難度較大，造價較高。牽引變電所主接線（復(fù)雜），設(shè)備較多，工程投資也較多。維護、檢修工作量及相應(yīng)的費用也有所增加。11同相一邊并聯(lián)供電是：在每個供電臂的末端，將上、下行接觸網(wǎng)( 聯(lián)通 )。這種供電方式稱為同相一邊并聯(lián)供電，也稱上、下行串聯(lián)供電。12同相一邊并聯(lián)供電是：在每個供電臂的( 末端 )

36、，將上、下行接觸網(wǎng)聯(lián)通。這種供電方式稱為同相一邊并聯(lián)供電，也稱上、下行串聯(lián)供電。13同相一邊并聯(lián)供電是：在每個供電臂的末端，將上、下行( 接觸網(wǎng) )聯(lián)通。這種供電方式稱為同相一邊并聯(lián)供電，也稱上、下行串聯(lián)供電。三選擇題1最簡單的牽引網(wǎng)是由( A )構(gòu)成的供電網(wǎng)的總稱。D 饋電線、接觸網(wǎng)、軌道和大地、回流線E 饋電線、接觸網(wǎng)、軌道和回流線F 接觸網(wǎng)、軌道和大地、回流線D以上答案都不對。2接觸網(wǎng)包括：（ C ）。C 接觸線，饋電線,承力索，吊弦等D 接觸線，承力索，回流線,吊弦等E 接觸線，承力索，吊弦等D以上答案都不對。3對于三相YN，dll結(jié)線牽引變壓器當(dāng)兩供電臂負荷電流大小相等時，重負荷繞組

37、的電流大約是輕負荷繞組的電流的（ B ）。 A0.3倍B3倍 C1.3倍F 以上答案都不對。四. 簡答題1.請簡述三相 YN，d11結(jié)線牽引變電所的優(yōu)點l 牽引變壓器低壓側(cè)保持三相，有利于供應(yīng)牽引變電所自用電和地區(qū)三相電力；l 在兩臺牽引變壓器并聯(lián)運行的情況下，當(dāng)一臺停電時，供電不會中斷，運行可靠方便。能很好地適應(yīng)山區(qū)單線電氣化鐵路牽引負載不均衡的特點；l 對接觸網(wǎng)可實現(xiàn)兩邊供電。2.請簡述斯科特結(jié)線牽引變電所的優(yōu)點l 當(dāng)M座和T座兩供電臂負荷電流大小相等、功率因數(shù)也相等時，斯科特結(jié)線變壓器原邊三相電流對稱。不存在負序電流；l 變壓器容量可全部利用；l 能供應(yīng)牽引變電所自用電和站區(qū)三相電力；l

38、 對接觸網(wǎng)的供電可實現(xiàn)兩邊供電。3.請簡述斯科特結(jié)線牽引變電所的缺點l 斯科特結(jié)線牽引變壓器制造難度較大，造價較高。牽引變電所主接線復(fù)雜，設(shè)備較多，工程投資也較多。維護、檢修工作量及相應(yīng)的費用也有所增加。l 斯科特結(jié)線牽引變壓器原邊T接點（O點）電位隨負載變化而產(chǎn)生漂移。嚴(yán)重時有零序電流流經(jīng)電力網(wǎng)。第三章一.判斷題1機車電流是周期性的非正弦波 （ ）2電力機車功率因數(shù)平均為：0.6-0.75 （ × ）3電力機車功率因數(shù)平均為： （ ）4牽引變電所容量計算和選擇，就是指牽引變壓器容量的計算和選擇。一般分三個步驟進行。 （ ）5牽引變電所容量計算和選擇，就是指牽引變壓器容量的計算和選擇

