城市供电系统的基本组成分析 一、系统简要介绍 (1) 二、系统包含的要素 (1) 三、各要素的作用及其相互联系 (2) 四、系统的特征 (3) 五、系统结构（图） (4) 六、系统的基本运动规律 (4) 七、参考文献 (5) 一、系统简要介绍 城市供电系统（power supply system）由城市供电电源，输配电网和电能用户组成的总体。是为现代城市提供能源的基础设施之一。城市供电系统由供电电源、各级电压的电力网络组成的系统，城市供电系统规划是城市总体规划的组成部分。 二、系统包含的要素 1、供电电源： 城市供电电源——为城市提供电能来源的发电厂和接受市域外电力系统电能的电源变电所总称。城市电源工程主要有城市电厂、区域变电所(站)等电源设施。城市电厂是专为本城市服务：火力发电厂、水力发电厂(站)区域变电所(站)是区域电网上供给城市电源所接入的变电所(站)。 2、输配电网 城市输配电网络工程，由城市输送电网与配电网组成。城市输送电网含有城市变电所(站)和从城市电厂、区域变电所(站)接人的输送电线路等设施。 城市变电所通常为大于10kV电压的变电所。 3、电能用户
电能用户大致可分为：居民生活用电（电压等级不满1kV、10kV）、大工业用电（电压等级为10、35、110kV），例如工矿企业、商用楼宇、居民小区等电能用户。 4、监控系统和配电网管理系统 由电力管理人员和监控设备、信息收集设备等组成，监控城市电网的运行状况，及时发现故障的发生并加以修复。电力监控系统以计算机、通讯设备、测控单元为基本工具，为变配电系统的实时数据采集、开关状态检测及远程控制提供了基础平台。配电网管理系统（DMS）包括：配电自动化系统（DAS），地理信息系统（GIS），配电网重构，管理信息系统（MIS），需求侧管理（DSM）。 三、各要素的作用及其相互联系 1、供电电源的作用： 供电电源为城市提供电能资源，满足城市用电负荷，保证城市的用电需求。城市电源工程具有自身发电或从区域电网上获取电源，为城市提供电源的功能。 2、输配电网的作用： ①输电网，具有将城市电源输入城区，并将电源变压进入城市配电网的功能， 担负着从电源或区域性大电网输电给城市的任务； ②供电网，担负着不间断地供电给城市各区域的任务； ③配电网，由高压、低压配电网等组成。高压配电网电压等级为1～10kV， 含有变配电所(站)、开关站、1～10kV高压配电线路。高压配电网具有为低压配电网变、配电源的功能，联接供电网和用户之间电路，担负着配电给用户的任务。 3、电能用户的作用：消耗电能，进行各种生产生活活动 4、监控系统和配电网管理系统的作用： 监控系统和管理系统收集城市电网的运行信息，监控电网运行状况，及时发现电网运行中出现的故障并加以修复。电力监控系统在变配电监控中发挥了核心作用，可以帮助企业消除孤岛、降低运作成本，提高生产效率，加快变配电过程中异常的反应速度。配电网管理系统对配电网进行自动化管理，有着使配电企业在远方以实时方式监视、协调和操作配电设备，提高终端用电效率和改变用电方式，提供企业管理所需信息以支持企业的生产经营和决策等作用，通过调整网络中的开关的闭合，以达到优化网络运行结构、降低网损、平衡负荷、提高电压质量等目的。 5、各要素相互之间的联系：
牵引供电系统简介： 将电能从电力系统传送给电力机车的电力装置的总称叫电气化铁路的供电系统，又称牵引供电系统，主要由牵引变电所和接触网两大部分组成。牵引变电所将电力系统输电线路电压从110kV（或220kV）降到27.5kV，经馈电线将电能送至接触网；接触网沿铁路上空架设，电力机车升弓后便可从其取得电能，用以牵引列车。牵引变电所所在地的接触网设有分相绝缘装置，两相邻牵引变电所之间设有分区亭，接触网在此也相应设有分相绝缘装置。牵引变电所至分区亭之间的接触网（含馈电线）称供电臂。 牵引供电回路是由牵引变电所——馈电线——接触网——电力机车——钢轨——回流联接——（牵引变电所）接地网组成的闭合回路，其中流通的电流称牵引电流，闭合或断开牵引供电回路会产生强烈的电弧，处理不当会造成严重的后果。通常将接触网、钢轨回路（包括大地）、馈电线和回流线统称为牵引网。 牵引供电设备的检修运行由供电段负责，牵引供电系统的运行调度则由供电调度负责。供电调度通常设在铁路局调度所。 牵引供电系统供电示意图如下所示： 二、牵引变电所、分区所、开闭所 牵引变电所：牵引变电所的任务是将电力系统三相电压降
低，同时以单相方式馈出。降低电压是由牵引变压器来实现的，将三相变为单相是通过变电所的电气接线来达到的。 牵引变压器（主变）是一种特殊电压等级的电力变压器，应满足牵引负荷变化剧烈、外部短路频繁的要求，是牵引变电所的“心脏”。我国牵引变压器采用三相、三相——二相和单相三种类型，因而牵引变电所也分为三相、三相——二相和单相三类。 随着技术水平的提高，我国干线电气化铁路已推广使用集中监视及控制的远动系统，牵引变电所将逐步实现无人值班，直接由供电调度实行遥控运行。 分区所：分区所设置在两个变电所中间，作用有三：提高供电质量、供电分段、越区供电。 ?开闭所：一般设置在大型站场附近，进线由变电所或接触网引入，由开关馈出多个供电线路向多个供电设备供电。作用是增强供电的灵活性，便于供电设备的运行及检修，便于行车组织，缩小供电事故及故障范围。 ? ? 三、接触网 接触网是沿铁路沿线架设的特殊电力线路，电力机车受电弓通过与之滑动摩擦接触而授流，取得电能。所以两者均应保持良好的工作状态。
