《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。
（三）用户变电所。此类变电所属于电力系统的终端变电所，直接供给用户电能。通常采用双绕组变压器，如图中的S 4，S 5等。铁路牵引变电所就属于此类变电所。
第二节 牵引供电系统
牵引供电是指拖动车辆运输所需电能的供电形式。例如城市电车、城市地下铁道、工厂矿山的电力交通运输供电等，都可称为牵引供电。电气化铁道供电，因其用电量大、分布广，因而形成相对独立于电力系统的电气化铁道牵引供电系统。
一、牵引供电系统的电流制
电气化铁道供电采用何种电流制，关系到许多重大技术问题和铁路运输的经济效益，故成为每个建造电气化铁道的国家首先要考虑的问题。目前主要有以下4种电流制。
（一）直流制
直流制是世界上早期电气化铁道普遍采用的方式，到目前为止，直流制在电气化铁道中所占的比例仍占43%左右。其原因是电力机车多采用机械性能好，调速方便的直流申励电动机牵引，显然，利用直流电向直流电机供电可以极大地简化机车设备。
但是受直流牵引电动机额定电压的限制，直流制供电电压较低，通常只有1500 V 。由于供电电压较低，要保证电力机车足够的功率，供电电流就比较大，线路损耗也大，所以，送电距离较短，一般不超过20 ~30 km ，变电所的数目相对增加。又由于电流较大，需要导线的截面大，金属消耗增加。另外，牵引变电所必须有整流设备。
在工矿企业，城市地上交通和地铁供电，由于相对距离较近，对供电的安全性却要求较高，所以采用电压较低的直流制供电更具有优越性。矿山运输的直流电压为1500 V ，城市电车为650一800 V ，地铁为720~820 V 。
（二）低频单相交流制
为了克服直流制的缺点，在20世纪初，西欧一些国家采用了低频单相交流制，
并得到了较大发展。低频单相交流制的频率为163
2Hz ，电压也提高到11~15 kV 。 这些国家之所以采用低频，是因为当时这些国家有低频的工业电力，且低频
的整流相对容易，低频交流的电抗也较工频小。
和直流制比较，低频单相交流制的导线截面减小，送电距离也可相应提高到50～70 km。
低频单相交流制的主要缺点是供电频率与工业供电频率不同，故变电所必须有相应的变频装置，或由铁路专用的低频发电厂供电。
（三）三相交流制
在牵引电流制的发展过程中，个别国家，如瑞士、法国等，还采用了3.6 kV 的三相交流制，电力机车牵引电动机采用三相交流异步电动机。
三相交流制是三相对称负荷，不会影响电力系统的三相对称性，牵引变电所和电力机车的结构也都相对简化。而且三相异步电动机运行可靠、维护方便。主要缺点是机车供电线路复杂，特别是三相异步电动机调速比较困难。
由于三相交流制和三相异步电动机有上述优点，目前许多国家都在研究和生产变频电力机车，变频机车是一种交-直-交系统的机车。它是将接触网上的工频单相交流高压电，经机车上的变压器降压，整流涟波成直流，再经逆变器将直流变换成三相交流，并利用三相异步电动机牵引。控制逆变器能够调节三相电压的频率和幅值，实现调速和调转矩的目的。这种机车具有功率大、速度高，功率因数接近于1，并能将无功电流、通讯干扰减小到最小值的优点。
（四）工频单相交流制
工频单相交流制是电气化铁道发展中的一项先进供电制，最早出现在匈牙利，电压为16 kV。1950年法国试建了一条25 kV的单相工频交流电气化铁道。随后日本，前苏联等相继都采用了工频交流制，电压为20 kV。由于此种电流制的优越性比较明显，很快在各国被采用，目前已占到电气化铁道的40％以上。我国电气化铁道建设一开始就采用了此种电流制，从而为后来的电气化铁道的发展打下了良好的基础。
工频单相交流制的主要优点如下：
(1)牵引供电系统结构简单。牵引变电所从电力系统获得电能并经过电压变换后，直接供给牵引网，不需要在变电所设置整流和变频设备，变电所结构大为简化。
(2)牵引供电电压增高，既可保证大功率机车的供电，提高机车的牵引定数和
运行速度，又可使变电所之间的距离延长，导线截面减少，建设投资和运营费用显著降低。
(3)交流电力机车的粘着性能和牵引性能良好。通过机车上变压器的调压，牵引电动机可以在全并联状态下工作，牵引电动机并联运转可以防止轮对空转的恶性发展，从而提高了运用粘着系数。