39、。一般分兩個步驟進行。 （ × ）二填空題 電力機車功率因數(shù)平均為：（ ） 機車電流是周期性的（ 非 ）正弦波。機車電流是（ 周期 ）性的非正弦波。列車用電有效電流的公式為：（ ）。5牽引變壓器校核容量的計算條件：應(yīng)用非平行運行圖區(qū)間通過能力 ( )來校核。重負荷臂按對應(yīng)于非平行運行圖區(qū)間通過能力 （或按線路輸送能力）的95列車數(shù)概率積分最大值來計算供電臂最大短時電流（簡稱最大電流），輕負荷臂取對應(yīng) （或線路輸送能力）的供電臂有效電流。 6牽引變壓器校核容量的計算條件：應(yīng)用非平行運行圖區(qū)間通過能力 來( 校核 )。重負荷臂按對應(yīng)于非平行運行圖區(qū)間通過能力 （或按線路輸送能力）的95列

40、車數(shù)概率積分最大值來計算供電臂最大短時電流（簡稱最大電流），輕負荷臂取對應(yīng) （或線路輸送能力）的供電臂有效電流。 7牽引變壓器校核容量的計算條件：應(yīng)用非平行運行圖區(qū)間通過能力 來校核。重負荷臂按對應(yīng)于非平行運行圖區(qū)間通過能力 ( ) （或按線路輸送能力）的95列車數(shù)概率積分最大值來計算供電臂最大短時電流（簡稱最大電流），輕負荷臂取對應(yīng) （或線路輸送能力）的供電臂有效電流。 8牽引變壓器校核容量的計算條件：應(yīng)用非平行運行圖區(qū)間通過能力 來校核。重負荷臂按對應(yīng)于非平行運行圖區(qū)間通過能力 （或按線路輸送能力）的95列車數(shù)概率積分最大值來計算供電臂( 最大 )短時電流（簡稱最大電流），輕負荷臂取對應(yīng)

41、（或線路輸送能力）的供電臂有效電流。 9列車用電有效電流系數(shù)等于（ ）。三選擇題1當(dāng)采用近期運量計算時，計算列車數(shù)N的計算條件為：( A )。GBCD以上答案都不對。2當(dāng)需要輸送能力接近線路輸送能力時，計算列車數(shù)N的計算條件為：（ B )。ABCD以上答案都不對。四. 簡答題1.請簡述牽引網(wǎng)向電力機車的供電方式種類牽引網(wǎng)向電力機車的供電方式有：直接供電（DF）方式、帶回流線的直接供（DN）電方式、自耦變壓器（AT）供電方式、吸流變壓器（BT）供電方式和同軸電力電纜（CC）供電方式等。2.請簡述牽引變電所容量計算和選擇的三個步驟牽引變電所容量計算和選擇，就是指牽引變壓器容量的計算和選擇。一般分三

42、個步驟進行。 按給定的計算條件求出牽引變壓器供應(yīng)牽引負荷所必須的最小容量，稱為計算容量。按列車緊密運行時供電臂的有效電流與充分利用牽引變壓器的過負荷能力，求出所需要的容量，稱為校核容量。確保牽引變壓器安全運行所必須的容量。根據(jù)計算容量和校核容量，再考慮其他因素（如備用方式等），最后按實際系列產(chǎn)品的規(guī)格選定牽引變壓器的臺數(shù)和容量，稱為安裝容量或設(shè)計容量。3.請簡述列車用電量的計算條件1)一般對于不同類型的列車，都按滿載貨物列車考慮。2)當(dāng)電力牽引的旅客列車數(shù)比例較大時，或上（下）行方向空載車數(shù)比例很大時，也可按實際的客、貨、空列車的用電量計算。4.請簡述列車電流的基本特征牽引變電所的負荷主要是電

