2025年《城市軌道交通供電》習題庫及答案一、選擇題（每題2分，共30分）1.城市軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)中，下列哪種供電制式更適用于長距離、大運量線路？A.DC750V第三軌供電B.DC1500V接觸網供電C.AC25kV接觸網供電D.DC600V架空線供電答案：B2.牽引變電所中，整流機組的主要功能是將（）轉換為適合電動車組使用的直流電。A.三相交流電B.單相交流電C.高頻交流電D.脈沖直流電答案：A3.剛性接觸網與柔性接觸網相比，其主要優(yōu)點是（）。A.彈性均勻性好B.結構簡單、維護量小C.適用于大跨度區(qū)間D.導線張力調節(jié)方便答案：B4.雜散電流防護的“堵”策略主要指（）。A.提高鋼軌對地絕緣電阻B.在結構鋼筋中設置排流網C.采用涂層鋼軌D.安裝鋼軌電位限制裝置答案：A5.再生制動能量回收時，若牽引網電壓未超過允許值，能量會（）。A.被電阻消耗B.反饋至上級電網C.存儲于車載超級電容D.供同一供電區(qū)間其他列車使用答案：D6.地鐵牽引變電所的中壓網絡通常采用（）接線方式以提高供電可靠性。A.單母線分段B.環(huán)形C.放射式D.橋型答案：B7.接觸網定位裝置的主要作用是（）。A.固定接觸線位置，限制其橫向移動B.承受接觸線張力C.傳遞電流至受電弓D.調節(jié)接觸線高度答案：A8.鋼軌電位限制裝置的動作閾值通常設置為（）。A.50V～90VB.150V～200VC.250V～300VD.380V～400V答案：A9.電纜線路與架空線路相比，其劣勢主要體現(xiàn)在（）。A.可靠性低B.維護成本高C.傳輸容量小D.受環(huán)境影響大答案：B10.饋線保護中，電流增量保護（ΔI保護）主要用于（）。A.短路故障快速切除B.過負荷保護C.接觸網斷線保護D.鋼軌電位異常保護答案：A11.下列哪項不屬于牽引供電系統(tǒng)外部電源的供電方式？A.集中供電B.分散供電C.混合供電D.自耦變壓器供電答案：D12.剛性接觸網的匯流排通常采用（）材質以提高導電性能。A.鋁合金B(yǎng).銅C.鋼芯鋁絞線D.不銹鋼答案：A13.雜散電流監(jiān)測系統(tǒng)的核心參數(shù)是（）。A.鋼軌對地電壓B.結構鋼筋中的電流密度C.牽引網電壓波動D.整流器輸出電流答案：B14.再生制動能量地面儲能裝置多采用（）以實現(xiàn)快速充放電。A.鉛酸電池B.鋰離子電池C.超級電容D.飛輪儲能答案：C15.接觸網電分段的主要目的是（）。A.限制短路電流范圍B.便于停電檢修C.平衡各供電區(qū)間負荷D.提高接觸線機械強度答案：A二、判斷題（每題1分，共10分）1.城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)的電壓等級越高，電能傳輸效率一定越高。（×）2.剛性接觸網因無承力索，故適用于隧道等空間受限場景。（√）3.雜散電流僅會對地鐵結構鋼筋產生腐蝕，不會影響外部埋地管線。（×）4.牽引變電所的主變壓器通常采用Dyn11接線，以抑制三次諧波。（√）5.接觸網的拉出值設置是為了使受電弓滑板均勻磨耗。（√）6.鋼軌電位限制裝置動作后會永久斷開鋼軌與地的連接。（×）7.電纜線路的外護套主要作用是提高導電性能。（×）8.再生制動能量回收效率與列車運行密度無關。（×）9.柔性接觸網的彈性吊弦可改善接觸線的彈性均勻性。（√）10.