城市轨道交通牵引供电系统复习资料 第一章电力牵引供电系统概述 1、电力牵引的制式概念： 供电系统向电动车辆或电力机车供电所采用的电流或电压制式，包括直流/交流制、电压等级、交流电频率、交流制中单相/三相等问题。 2、电力牵引系统性能要求： ①启动加速性能：启动力矩大，加速平稳； ②动力设备容量利用充分：轻载时，运行速度高；重载时，运行速度可以低一些。功率容量 P=FV近似于常数； ③调速性能：速度调节容易实现，能量损耗小。 满足上述条件：直流串激（串励）电动机。 3、直流串励电动机优缺点： 通过串联电阻调速，原理简单，调速范围宽，供电系统电压损失和能量消耗较大，而且需要换向。 4、城市轨道交通牵引制式：直流供电制式。 城市轨道机车功率不大，供电半径小，城市之间运营供电电压不能太高，以确保安全。我国国标规定采用750V 和1500V直流供电两种制式，不推荐600V。 5、城市轨道交通电力牵引供电系统组成：发电厂（站）、升压变压器、电力网（110-220KV）、主降压变电站（110~220KV→10~35KV）、直流牵引变电所（10~35KV→1500、750V）、馈电线、接触网、走行轨道、回流线。 6、组成统一的电力供电系统的优点： ①充分利用动力资源；②减少燃料运输；③提高供电可靠性；④提高发电效率。 7、环形供电接线：由两个或两个以上主降压变电站和所有的牵引变电所用输电线联成一个环行。 8、环形供电接线的优缺点：环行供电是很可靠的供电线路，因为在这种情况下，一路输电线和一个主降压变电站同时停止工作时，只要其母线仍保持通电，就不致中断任何一个牵引变电所的正常
供电。但其投资较大。 9、双边供电接线：由两个主降压变电站向沿线牵引变电所供电，通往牵引变电所的输电线都经过其母线联接，为了增加供电的可靠性．用双路输电线供电，而每路按输送功率计算。这种接线可靠性稍低于环行供电。当引入线数目较多时，开关设备多，投资增加。 10、电网向牵引变电所供电形式：环形供电接线、双边供电接线、单边供电接线、辐射形供电接线。 11、最简单单相半波整流： 12、单相半波整流原理：13、单相全波整流原理： 14、三相半波整流原理：
电气化铁路供电系统 试卷1一、单项选择题（在 每小题的四个备选答案中，选出一个正确的答案，并将其代码填入题干后的括号内。每小题1分，共20分） 1．我国电气化铁道牵引变电所由国家（ ）电网供电。 （ ） A 超高压电网 B 区域电网 C 地方电网 D 高压电网 2．牵引网包括 （ ） A 馈电线、轨道和大地、回流线 B 馈电线、接触网、轨道和大地、回流线 C 馈电线、接触网、回流线 D 馈电线、接触网、电力机车、大地 3．通常把（ ）装置的完整工作系统称为电力系统。 （ ） A 发电、输电、变电、配电、用电 B 发电、输电、配电、用电 C 发电、输电、配电、 用电 D 发电、输电、用电 4．低频交流制牵引网供电电流频率有：（ ） （ ） A 50Hz 或25Hz B 30Hz 或50Hz C 2 163 Hz 或25Hz D 20Hz 或25Hz 5．单相结线牵引变电所牵引变压器的容量利用率（额定输出容量与额定容量之比值）可达( )。 （ ） A 100% B 75.6% C 50% D 25% 6．牵引变压器采用阻抗匹配平衡变压器时，阻抗匹配系数等于1时， 且副边两负荷臂电流I I αβ=&&，原边三相电流（ ） （ ） A 平衡 B 无负序电流 C 对称 D 有零序电流 7．交流牵引网对沿线通信线的静电影响由（ ）所引起。 （ ） A 牵引网电流的交变磁场的电磁感应 B 牵引网电场的静电感应 C 牵引网电场的高频感应 D 牵引电流的高次谐波 8．牵引网导线的有效电阻0r r ξ=（0r 是直流电阻；ξ是有效系数）。对于
工频和牵引网中应用的截面不太大的铝、铜等非磁性导线，有效系数ξ（ ）。 （ ） A ξ≈1 B ξ≈2 C ξ≈3 D ξ≈4 9．以下不属于减少电分相的方法有（ ）。 （ ） A 采用单相变压器 B 区段内几个变电所采用同相供电 C 复线区段内采用变电所范围内同行同相，上、下行异相 D 采用直供+回流线供电方式 10．对于简单悬挂的单线牵引网，1z 、2z 和12z 分别表示接触网—地回路， 轨道—地回路的自阻抗及两回路的互阻抗，牵引网的等值单位阻抗z （ ）。 （ ） A 2 12 21 z z z - B 12212z z z z - C 12221 z z z z - D 212 12 z z z - 11．单链形悬挂的单线牵引网比简单悬挂相比多了一条（ ）。 （ ） A 承力索 B 接触网 C 回流线 D 加强导线 12．根据国家标准《铁道干线电力牵引交流电压标准》的规定，铁道干线 电力牵引变电所牵引侧母线上的额定电压为（ ）kV 。 ( ) A 27.5 B 25 C 20 D 19 13．牵引网的电压损失等于牵引变电所牵引侧母线电压与电力机车受电弓 上电压的 ( ) A 平方差 B 算数差 C 向量差 D 平均值 14．牵引网当量阻抗Z 为 ( ) A sin cos R X ??+ B cos sin R X ??+ C sin R X ?+ D cos R X ?+ 15．对于三相结线变压器，应以（ ）向轻负荷臂供电为宜。 （ ） A 任一相 B 引前相 C 滞后相 D 以上答案都不对 16．牵引供电系统的电能损失包括（ ）。 （ ） A 电力系统电能损失，牵引网电能损失 B 电力系统电能损失，牵引变电所电能损失 C 牵引网电能损失，牵引变电所电能损失 D 牵引变电所电能损失，馈线电能损失 17．按经济截面选择接触悬挂，如果增大导线截面引起的一次投资增量，