43、力牽引列車。與電力系統(tǒng)的負荷相比有很大的差別，其特點有：列車以變化的速度沿線路運行，即牽引負荷的位置是移動的。牽引負荷的大小隨線路坡度。列車密度等因素而發(fā)生很大的變化，當(dāng)列車上大陡坡車密集運行時則負荷電流大，反之則負荷電流小以至為零，牽引變壓器負荷率很低。列車可以在供電分區(qū)任意分布，即牽引負荷在供電分區(qū)任意分布。由于采用整流器式電力機車，接觸網(wǎng)電流變?yōu)榉钦也?。以上這些特點，使?fàn)恳╇娪嬎阕兊孟喈?dāng)復(fù)雜。5.請簡述列車用電平均電流I ：列車在計算區(qū)段內(nèi)運行時，在用電運行時間內(nèi)，列車瞬時電流的平均值。即：6.請簡述列車用電均方根電流列車用電均方根電流 ， 也叫列車用電有效電流，為五. 計算題1.某

44、單線區(qū)段，近期年運量 ，牽引定數(shù)G2100噸， 波動系數(shù) ，儲備系數(shù) ，非平行列車運行圖區(qū)間通過能力 。牽引計算結(jié)果：供電臂 l - n3，供電臂 2 - n3，求：三相牽引變電所主變壓器采用移動備用時的安裝容量。答案：2X10000(KVA)2.某單線區(qū)段，近期年運量 ，牽引定數(shù)G3000噸， 波動系數(shù) ，儲備系數(shù) ，非平行列車運行圖區(qū)間通過能力 。牽引計算結(jié)果：供電臂 l - n3，供電臂 2 - n3，求：三相牽引變電所主變壓器采用移動備用時的安裝容量。答案：2X10000(KVA)第四章一.判斷題1導(dǎo)線對交流電流的電阻稱為交流電阻（有效電阻）。 （ ）2導(dǎo)線對交流電流的電阻稱為直流電阻

45、（有效電阻）。 （ × ）二填空題1對于工頻和牽引網(wǎng)中應(yīng)用的截面不太大的鋁、銅等非磁性導(dǎo)線，有效系數(shù)有:（ ）2導(dǎo)線則等效半徑為：（ ）。三. 計算題1.已知土壤電導(dǎo)率為：10-4 ，f=50Hz,求：等效地回線的入地深度Dg。答案：932.4m2.已知土壤電導(dǎo)率為：10-3 ，f=50Hz,求：等效地回線的入地深度Dg。答案：294.9m3. 已知f50 Hz, ,Dg=900m,r=0.2 求：任何導(dǎo)線-地回路的單位自阻抗。答案：0.25+j0.7324. 已知f50 Hz, ,Dg=500m,r=0.1 求：任何導(dǎo)線-地回路的單位自阻抗。答案：0.15+j0.6955. 已知f

46、50 Hz,d12=0.9m ,Dg=900m, 求：回路1，2的單位互阻抗。答案：0.05+j0.4356. 已知f50 Hz,d12=0.9m ,Dg=500m, 求：回路1，2的單位互阻抗。答案：0.05+j0.398第五章一.判斷題1.雙線牽引網(wǎng)有三條基本回路。 （ ）2.雙線牽引網(wǎng)有兩條基本回路。 （ × ）二填空題1.雙線電氣化鐵路，上、下行鐵路的接觸網(wǎng)通常是并聯(lián)。雙線牽引網(wǎng)有三條基本回路： (1)上行接觸網(wǎng)等值導(dǎo)線-地回路， (2)下行接觸網(wǎng)等值導(dǎo)線-地回路， (3)等值( 軌道 )網(wǎng)-地回路。2.雙線電氣化鐵路，上、下行鐵路的接觸網(wǎng)通常是并聯(lián)。雙線牽引網(wǎng)有三條基本回路

47、： (1)( 上行 )接觸網(wǎng)等值導(dǎo)線-地回路， (2)下行接觸網(wǎng)等值導(dǎo)線-地回路， (3)等值軌道網(wǎng)-地回路。3.雙線電氣化鐵路，上、下行鐵路的接觸網(wǎng)通常是并聯(lián)。雙線牽引網(wǎng)有三條基本回路： (1)上行( 接觸網(wǎng) )等值導(dǎo)線-地回路， (2)下行接觸網(wǎng)等值導(dǎo)線-地回路， (3)等值軌道網(wǎng)-地回路。4.雙線電氣化鐵路，上、下行鐵路的接觸網(wǎng)通常是并聯(lián)。雙線牽引網(wǎng)有三條基本回路： (1)上行接觸網(wǎng)等值導(dǎo)線-地回路， (2)下行接觸網(wǎng)等值導(dǎo)線-( 地回路 )， (3)等值軌道網(wǎng)-地回路。5.雙線牽引網(wǎng)有( 三 )條基本回路。6.雙線牽引網(wǎng)有三條基本( 回路 ) 。三. 計算題1.已知一段雙線電氣化鐵路，