(4)和直流制比较交流制的地中电流对地下金属的腐蚀作用小，一般可不设专门防护装置。
工频单相交流制存在的主要问题如下：
(1)单相牵引负荷将会在电力系统中形成负序电流，当电力系统容量较小时，负序电流的影响尤为突出。
(2)电力牵引负荷是感性负荷，功率因数低，特别是采用相控整流后，牵引电流变为非正弦波，出现较大的谐波电流，将使功率因数更低。
(3)牵引网中的单相工频电流将对沿线通讯线路造成较大的电磁干扰。
为了克服上述缺点，使电气化铁道的投资也相应增加。
二、工频单相交流牵引供电系统
工频单相交流牵引供电系统主要由牵引变电所和牵引网两部分组成。其主要作用是从电力系统取得电能，并送给沿铁路线运行的电力机车。牵引供电系统的构成可用图1一2所示的示意图说明。
（一）一次供电网络
一次供电网络是指直接向牵引变电所供电的地区变电所（或发电厂）及高压输电线路。输电线路一般分为两路，电压为110 kV。近年来，也有采用220 kV的（哈大线），相比之下，后者电源的可靠性和稳定性等技术指标相对较高。
上述高压输电线路虽然专门用于牵引供电，但由国家电力部门修建并管理，并以牵引变电所的110 kV进线门形架为分界点。
（二）牵引变电所
牵引变电所的作用是降压，并将三相电源转换成两个单相电源，然后通过馈电线分别供电给牵引变电所两侧的接触网。
（三）牵引网
牵引网是由馈电线、接触网、钢轨、回流线组成的双导线供电系统。
馈电线是连接牵引变电所母线和接触网的架空铝绞线。馈电线除直接送电给接触网外，还要送电给附近车站，机务折返段，开闭所等，所以债电线的数目较多，距离也可能较长。
接触网是牵引网的主体，由于接触网分布广，结构复杂，运行条件又差，所以不仅日常维修工作量大，短路故障也较多，故与牵引供电的可靠性关系极大。
流过电力机车的负荷电流经钢轨和回流线回到牵引变电所。由于钢轨对地并
非绝缘，所以部分电流沿大地流回到牵引变电所，形成地中电流。
（四）分区亭
为了增加供电的灵活性，提高运行的可靠性，在两个相邻牵引变电所供电的接触网区段通常加设分区亭，如图1一2中的8所示。分区亭的作用是：
(1)可以使相邻两供电区段实行并联供电或分开供电，也可使复线区段的上、下行实行并联或分开供电。
(2）相邻牵引变电所发生故障而不能继续供电时，可以闭合分区亭内的断路器由非故障牵引变电所实行越区供电。
（五）开闭所
电气化铁道的枢钮站场（如编组站、客站、机车整备线等），均由接触网供电。为了提高供电的可靠性和灵活性，通常将其分组并独立供电，为此就需要增设开闭所，如图1一2中的10所示。如果是复线电气化铁道区段，通过开闭所的断路器还可将上行和下行接触网并联起来，此时的开闭所还兼有分区亭的作用。
三、牵引变电所的一次供电方式
牵引变电所的一次供电方式又称一次侧供电方式或外部供电方式。因为电气化铁道牵引供电属于一级负荷，中断供电将会造成重大经济损失和严重的社会影响。因此对一次供电的可靠性要求很高。通常要求每个牵引变电所必须有两个独立电源供电，或者由两路非同杆架设的输电线路供电，其中每路输电线应能承担牵引变电所的全部负荷。两路电源互为备用或一主一备，即一路可长期供电，另一路由于某种原因只能作为短期备用。当供电电源故障时，备用电源应能立即投人。
根据供电系统的分布状况，发电厂和地区变电所的位置以及容量等因素，牵引变电所的供电方式有以下几种：
（一）一边供电
一边供电是指牵引变电所的电能只能由电力系统中的一个方向送来，如图1一3所示。图中牵引变电所C l、C2, C3只能从右侧的发电厂A1用两路输电线供电。而发电厂A1又通过地区变电所B1,B2,B3与发电厂A2,A3相连，构成一个可靠的供电网络，保证任一电源故障，都不会中断供电。
（二）两边供电
两边供电就是指牵引变电所的电能由电力系统中的两个方向送来，如图1-4中的牵引变电所C，它的两侧都有电源，左侧发电厂A1用一条输电线给牵引变电所送电，并供电给地区变电所B，而变电所B又由发电厂A2供电，并由一条专用输电线供给牵引变电所C。
（三）环形供电
环形供电是指若干个发电厂、地区变电所通过高压输电线连接成环形电力网，而牵引变电所处于环形电力系统中的一段环路之中。仍以图1一4说明，如果发电厂A1通过输电线W1、W2与发电厂A1或A2以远的电网连接，则形成环形电力系统，这时牵引变电所C就处于电力系统的一段环形之中而构成环形供电。