牵引供电系统简介 （丁为民） 一、系统功能 牵引供电系统的主要功能是：将地方电力系统的电源（交流电气化铁路： AC110 kV或AC220kV ，城市轨道交通：中心变电所AC220kV 或AC110kV →AC35 kV 环网）引入牵引供电系统的牵引变电所，通过牵引变压器变压为适合电力机车运行的电压制式（交流电气化铁路：AC25kV 或AC2×25kV ，城市轨道交通：DC750V 、DC1500V 或DC3000V ），向电力机车提供连续电能。 电力牵引负荷为一级负荷，引入牵引变电所的外部电源应为两回独力可靠的电源，并互为热备用，能够实现自动切换。 交流电气化铁路及城市轨道交通牵引供电系统简图分别如图1.1和图1.2所示。 图1.1 交流电气化铁路牵引供电系统
图1.2 城市轨道交通牵引供电系统 二、牵引网供电方式 1. 交流电气化铁路 交流电气化铁路牵引网供电方式大体上可分为三种：直接供电方式（包括带回流线的直接供电方式）、BT 供电方式和AT 供电方式。 （1）直接供电方式 直接供电方式又可分为不带回流线直接供电方式(图2.1 和带回流线的直接供电方式(图2.2 两种。 图2.1 不带回流线的直接供电方式
图2.2 带回流线的直接供电方式 不带回流线的直接供电方式在我国早期的电气化铁路中采用，机车电流完全通过钢轨和大地流回牵引变电所，牵引网本身不具备防干扰功能。在接地方面，每根支柱需单独接地（设接地极或通过火花间隙），或者通过架空地线实现集中接地（架空地线不与信号扼流圈中性点连接）。 带回流线的直接供电方式，机车电流一部分通过钢轨和大地流回牵引变电所（约70%），其余通过回流线流回牵引变电所（约30%）。由于流经接触网的电流和流经回流线的电流虽然大小不等，单方向相反，且安装高度比较接近，两者对铁路沿线通讯设施的电磁干扰影响趋于抵消，因此牵引网本身具备防干扰功能。在接地方面，接触网支柱通过回流线实现集中接地，回流线每隔一个闭塞分区通过吸上线（铝芯或铜芯电缆，常用VLV-70和2xVLV-150）与信号扼流圈中性点连接（吸上线间距3～4km ）。 （2） BT 供电方式 BT （Boost Transformer）供电方式又称吸流变压器供电方式，也是在我国早期电气化铁路中有采用，其主要目的是为了提高牵引网防干扰能力，但随着通讯线路电缆化和光缆化，防干扰矛盾越来越不突出，其生命力也已大大降低，该种供电
电力系统的组织架构 1、国家电网：分为华东、华北、华中、西南、东北、南方六个电网公司。各个电网公司又专设超高压运输公司（主要负责大的电网建设中输电线路的铺设）、各电力设计院、高压研究所（西安高压研究所、武汉高压研究所）、各省市电力公司等。比较重要的技术单位有上海电缆研究所。 2、省电力公司：主要接触的部门有生产计划处和电力物资公司。生产计划处简称生计处，主要职能是对电网建设、改造和维护进行计划制订和出具技术方案，并对所属的各地市电力公司申报的计划方案和技术方案进行审核。这其中也包括了对电力物资供应商资格的审查和对产品质量和技术的鉴定。电力物资公司的主要职能是电力物资的采购。如办理入网选型、举办招标活动、制订招标书、制订采购计划等。 3、各地市电力公司：一般设主管局长，分管局长（人事组织、农电、生产计划），总工（分管技术）。下设生计科、物资科、设计院、供电分局、变电分局、农电分局和财务结算中心等。生计科：和省局生产计划处的基本职能是一样的，生计科的直接领导一般都是总工。每个地区的具体情况不一样，有的地方甚至出现生计科和物资科争夺采购实权的情况。 物资科：和省局电力物资公司的基本职能是一样的。一般合同的签订、回款的初始程序都是在物资科，物资科也是销售人员最直接的客户对象。 设计院：负责电网建设改造中的出具设计方案和设计图纸的工作，对于产品的需求信息，可以在这里最早得知。 供电分局：负责整个城市的电网建设改造和维护工作。也是产品的直接用户之一。 变电分局：也叫输变电分局，负责整个地区的输电线路和变电站的建设维护工作。也是产品的直接用户之一。 农电分局：负责整个农村电网的建设改造和维护工作。也是产品的直接用户之一，但中高压的产品用量较少，架空线和低压产品的用量较大。 财务结算中心：回款是办理转帐手续的部门。 ②、电力系统的前期接触 1、入网选型：所谓“入网选型”，是指各省市电力公司定期或不定期的召开电力物资供应商参加的会议，以确定可在该地区销售的电力物资供应商名单及其产品的规格型号。只有进入选型名单的电力物资供应商才能在该地区进行销售。所以每年的选型工作是非常重要的。一般来说，每个省、地市电力公司都有选型名单。主管选型的部门是生计科和物资科。 2、初期拜访：在初期拜访时，对涉及到产品销售的部门都要尽可能的拜访到。主要是获取以下几个方面的信息： A：局长和总工以及各部门的人员组成以及他们的姓名、电话（手机和住宅电话）、家庭住址、社会关系等。 B：各局长及部门间的实权人物之间的相互关系。 C：对于可能升至实权人物对象要有预测和格外的重视。 D：随时关注电力系统内部人员的调动、升迁，格外注意电力系统人员外出旅游或开会的情况。 E：通过电力系统内部的人员来了解竞争对手的情况。 F：培养1-2个低级职员的良好客情关系，以便信息的获取更及时和准确。 G：确定需要深入接触的对象，即公关目标。 3、拜访客户时需要极大的耐心和一定的技巧，要善于察言观色，在很小的细节中捕获对自己有帮助的信息。更重要的是要勤于拜访客户，机会总是在不断的接触中产生的。