直流饋線保護中，大電流脫扣保護（IΔt保護）主要用于過載保護。（×）三、簡答題（每題5分，共50分）1.簡述城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)的組成。答：主要由外部電源、中壓供電網絡、牽引變電所、牽引網（接觸網/第三軌）、回流系統(tǒng)五部分組成。外部電源提供110kV或35kV交流電；中壓網絡通過環(huán)網電纜連接各牽引變電所；牽引變電所內整流機組將交流電轉換為DC1500V或DC750V直流電；牽引網將電能輸送至列車；回流系統(tǒng)通過鋼軌將電流返回牽引變電所負極。2.說明DC1500V供電制式相比DC750V的優(yōu)勢。答：DC1500V制式電壓更高，相同功率下牽引電流更小，可降低接觸網/第三軌的截面積，減少線路損耗；適用于長距離、大編組列車（如6-8編組），提高運輸能力；牽引變電所間距更大（約2-3km），減少變電所數(shù)量，降低建設成本。3.接觸網分段絕緣器的作用及設置原則。答：作用是將接觸網分成獨立的電氣分段，便于某段停電檢修時其他區(qū)段正常供電；限制短路故障范圍，減少停電影響。設置原則：在車站兩端、車輛段與正線銜接處、不同供電分區(qū)交界處；需滿足機械強度要求，且與受電弓接觸時不產生拉弧。4.雜散電流的產生機理及主要防護措施。答：產生機理：牽引電流經鋼軌回流時，因鋼軌對地絕緣不良（存在過渡電阻），部分電流泄漏至大地，形成雜散電流，經結構鋼筋或埋地管線返回牽引變電所負極。防護措施：“堵”（提高鋼軌絕緣性能，采用絕緣軌距塊、絕緣墊）、“排”（設置雜散電流收集網，將泄漏電流引回負極）、“監(jiān)測”（安裝在線監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)控雜散電流水平）。5.牽引變電所主接線形式的選擇依據(jù)有哪些？答：主要依據(jù)包括：供電可靠性要求（地鐵需雙電源進線，采用單母線分段接線）；運行靈活性（便于設備檢修和倒閘操作）；經濟性（減少設備數(shù)量和占地面積）；短路電流水平（限制短路電流對設備的沖擊）；與中壓環(huán)網的匹配性（確保環(huán)網潮流合理分配）。6.再生制動能量利用的三種主要方式及其適用場景。答：（1）反饋電網：當牽引網電壓未超過上限時，能量通過整流機組逆變?yōu)榻涣麟姺答佒辽霞夒娋W，適用于多列車同步再生制動且電網具備接納能力的場景；（2）車載儲能：在列車上安裝超級電容或蓄電池，存儲再生能量供本車牽引使用，適用于站間距短、啟停頻繁的線路；（3）地面儲能：在牽引變電所設置儲能裝置（如超級電容），存儲能量供同一供電分區(qū)列車使用，適用于線路負荷波動大、再生能量集中的區(qū)段。7.鋼軌電位限制裝置（OVPD）的功能及動作邏輯。答：功能：限制鋼軌對地電位，防止因鋼軌電位過高（如短路故障或回流不暢時）對人員和設備造成危害。動作邏輯：當鋼軌電位超過設定閾值（通常50-90V）時，裝置立即閉合，將鋼軌與地短接；若持續(xù)超過閾值一定時間（如1秒），裝置保持閉合；當電位降至安全值以下時，裝置自動斷開，恢復鋼軌絕緣狀態(tài)。8.電纜線路與架空接觸網相比，在地鐵供電中的優(yōu)缺點。答：優(yōu)點：受環(huán)境影響?。o風雪、鳥類等干擾），安全性高（無外露導線），美觀性好（埋設于隧道或地下）；缺點：建設成本高（需電纜溝或排管），維護難度大（故障定位和修復時間長），散熱條件差（需考慮載流量降容），機械強度較低（易受外力破壞）。