不难看出，两边供电和环形供电，比一边供电有更高的可靠性和更好的供电
质量。两边供电的优点在于任一座发电厂故障时，电气化铁道的供电不会中断。环形供电的优点则在于电力系统的频率稳定，电压波动的幅度较少。因此，牵引变电所的一次供电方式，应尽可能采用两边供电或环形供电。通常在一条很长的电气化铁道区段上，往往同时采用几种不同的外部供电方式。
四、牵引变电所的引入线方式
牵引变电所的引人线方式又称为牵引变电所一次侧的主接线方式。采用何种引人线方式，需要从技术、经济、运行、外部供电方式以及主变压器的接线方式等因素综合比较后才能确定。
目前我国牵引变电所的引人线方式有以下3种：
1．桥接线方式
当电力系统的功率需要穿越牵引变电所时，采用此种引人线方式，如图1 -5(a)所示。
牵引变电所有两路引人线，并通过桥断路器连接起来，以便通过穿越功率。当桥断路器位于牵引变压器侧时，称为内桥，当桥断路器在线路侧时，称为外桥2．双T接线方式
双T接线方式又称为分支接线，即两路输电线路分别引出两条支线到牵引变电所，构成双T，如图I一5(b)所示。此种引人方式通常只有一路送电，另一路备用。
在牵引供电系统中，双T接线方式应用最多。
3．单母线分段方式
当牵引变电所除了两回电源引人线外，还需要引出线的中心变电所，通常采用此种引入线方式，如图1一5(c）所示。图中母线分段断路器既能经常通过穿越功率，又可在必要时将母线分成两段，以提高供电的可靠性和灵活性。
四、接触网的供电方式
接触网的供电方式是指牵引变电所向接触网的供电方式。牵引变电所是沿着电气化铁道区段分布的，每一个变电所有一定的供电范围。接触网也相应分成许多供电分段，每段称为供电分区，一个供电分区的长度对应于线路的区间数约为1~5个区间。每一个区段可以从一边供电，称为单边供电，也可以从两边供电，称为双边供电。现将单线铁路和复线铁路两种情况分述如下。
（一）单线区段
1．单边供电：即接触网的每个分段由牵引变电所从一边供应电能，如图1一6所示。每个牵引变电所的两个臂供两个接触网区段，相邻两个变电所之间的两段接触网相互绝缘。但为了在必要时实行越区供电，在接触网分界点设有柱上隔离开关，且照惯例，此两段接触网供同相电。
单线单边供电方式是每个供电臂独立供电，变电所的倒闸操作及馈线保护都比较简单，故目前普遍采用。
2.双边供电：当相邻两牵引变电所之间的两段接触网用分区亭中的断路器连接，并从两变电所同时供电，这种供电方式称单线双边供电，如图1一6所示。分区亭的作用是缩小接触网故障停电范围和检修时的停电范围。
两边供电时，电力机车从两个牵引变电所取流，所以每条馈电线的电流相对减小，从而可以减小牵引网中的电压损失和电能损失，有利于改善供电臂的电压水平，降低铁路的运营成本，而且牵引变电压器和接触网悬挂的负荷载较均匀。同时由于电力机车两边的供电电流方向相反，故可以减小对通信线路的电磁感应千扰。两边供电的主要缺点是增设了分区亭中的一、二次设备，运营维护也需投人许多人力、物力。同时，当两牵引变电所的电压有差异时，还可能出现不平衡电流，从而产生附加的电能损失。
（二）复线区段
和单线区段一样，复线区段也可采用单边供电和双边供电。但由于复线双边供电分区亭设备复杂，对接触网短路故障的保护十分困难，故目前我国只采用复线单边供电。
1．单边末端并联供电：由于复线区段牵引变电所同一侧的上、下行接触网均供同相电，以图1一7所示的相序为例，故可在接触网供电分段的末端用分区亭中的断路器连接起来，形成单边末端并联供电。
单边末端并联供电时，电力机车由上、下行接触网两线路并联供电，使分配到每条接触网中的电流减小，从而使接触网中的电压损失和电能损失显著减小，故目前普遍采用此种方式。故在实际运行中往往不投人断路器，形成单边分开供电。
此种方式的缺点是分区亭设备复杂，如果再考虑相邻变电所故障时进行越区供电等情况，分区亭需设4台断路器，除两台作末端并联用外，另外两台将相邻变电所两供电臂接触网相连，如图1一8
所示。这就增加了运营维修的工作量，
2．单边全并联供电：单边全并联供电是近年来采用的一项新技术。单边全联供电是在每个车站利用柱上负荷开关将上、下行接触网并联，形成如图1一9所示的并联网络。并联负荷开关可以自动投切，并也可以经设于车站的远动终端RTU 由电力调度控制。单边全并联供电方式比末端并联电更能有效地减小接触网阻抗，降低接触网