轨道交通牵引供电系统综述 在各行各业不断发展的今天，轨道交通扮演了非常重要的角色，可以说轨道交通已经成为了现如今生活生产中必不可少的一项组成内容。在轨道交通系统中，牵引系统是重要的组成内容，所以也是轨道交通研究人员重点关注的内容。为了进一步保证轨道交通系统的安全性和可靠性，本文将就轨道交通牵引供电系统展开论述。 标签：轨道交通；牵引供电；供电系统 1 牵引变压器 1.1 普通铁路牵引变压器 普通铁路牵引变电所内的牵引变压器设置了两台，一旦其中一台出现故障那么另一台将启动保证正常供电。原变压电压等级主要是以110kv为主，电气化铁路牵引变电器多选择V/v接线的方式，有时在交大外部电源容量时会采用单相接线形式变压器。 1.2 高速铁路牵引变压器 我国的高速铁路通常采用的是V/x接线牵引变压器。这种牵引变压器方式的构成主要是两台单相变压器，变压器分别和接触网和负馈线连接，中间抽头和钢轨连接。 2 牵引供电系统 2.1 牵引变电站 2.1.1 牵引变电站位置确定 牵引变电站与车站内的降压变电站一起组成牵引降压混合变电站，然而并不是每个车站都是牵引降压混合变电站。它的设置取决于牵引系统网络结构、牵引网电压等级、牵引网电压损失、供电质量，并涉及到杂散电流防护、线路能耗、土建造价及运营维护等因素。 2.1.2 牵引变电站设备 牵引变电站的主要设备是27.5kV开关柜、整流变、整流器、直流1500V正负母排、直流高速开关。27.5kV开关柜应选用SF6绝缘全封闭组合电器，以减少占地面积。27.5kV开关柜进线还配有避雷器，防止雷电波入侵。整流器组由24个整流二极管与24个保护二极管组成，每个牵引变电站有两套整流器组，每套整流器为6相12脉波整流，单独运行时输出的为12脉波的脉动电流，两套并
《牵引供电系统》学习包 第一章电力系统与牵引供电系统 第一节电力系统 电力系统是指发电、送电、变电和用电组成的整体。电力系统的规模大小、结构合理与否直接关系到国家工农业生产和交通运输的发展。我国电气化铁道的建设更与电力能源的发展和建设紧密相关。 电力系统的组成可用图1一1的示意图说明。图中的电力系统如果把发电厂的汽轮机、锅炉、水电厂的水轮机、水库等动力部分包括进来，统称为动力系统。 电力系统主要包括以下几部分 一、发电厂 发电厂将其他形式的能源转换为电能。根据能源的不同，发电厂分为火电厂，水电厂，核电厂等。此外还有地热电厂，风力电厂，潮汐海洋电厂。 （一）火电厂：目前我国仍以燃煤为主的火电厂居多数。这些电厂多建在煤炭基地附近，故称为“坑口”电厂，其单机容量可达600 MW（兆瓦）。如果把已作过功的乏气再供给用户作为热能，这种电厂又称为热电厂。 （二）水电厂：水电厂是建于江河之上并把河流的落差能量变成电能的发电厂。水能发电不仅效率高，而且水能是在自然界不断循环的再生资源，具有用之
不竭的特点。我国水能资源丰富，水能发电的潜力很大，目前世界最大发电机的容量为750 MW o我国水轮发电机的单机容量为700 M W，例如长江三峡装设了数台700 M W的水轮发电机。 （三）核电厂：核电厂是将原子核裂变时所产生的核能转变为电能。核电厂的重要部分是核子反应堆和蒸汽发生器，相当于发电厂的蒸汽锅炉。其发电设备仍为一般汽轮机和发电机。核电厂建设需要大量公用辅助和防护设施，故为了提高效益，核电厂的单机容量较大，近年来多在900 MW以上。 发电机一般采用三相同步发电机，电压多为10.5 kV。每台发电机都有相应的升压变压器，组成发电机一变压器组。 二、电力网及电网电压 电力网简称电网，由输电线路，配电线路和变电所组成。输电线路的作用是输送电能，其特点是电压较高，线路较长；配电线路的作用是分配电能，电压较低，线路较短。 电网按其规模主要分为地区电网和区域电网，前者多限于一个地区或一个省，电压等级为110～220 kV 。区域电网是几个地区或几个省联合而成，电压等级为330～500 kV 。 国家规定的电网额定电压分别为(kV) :750,500,330,220,110,60,35,10,6等9个电压等级。 为了提高电网的输送容量和输送距离，世界各国都在探索电压等级更高的输电线路。同时由于直流电压输电无电抗存在，稳定性好，故受到世界各国的普遍重视。我国也已建成了多条±500 kV的直流高压输电线路。 三、变电所 变电所除具有变换电压的作用外，还具有集中电能、分配电能和控制电能以及调整电压的作用。一般把变电所分为以下3种： （一）枢钮变电所。它通常都有两个及其以上电源汇集，进行电能的分配和交换，从而形成电能的枢钮，如图1一1所示的S1，S2变电所。此类变电所规模大，并采用三绕组变压器获得不同级别的电压，送到不同距离的地区。 （二）地区变电所。其作用是供给一个地区用电，如图中的S3等。通常也采用三绕组变压器，高压受电，中压转供，低压直配。