48、上、下行接觸網(wǎng)完全相等，接觸網(wǎng)采用單鏈形懸掛，接觸線參數(shù)為 承力索參數(shù)為接觸觸線距軌面平均高度 H5800mm;接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)高度 h= 1300mm;承力索弛度fc600mm；鋼軌為 50 kg/m， R96·5 mm，dg1435 mm；大地電導(dǎo)率兩線路軌道中心距離為5m。求：上、下行線路接觸網(wǎng)的等值導(dǎo)線一地回路的自阻抗Z1與Z2。 答案：Z1=Z2=0.233+j0.6792.已知一段雙線電氣化鐵路，上、下行接觸網(wǎng)完全相等，接觸網(wǎng)采用單鏈形懸掛，接觸線參數(shù)為 承力索參數(shù)為接觸觸線距軌面平均高度 H5800mm;接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)高度 h= 1300mm;承力索弛度fc600mm；鋼軌為 5

49、0 kg/m， R96·5 mm，dg1435 mm；大地電導(dǎo)率兩線路軌道中心距離為5m。求：軌道網(wǎng)-地回路的自阻抗Z3。 答案：Z3=0.095+j0.4573.已知一段雙線電氣化鐵路，上、下行接觸網(wǎng)完全相等，接觸網(wǎng)采用單鏈形懸掛，接觸線參數(shù)為 承力索參數(shù)為接觸觸線距軌面平均高度 H5800mm;接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)高度 h= 1300mm;承力索弛度fc600mm；鋼軌為 50 kg/m， R96·5 mm，dg1435 mm；大地電導(dǎo)率兩線路軌道中心距離為5m。求：上、下行線接觸網(wǎng)的等值導(dǎo)線-地回路1與2的互阻抗Z12。答案：Z12=0.05+j0.3294.已知一段雙線電氣化

50、鐵路，上、下行接觸網(wǎng)完全相等，接觸網(wǎng)采用單鏈形懸掛，接觸線參數(shù)為 承力索參數(shù)為接觸觸線距軌面平均高度 H5800mm;接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)高度 h= 1300mm;承力索弛度fc600mm；鋼軌為 50 kg/m， R96·5 mm，dg1435 mm；大地電導(dǎo)率兩線路軌道中心距離為5m。求：上、下行線接觸網(wǎng)的等值導(dǎo)線-地回路 1、2分別與軌道網(wǎng)-地回路 3的互阻抗Z 13、Z23。 答案：Z13=Z23=0.05+j0.3075.已知一段雙線電氣化鐵路的相關(guān)參數(shù)：l 上、下行線路接觸網(wǎng)的等值導(dǎo)線一地回路的自阻抗Z1=Z2=0.233+j0.679；l 軌道網(wǎng)-地回路的自阻抗Z3=0.095+j0.457；l 上、下行線接觸網(wǎng)的等值導(dǎo)線-地回路1與2的互阻抗Z12=0.05+j0.329；l 上、下行線接觸網(wǎng)的等值導(dǎo)線-地回路 1、2分別與軌道網(wǎng)-地回路 3的互阻抗Z13=Z23=0.05+j0.307。求：線路I牽引網(wǎng)的自阻抗ZI。 答案：ZI=0.209+j0.4736.已知一段雙線電氣化鐵路的相關(guān)參數(shù)：l 上、下行線路接觸網(wǎng)的等值導(dǎo)線一地回路的自阻抗Z1