9.直流饋線保護配置的主要類型及各自作用。答：（1）大電流脫扣保護（IΔt）：瞬時切除近端短路故障（如接觸網斷線），動作時間＜20ms；（2）電流增量保護（ΔI）：檢測電流變化率，區(qū)分短路故障與列車啟動沖擊電流，動作時間約50-100ms；（3）過電流保護（定時限過流）：用于遠端短路或過載保護，動作時間可整定；（4）低電壓保護：當牽引網電壓低于設定值時，判斷是否存在短路故障，配合其他保護動作；（5）雙邊聯(lián)跳保護：當某牽引變電所饋線保護動作時，聯(lián)跳相鄰變電所對應饋線，防止故障電流倒灌。10.地鐵供電系統(tǒng)與國鐵（電氣化鐵路）供電系統(tǒng)的主要區(qū)別。答：（1）供電制式：地鐵采用DC1500V/DC750V直流制式，國鐵采用AC25kV工頻單相交流制式；（2）負荷特性：地鐵列車啟停頻繁、負荷波動大，國鐵列車持續(xù)運行、負荷相對穩(wěn)定；（3）供電距離：地鐵牽引變電所間距短（2-3km），國鐵牽引變電所間距長（50-100km）；（4）接觸網結構：地鐵多采用剛性接觸網（隧道內）或第三軌，國鐵均為柔性接觸網；（5）雜散電流防護：地鐵因走行軌兼作回流軌且埋地結構多，需嚴格防護雜散電流，國鐵回流軌獨立（架空地線），雜散電流影響較小。四、綜合分析題（每題10分，共20分）1.某地鐵線路開通后，部分區(qū)段列車受電弓頻繁拉弧，導致接觸線局部燒蝕。請分析可能原因及解決措施。答：可能原因：（1）接觸線高度變化率過大（如吊弦松弛、定位器坡度不符合要求），導致受電弓與接觸線接觸壓力波動；（2）接觸線拉出值設置不合理（過大或過?。茈姽迤ズ蠼佑|不良；（3）接觸網彈性不均勻（柔性接觸網承力索張力不足、彈性吊弦失效），列車高速運行時接觸線抬升量不一致；（4）接觸線表面有硬點（如接頭處不平、異物附著），受電弓通過時產生沖擊；（5）牽引網電壓波動大（如變電所容量不足、饋線電纜阻抗過高），導致電流突變引發(fā)拉弧。解決措施：（1）測量接觸線高度和拉出值，調整吊弦長度和定位器角度，確?！爸弊种捣显O計（通常200-300mm）；（2）檢查承力索和接觸線張力，更換失效的彈性吊弦，改善接觸網彈性均勻性；（3）打磨接觸線硬點，清理表面異物，修復或更換磨損超限的接觸線；（4）校核牽引變電所容量和饋線電纜截面，必要時增設備用整流機組或加粗電纜，降低電壓降；（5）安裝接觸網動態(tài)監(jiān)測裝置（如弓網在線監(jiān)測系統(tǒng)），實時監(jiān)控弓網接觸狀態(tài)，提前預警異常。2.某地鐵牽引變電所雜散電流監(jiān)測系統(tǒng)顯示結構鋼筋電流密度超標（＞0.1mA/cm2），請列出排查步驟及處理方案。答：排查步驟：（1）檢查鋼軌對地絕緣性能：測量鋼軌與隧道結構之間的絕緣電阻（正常應＞15Ω·km），重點排查軌距塊、絕緣墊是否破損，軌枕螺栓是否銹蝕導致接地；（2）檢測雜散電流收集網：檢查收集網與結構鋼筋的連接是否可靠，排流柜運行狀態(tài)（如恒電位儀是否正常工作），測量收集網電流是否達標；（3）分析牽引負荷分布：查看列車運行圖，確認是否存在某時段列車集中再生制動，導致鋼軌電位異常升高，加劇雜散電流泄漏；（4）排查外部干擾：檢查附近是否有其他直流系統(tǒng)（如地鐵其他線路、城市輕軌）的雜散電流串入；（5）驗證監(jiān)測系統(tǒng)：校準雜散電流傳感器和數(shù)據(jù)采集裝置，排除測量誤差。處理方案：（1）更換破損的絕緣部件（如軌距塊、絕緣墊