1牵引供电系统：从主降压变电站（当它不属于电力部门时）及其以后部分统称“牵引供电系统” 2杂散电流：绝大多数电力牵引轨道交通线路是以走行轨为其回路的，由于钢轨大地之间不是绝缘的，因此回流电流必有部分经大地回牵引所，这部分电流因土壤的导电性质，地下管道位置不同，可以分布很广，故称杂散电流。 3.GIS：六氟化硫全封闭组合电器，它是在六氟化硫断路器的基础上把各种控制保护电器全部封装的组合电器设备。 4远动控制：又称遥控即在远离变电所（执行端）的电气设备进行控制。 5距离控制:即在主控制室内对变电所的一次设备集中进行控制监测，开关位置信号-中央信号以及继电保护装置等都配置在主控制室的屏台上，便于监视和管理运行。 6安装接线图：为二次设备的制造安装或调试检修而专门绘制的安装图 7二次原理图：也称归总式原理图，用来表示二次设备中的监视仪表，控制与信号，保护和自动装置等的工作原理图。 一．简述断路器的主要功能？答：断路器又叫高压开关，断路器不仅可以切断和闭合高压电路的空载电流和负载电流，而且，当系统发生故障时，它与保护装置相配合，可以迅速地切断故障电流，以减少停电范围，防止事故扩大，保证系统的安全运行。 二．简述地铁动力照明结构及功能？答： 三．简述直流牵引所的保护？答： 四．接触网设计过程中应满足什么要求？答：1.接触网 悬挂应弹性均匀高度一致， 在高速行车和恶习的气象 条件下，能保证正常取。2. 接触网结构应力求简单，并 保证在施工和运营检修方 面具有充分的可靠性和灵 活性。3.接触网寿命应尽量 长，具有足够的耐磨性和抗 腐蚀能力。4.接触网的建设 应注意节约有色金属及其 他贵重材料，以降低成本。 五．简述地面架空接触网组 成及功能？答：架空式接触 网由接触悬挂，支撑装置， 支柱与基础设施几大部分 组成。接触悬挂是将电能传 导给电动车组的供电设备。 支持装置用来支持悬挂，并 将悬挂的负荷传递给支柱 和固定装置。支柱与基础用 以承受接触悬挂和支撑装 置所传递的负荷（包括自身 重量），并将接触线悬挂固 定在一定高度。 六．简述地下迷流防护措 施？答：在电力牵引方面： 提高供电电压，减小牵引所 距离，采用双边供电，减小 钢轨电阻，增加回流线减少 回流电阻，增加到道泄漏电 阻，定期检测。在埋设金属 管方面:尽量远离，在金属表 面或接头处采用绝缘，采用 防电蚀电缆线路，在电缆上 包铜线套钢管，在地下管道 涂沥青包油毡，设排流装 置。 七．牵引变电所计算需要的 参数有那些？答：1.馈电线 及牵引变电所的平均电流， 有效电流，最大电流；2.电 动车辆或机车在供电区段 内运行时的平均电压损失 及最大电压损失；3.接触网 中平均功率损失等 八．高压控制电路构成及作 用？答：主要由控制元件， 中间放大元件与继电器以 及操作机构等几部分组成。 1控制元件：运行人员用来 发出开关跳，合闸操作命令 的操作按钮。2 中间放大元 件与继电器：将控制元件的 操作命令转化成高压开关 的电磁操作机构所需要的 大电流。3操作机构;直接对 高压开关进行分，合闸操 作。 九．电气主接线的要求是？ 答：可靠性:保证在各种运行 方式下，牵引负荷以及其他 动力的供电连续性。灵活 性：在系统故障或变电所设 备故障和检修时，能适应调 度的要求，灵活便捷迅速地 改变运行方式，且故障影响 的范围最小。安全性：保证 在进行一切操作切换时，工 作人员和设备的安全以及 能在安全条件下进行维护 检修工作。经济性应使主接 线投资与运行费用达到经 济合理。 十．简述断路器控制回路的 要求？答;1高压开关的合 跳闸回路是按短路通过大 电流脉冲来设计的。操作或 自动合跳闸完成后，应迅速 自动断开跳合闸回路以免 烧损线圈。2控制回路应能 在控制室由控制开关控制 进行手动跳合闸，又能在自 动装置和继电保护作用下 自动合闸或跳闸，同时能由 远方调度中心发送控制命 令进行跳合闸。3应具有高 压开关位置状态的信号，事 故跳闸与自动合闸的闪光 信号。4.具有防止断路器多 次合跳闸的“防跳”装置。 5.采用液压和气压操作的机 构，跳合闸操作回路中应分 别设有液压和气压闭锁，在 低于规定标准压力情况下， 闭锁操作回路。断路器和隔 离开关配合使用时，应有防 误操作的闭锁措施。6.对跳 合闸回路及其电源的完好 性，应能进行监视。
哈大电气化铁路牵引供电系统情况介绍 哈大铁路为中国铁路网中一条重要干线，贯穿哈尔滨、长春、沈阳、大连四大枢纽，始 建于1898年，为双线铁路，线路全长946.5公里。在东北乃至全国铁路运输中具有十分重 要的地位。国家计委于1990年12月31日批准对哈大铁路进行电气化技术改造。2001年8月18日开通沈阳至哈尔滨段，11月30日开通沈阳至大连段，既全线开通运行。 哈大电气化铁路是我国首次系统引进具有国际先进水平的德国技术、设备和管理模式，其牵引供电系统适应200km/h高速铁路。牵引供电系统新建牵引变电所17座，架设接触网3314条公里，RTU135个，隔离开关900余台，远动控制系统设置1个主控中心和4个分控中心，设置抢修基地4个，引进接触网动态检测车1辆。开通之初成立了哈尔滨、 长春、沈阳、大连4个供电中心，随着铁路改革的深入，维修体制也几经变化，现全线由 沈哈两局的沈阳、长春、哈尔滨供电段担负运营管理工作。 哈大电气化工程系统引进规模大，设备技术水平新，建设速度快，自全线开通至今，系统设备性能稳定，总体质量优良，达到了项目引进的预期目的。现全面介绍如下： 一、哈大牵引供电系统特点 （一）供电方式 1、全线采用220/27.5kv单相变压器供电，牵引变压器利用率高，变电所接线简洁， 接触网电分相数目少，适应高速、繁忙区段。两路进线电源，设有跨桥连接，两台主变压器 互为备用。 2、采用带回流线上下行全并联直接供电方式。上下行正线的接触网在车站通过一个带 短路报警互感器的柱上开关进行并联。为了改善接触网的电传输特性，沿正线贯通架设加强线和回流线，每隔1500米加强线和回流线进行一次电连接，可每隔300米上下行的回流线并联一次，以明显降低接触网阻抗值和电压降，从而加大变电所的间距，减少牵引变电所的数量，节省了工程投资，降低了运营成本。