电压损失和电能损失；另一方面又能对接触网的短路故障进行有效的保护，即当接触网短路故障时，牵引变电所两馈线断路器自动跳闸，接触网瞬时失电，负荷开关随即自动断开，上、下行接触网分开，此时，通过变电所的故障判断装置确定其故障线路，而非故障线路即刻自动重合送电。如果是瞬消性故障，两条线路分别送电成功后，负荷开关自动重合，又恢复到全并联供电方式。
思考题：
1、电力系统是指____________、___________、____________、____________组成的整体。
答：电力系统是指发电、送电、变电和用电组成的整体。
2、电力网简称____________。由____________、____________和____________组成。
答：电力网简称电网，由输电线路，配电线路和变电所组成。
3、配电线路的作用是______________________。
答：配电线路的作用是分配电能。
4、变电所除具有变换电压的作用外，还具有____________、____________和____________以及____________的作用。
答：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。
5、牵引供电是指____ 的供电形式。
答：牵引供电是指拖动车辆运输所需电能的供电形式。
6、牵引供电系统目前采用____________、____________、____________、____________几种制式。
答：牵引供电系统目前采用直流制、低频单相交流制、三相交流制、工频单相交流制几种制式。
7、牵引变电所的作用是____________，并将三相电源转换为____________，然后通过馈电线分配给________ ____。
答：牵引变电所的作用是降压，并将三相电源转换成两个单相电源，然后通过馈电线分别供电给牵引变电所两侧的接触网。
8、牵引网是由____________、____________、____________、____________组成的双导线供电系统。
牵引网是由馈电线、接触网、钢轨、回流线组成的双导线供电系统。
9、电气化铁道牵引供电属于____________负荷。
答：电气化铁道牵引供电属于一级负荷
10、牵引变电所的供电方式有_______ _____、_______ _____、____________三种。
答：牵引变电所的供电方式有一边供电、两边供电、环形供电三种。
11、我国目前牵引变电所的引入线方式有____________、____________、____________。
答：我国目前牵引变电所的引入线方式有桥接线方式、双T接线方式、单母线分段方式。
12、接触网的供电方式是指_______ _____向____ ________的供电方式。答：接触网的供电方式是指牵引变电所向接触网的供电方式。
13、在复线区段接触网的供电方式可采用____________和____________。
答：在复线区段接触网的供电方式可采用单边供电和双边供电
14、请说明什么是牵引变电所的电气主接线。
答：牵引变电所（包括开闭所,分区亭）电气主接线是指由隔离开关，互感器、避雷器、断路器，主变压器，母线。电缆等高压一次电气设备，按一定顺序连接的用于表示接受和分配电能的电路。它反映了牵引变电所的基本结构和性能，在运行中表明电能的输送和分配关系、一次设备的运行方式，成为实际运行操作的依据。
15、工频单相交流制的主要优点有哪些？
答：
(1)牵引供电系统结构简单。牵引变电所从电力系统获得电能并经过电压变换后，直接供给牵引网，不需要在变电所设置整流和变频设备，变电所结构大为简化。
(2)牵引供电电压增高，既可保证大功率机车的供电，提高机车的牵引定数和运行速度，又可使变电所之间的距离延长，导线截面减少，建设投资和运营费用
显著降低。
(3)交流电力机车的粘着性能和牵引性能良好。通过机车上变压器的调压，牵引电动机可以在全并联状态下工作，牵引电动机并联运转可以防止轮对空转的恶性发展，从而提高了运用粘着系数。
(4)和直流制比较交流制的地中电流对地下金属的腐蚀作用小，一般可不设专门防护装置。
16．单边全并联供电方式比末端并联供电方式有哪些优势？