牵引供电系统 说起电气化铁路，大家可能首先想到的就是线路两旁一根根的线杆和列车头顶密如蛛网的电线吧。没错电气化铁路与普通铁路最明显的不同在于，它除了地上一条线（轨道）、还有天上一张网（接触网），是一种立体化的线路。 电力机车所需的电能来自发电厂由输电线路、变电装置、牵引用电网络、回流电路等组成的供用电系统供应。世界各国采用的供电制式各不相同，我国的电气化铁路选择了25千伏单相工频（50赫兹）交流供电制式。这种供电制式与工业生产所使用电流频率简称工频相同能使牵引动力获得最佳效果。从天上到下，一套复杂完整的大系统为电气化列车的运行提供了保证。 1电气化铁路的心脏——牵引变电所 牵引变电所是牵引供电系统的心脏，它的主要任务是将国家电力系统送来的三相高压电变换成适合电力机车使用的单相交流电。牵引变电所从国家电网引入220千伏或110千伏三相交流电将三相电转换为适合电气列车使用的单相交流27.5千伏电源并送上接触网。除此而外，它还起着供电保护、测量、控制电气设备提高供电质量，降低电力牵引负荷对公共电网影响的作用。为确保牵引供电万无一失，牵引供电系统都采用“双备份”模式，两套设备通过切换装置可以互为备用并随时处于“战备”状态，以备不时之需。 通常将变电所设备分为一次设备和二次设备，一次设备是指接触高电压的电气设备，如牵引变压器、高压断路器、高压隔离开关、高压（电压和电流）互感器、输电线路、母线、避雷器等，它们主要完成电能变换、输送、分配等功能。二次设备则主要是控制、监视、保护设备。随着科技的发展，二次设备更加的集成化和智能化，形成了牵引变电所自动化系统为牵引变电所的远动控制提供了可能。 2电气化铁路的动脉——接触网 当我们乘坐在电气化铁路的旅客列车上出行时，会看到路基两旁有一根根电杆竖立着顶端安装有单臂结构装置伸向线路侧上方且悬挂有电线，并将其固定在距轨道面一定高度的地方，在股道多的车站或编组站，悬挂结构及各种线网多如蛛网。这就是电气化铁路牵引供电系统的主要供电设备——接触网。 接触网是在露天设置，不但受到各种气象条件的影响，而且还受到电力机车行走时带来的动作用力，加上接触网又无法设置备用的条件，所以接触网的工作环境条件非常恶劣。为了保证电气化铁路可靠安全运营，接触网的结构必须经久
学院 毕业设计(论文)题目：电力系统网络拓扑结构识别 学生姓名：学号： 学部（系）：机械与电气工程学部 专业年级：电气工程及其自动化 指导教师：职称或学位：教授
目录 摘要 (3) ABSTRACT (4) 一绪论 (6) 1.1课题背景及意义 (6) 1.2研究现状 (6) 1.3本论文研究的主要工作 (7) 二电力系统网络拓扑结构 (7) 2.1电网拓扑模型 (7) 2.2拓扑模型的表达 (9) 2.3广义乘法与广义加法 (10) 2.4拓扑的传递性质 (11) 三矩阵方法在电力系统网络拓扑的应用 (13) 3.1网络拓扑的基本概念 (13) 3.1.1规定 (13) 3.1.2定义 (14) 3.1.3连通域的分离 (14) 3.2电网元件的等值方法 (15) 3.2.1厂站级两络拓扑 (15) 3.2.2元件级网络拓扑 (16) 3.3矩阵方法与传统方法的比较 (16) 四基于关联矩阵的网络拓扑结构识别方法研究 (17) 4.1关联矩阵 (17) 4.1.1算法 (17) 4.1.2定义 (17) 4.1.3算法基础 (18) 4.2拓扑识别 (19) 4.3主接线拓扑辨识原理 (20) 4.4算法的简化与加速 (24) 4.5流程图 (25) 4.5.1算法流程图 (25) 4.5.2节点编号的优化 (26) 4.5.3消去中间节点和开关支路 (26) 4.5.4算法的实现 (27) 4.6分布式拓扑辨识法 (27) 4.7举例和扩展 (28) 五全文总结 (29) 参考文献 (30) 致 (31)
摘要 电力系统拓扑分析是电力能量流(生产、传输、使用)流动过程中，对用于转换、保护、控制这一过程的元件(在电力系统分析中认为阻抗近似为0的元件)状态的分析，目的是形成便于电网分析与计算的模型，它界于EMS底层和高层之间。就调度自动化而言，底层信息(如SCADA)是拓扑分析的基础，高层应用(如状态估计、安全调度等[1])是拓扑分析的目的。可见，电力系统在实时运行中，这些元件的状态变化决定了运行方式的变化。如何依据厂站实时信息，快速、准确地跟踪这些变化，是实现电力系统调度自动化过程中基础而关键的工作[2]。拓扑分析在电力系统调度自动化中如此重要的地位，至少应该作到如下几点。 (1)拓扑分析的正确性：对任何情形下的运行方式，由元件状态的状况，针对各种电气接线关系，如单、双母线接线及旁路母线、3／2接线、角型接线等，均能进行正确的处理，当然这必须在实时信息可靠前提下才能实现。 (2)拓扑分析的直观性：大规模电力系统的拓扑结构是复杂的，由此拓扑分析本身就是对这一复杂网络的简化，因此其结果的直观性就很重要。如元件状态(运行、停运)标识，不同电压等级的区分等。 (3)拓扑分析的实时性：由拓扑分析的目的可知，拓扑分析必须是快速的，必须满足对实时决策与控制的要求。 (4)拓扑分析的通用性：运行方式变，电网结构就变，也即拓扑结构变，由此在拓扑数据的存储、模型表达等诸多方面都应该考虑其开放性、可扩展性及可维护性等。 综上，电力系统网络拓扑分析的目的是明确的，同时也显现电力系统网络拓扑分析有一定的难度。 关键词：电力系统；关联矩阵；拓扑分析；网络 ABSTRACT Power systems associated topology is the electrical energy, transport stream (production, use) flow, for conversion,
科研训练结题报告 城市轨道交通供电系统研究与设计 指导教师：张俊芳 学生姓名：尹兆京梁华斌宁玉可
学号： 1010190456 10101904 一．背景介绍我国城市轨道交通事业正面临着前大力发展城市轨道交通已 成共识。目前，所未有的良好发展环境和难得的发展机遇。初步统计，21世纪，我国城市轨道交通建设将进入快速发展的阶段据。进入已实现运营线路总长度近国内目前已有十几座城市正在建造快速轨道交通工程，。另外还有相当数量的大中城市，正在着手不同类型轨道交通建设的前期筹400 备工作，预计在未来中 国城市发展中，轨道交通的建设速度将会不断加快。二、相关知识简介、城市轨道交通供电系统1由电力系统经高压输电网、主变）（ 电所降压、配电网络和牵引变电所降压、换流（转换为直流电）等环节，向城市轨道快速交通线路运行的动车组输送电力的全部供电系统。即对沿线牵引变电所输送电力的城市轨道交通供电系统通常包括两大部分，向动车组换流后，高可靠性专用外部供电系统；以及从直流牵引变电所经降压、电的直流牵引供电系统。其大致的示意图如下： 城市电 主变电高压供电系 牵引变电牵引供电系 接触馈 回流轨 图2-1 地铁供电系统 从发电厂（站）经升压、高压输电网、区域变电站至主降压变电站部分通常被称为牵引供电系统的“外部（或一次）供电系统”。 “牵引及其以后部分统称为（当它不属于电力部门时）从主降压变电站 供电系统”。它应该包括：主降压变电站、直流牵引变电所、馈电线、接触网、
走行轨及回流线等。直流牵引变电所将三相高压交流电变成适合电动车辆应用的低压直流电。馈电线是将牵引变电所的直流电送到接触网上。接触网是沿列车走行轨架设的特殊供电线路，电动车辆通过其受流器与接触网的直接接触而获得电力。走行轨道构成牵引供电回路的一部分。回流线将轨道回流引向牵引变电所。 2、供电制式主要包含电流制、电压等级和馈电方式，世界各国城市轨道交通 均采用直流供电制式，这是因为城市轨道交通车辆功率相对城际列车是很小的，其供电距离较短，对供电电压要求不高。其电压在6001500V之间，我国规定采用750V和1500V两种。牵引网馈电方式分为架空接触网和接触轨两种基本类型。一般750V采用第三轨馈电方式，1500V采用架空接触网馈电方式。采用哪种供电制式必须根据城市具体条件与要求，综合分析论证，经测算采用750V与1500V 供电方式单位工程成本接近，从经济上、运营维护的合理性以及备件的通用性等多方面考虑，选用1500V更有利一些。选择合理的供电制式要依据以下原则：1.要与客流量相适应。城市轨道交通设计的基础为预期乘坐旅客流量。根据预测客流量选择合适的电动客车类型，一般大运量的城市轨道交通系统，多采用1500V电压，架空接触网馈电；中小运量的城市轨道交通系统多采用750V和接触轨馈电方式。比如上海、广州和大连采用1500V接触网馈电；长春轻轨采用750V接触网馈电。 2.供电要求安全可靠。城市轨道交通是城市公共交通系统中的脊梁，一旦发生故障，造成列车停运，就会影响市民生活，引起城市交通混乱。安全可靠是选择供电制式的重要条件之一。 3.牵引网使用寿命长，减少维修工作量，降低轨道交通运营成本。 4.根据城市人文景观、地理环境需要选择合适的牵引网。 5.便于安装和事故抢修。选用的牵引网应便于施工安装以及正常运营后的日常维修维护，一旦发生故障，尽快恢复运营。 3、接触网是城市轨道交通系统中不可或缺的组成部分，占有非常重要的位置， 是传递能量的桥梁。接触网分为柔性接触网和刚性接触网，柔性接触网由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础四部分组成，刚性接触网是通过改革研制的新产品，相对柔性接触网来说具有整体结构简单、无需下锚装置、线叉及锚段关节安装调试方便等优点。柔性接触网暴露于空气，长期面临着外界温度应力变化，处于经常被受电弓抬升摩擦的工作环境中，其电可靠性、安全性及供电质量对城市轨道交通起着相当重要的作用。柔性接触网分类大多以接触悬挂的类型来区分，在一条线路上，为了满足供电和机械方面的要求，把接触网分成若干一定长度且相互独立的分段，这就是接触网的锚段。根据每个锚段结构的不同分为简单接触悬挂和链型接触悬挂。简单悬挂的优点是结构简单、支柱高度低、投资小、施工检修方便；缺点是导线的张力、驰度随温度变化较大，导线弹性不均匀，不利于机车高速受流。单链形悬挂按下锚方式分为未补偿简单链形悬挂、半补偿链形悬挂、全补偿链形悬挂。未补偿简单链形悬挂即下锚处不设补偿装置，又称为硬锚，其接触线、承力索张力驰度随温度变化大，我国很少采用；半补偿链形悬挂即接触线补偿下锚，承力索未设补偿装置；全补偿链形悬挂即接触线承力索都设有张力补偿装置。接触线、承力索张力恒定、弹性较均匀、受流质量较．好。适合高速行车需要，是我国铁路及城轨交通接触悬挂的主要形式。按悬挂链数分分为单链型、双链型及多链型接触悬挂。单链型接触悬挂按其有无弹性吊弦
当今，在没有透彻掌握芯片、封装结构及PCB 的电源供电系统特性时，高速电子系统的设计是很难成功的。事实上，为了满足更低的供电电压、更快的信号翻转速度、更高的集成度和许多越来越具有挑战性的要求，很多走在电子设计前沿的公司在产品设计过程中为了确保电源和信号的完整性，对电源供电系统的分析投入了大量的资金，人力和物力。 电源供电系统(PDS )的分析与设计在高速电路设计领域，特别是在计算机、半导体、通信、网络和消费电子产业中正变得越来越重要。随着超大规模集成电路技术不可避免的进一步等比缩小，集成电路的供电电压将会持续降低。随着越来越多的生产厂家从130nm 技术转向90nm 技术，可以预见供电电压会降到1.2V ，甚至更低，而同时电流也会显著地增加。从直流IR 压降到交流动态电压波动控制来看，由于允许的噪声范围越来越小，这种发展趋势给电源供电系统的设计带来了巨大的挑战。 PCB 电源供电系统设计概览 通常在交流分析中，电源地之间的输入阻抗是用来衡量电源供电系统特性的一个重要的观测量。对这个观测量的确定在直流分析中则演变成为IR 压降的计算。无论在直流或交流的分析中，影响电源供电系统特性的因素有：PCB 的分层、电源板层平面的形状、元器件的布局、过孔和管脚的分布等等。 电源地之间的输入阻抗概念就可以应用在对上述 因素的仿真和分析中。比如，电源地输入阻抗的 一个非常广泛的应用是用来评估板上去耦电容的 放置问题。随着一定数量的去耦电容被放置在板 上，电路板本身特有的谐振可以被抑制掉，从而 减少噪声的产生，还可以降低电路板边缘辐射以 缓解电磁兼容问题。为了提高电源供电系统的可 靠性和降级系统的制造成本，系统设计工程师必须经常考虑如何经济有效地选择去耦电容的系统布局。 高速电路系统中的电源供电系统通常可以分成芯片、集成电路封装结构和PCB 三个物理子系统。芯片上的电源栅格由交替放置的几层金属层构成，每层金属由X 或Y 方向的金属细条构成电源或地栅格，过孔则将不同层的金属细条连接起来。 对于一些高性能的芯片，无论内核或是IO 的电源供电都集成了很多去耦单元。集成电路封装结构，如同一个缩小了的PCB ，有几层形状复杂的电源或地平板。在封装结构的上表面，通常留有去耦电容的安装位置。PCB 则通常含有连续的面积较大的电源和地平板，以及一些大大小小的分立去耦电容元件，及电源整流模块(VRM)。邦定线、C4凸点、焊球则把芯片、封装和PCB 连接在了一起。 整个电源供电系统要保证给各个集成电路器件提供在正常范围内稳定的电压。然而，开关电流和那些电源供电系统中寄生的高频效应总是会引入电压噪声。其电压变化可以由下式计算得到： 图1：PCB 上一些常见的会增加电流路径阻性的物理结构设计。
中国电力系统现在的结构 电力产业链中，有着电建公司、电网、电科院、六大电力设计院、五大发电集团、四小豪门、三大电气制造厂等。 在2002年电力改革厂网分家之前的电力行业（包括发、输、配、售、设计、建设等）都只被一个单位——国家电力公司所垄断。 2002年厂网分离改革后，成立了: 1. 电监会（政府部门，现已整合至国家能源局）； 2. 两大电网：国家电网、南方电网； 3. 五大发电集团：华能、大唐、华电、国电、中电投； 4. 四家辅业集团：中国电力工程顾问集团（下属六大区域设计院）、中国水电工程顾问有限公司、中国水利水电建设集团公司、中国葛洲坝集团公司。 此外，将电力三产剥离了出来。此次改革主要完成了厂网分离，发电企业的部分市场化，竞价上网，部分主辅分离。 由于改革不彻底和各方利益的博弈，在2010年、2011年继续深化改革。重组了电网的省设计院、中国电力工程顾问集团公司、中国水电顾问工程集团公司和电力建设工程公司，形成了中国电力建设集团公司（中电建）和中国能源建设集团有限公司（中能建）两大央企。 同时在发电企业的市场化竞争的过程中，在五大发电集团的基础上，形成了：国投电力、国华电力、华润电力、中广核这四小豪门。以及一些地方能源巨头，比如：山东鲁能、浙江浙能、上海申能、广东粤能、北京京能等“地方割据”。 这样一来，中国就形成了两大国网、中电建、中能建、发电集团（五大+四小+地方）的格局。 值得注意的是：中国电力科学研究院在两次改革中一直没有从电网分离开，一开始属于电力局、国家电力公司，改革后也一直属于电网。电科院就是电网的“亲儿子”单位。
以下是对上述提及的集团公司的详细介绍。 一、国家电网和南方电网 主要业务：以建设和运营电网为核心业务。 组成部分：各省电力公司、中国电力科学研究院。其中：省电力公司主要由省电科院、省经研院、省供电局、检修公司组成。 二、中国电力建设集团公司 来源：2011年由中国水利水电建设集团公司、中国水电工程顾问集团公司以及勘测设计企业、电力施工企业、装备修造企业改革重组而成。 主要业务：提供水利电力工程及基础设施规划、勘测设计、咨询监理、建设管理、投资运营为一体的综合性建设集团。 主要下属： （1）中国水利水电建设集团公司。 （2）中国水电工程顾问集团公司：中国唯一提供水电水利建设和风电开发综合性技术服务的大型企业集团。 （3）13家设计院：河北省电力勘测设计研究院（HBED）、吉林省电力勘测设计院、上海电力设计院、福建省电力勘测设计院、江西省电力设计院等。 三、中国能源建设集团有限公司 来源：由中国葛洲坝集团公司、中国电力工程顾问集团公司和电力勘察设计、施工和修造企业组成。 主要业务：集电力和能源规划咨询、勘测设计、工程承包、装备制造、投资运营等于一体的完整业务链的特大型骨干企业。 主要下属： （1）中国葛洲坝集团公司。 （2）中国电力工程顾问集团公司：下属东北、华东、中南、西北、西南、华北六家电力设计院和中国电力建设工程咨询公司、中电科技开发股份有限公司、北京洛斯达科技发展有限公司共九家全资子企业和电力规划设计总院一家单位。