答：单边全并联供电方式比末端并联电更能有效地减小接触网阻抗，降低接触网电压损失和电能损失；另一方面又能对接触网的短路故障进行有效的保护，即当接触网短路故障时，牵引变电所两馈线断路器自动跳闸，接触网瞬时失电，负荷开关随即自动断开，上、下行接触网分开，此时，通过变电所的故障判断装置确定其故障线路，而非故障线路即刻自动重合送电。如果是瞬消性故障，两条线路分别送电成功后，负荷开关自动重合，又恢复到全并联供电方式。
第二章牵引变电所
工频单相交流电力机车是功率很大的单相负荷，必然会影响到三相电力系统的对称性。
因此牵引变电所的重要任务不仅是将电力系统送来的高压电变为电力机车所需的电压．而且还通过采用不同形式的变压器及其结线，使电力机车的单相负荷对电力系统的不良影响降低到最小。
为了实现上述功能，我国铁路牵引变电所不仅采用有普通的单相电力变压器、三相电力变压器，还特别采用了某些特殊变压器，主要为三相一两相平衡变压器，包括斯科特 ( Scott）结线变压器、阻抗匹配与非阻抗匹配平衡变压器，以及我国台湾省采用的列勃兰克 (Leblanc）结线变压器。在国外，例如日本，还采用伍德桥（Wood bridge）结线和改进伍德桥结线的平衡变压器。
根据所采用的变压器的类型不同，牵引变电所通常又分为：单相牵引变电所（包括纯单相变电所，单相V，V结和三相V,V结变电所）；三相变电所；三相一两相变电所（包括斯科特结线变电所和阻抗匹配与非阻抗匹配结线变电所）。
牵引变压器原边额定电压为110 VV A-220 kV，副边额定电压为55 kV或27.5
kV，比牵引网额定电压高10%。
牵引变压器的容量较大，一般为数万kV·A或数十MV·A，例如容量为20 000 kV·A，即为20 MV-A。目前常用的额定容量等级有以下9种（MV·A）；即10，（12.5），16,20,25,31.5,40, 50,63等。神（木）—朔（州）运煤干线的斯科特结线变压器容量达75 MV·A.上述容量等级是按R10标准系列设计。
由于牵引变压器的容量大、数量多，因此变压器的容量利用率就成为牵引变电所运行的重要经济指标。所谓容量利用率是指变压器的额定输出容量与额定容量之比，即
变压器的容量利用率低，不仅造成基本建设投资的浪费，还会额外增加运营成本。因为牵引用电除收取用电电度费用外，还按变压器容量收取基本电费。每千伏·安的基本电费为20元（人民币）。
为了提高牵引供电的可靠性，牵引变电所一般都安装两台变压器，即所谓冗余配置。每台变压器就能承担全部负荷。正常运行时，一台工作，另一台作为检修或故障时的备用。
本章对目前应用较多的几种牵引变压器结线形式，即单相变压器结线、三相变压器结线、斯科特结线和阻抗匹配及非阻抗匹配平衡变压器的工作原理作简单介绍。
第一节单相牵引变电所
采用单相变压器的牵引变电所称为单相牵引变电所。
电力机车是单相交流负荷，显然，牵引变电所采用单相变压器最为直观简单，如图2—1所示。
单相变压器的高压绕组AX接三相电源的某两相，例如图中A、C相，电压为110 kV或220 kV 。低压绕组ax的首端a接到牵引母线上，末端x与钢轨连接。低压绕组输出电压为27.5 kV。
应该说明，单相牵引变压器和一般单相变压器的绝缘结构不同。一般单相变压器，或是单独使用，或是组成三相组式变压器，都是一端接高压，另一端接地或接中性点，故可采用分级绝缘，接地端的绝缘水平较低。而单相牵引变压器的高压绕组两端都接高压，故对地的绝缘要求相同，即所谓全绝缘。
单相结线变压器的结线型式有以下3种，即纯单相结线，单相V,V结线和三相V,V结线，现分述如下。
一、纯单相结线
纯单相牵引变电所中的两台单相变压器并联结线完全一样，原理接线图2—2所示为其中一台变压器的接线图。
两台变压器的高压绕组跨接相同的两相，例如图中的A,C相。低压绕组的一端接母线，同时供给变电所两个臂的负荷。相邻两段接触网绝缘分开，既利于缩小事故停电范围，又提高了供电的灵活性。低压绕组的另一端与接地网和钢轨以及回流线可靠连接，以便使钢轨、回流线中的负荷电流以及地中电流流回变压器。
纯单相结线的主要优点是变压器的容量可以充分利用，容量利用率为100％，且变电所的主接线简单、设备少、占地面积小、投资少。缺点是在三相系统形成较大的负序电流，不对称系数为“详见第八章）。为了减少负序电流对系统的影响，各变电所变压器高压绕组所接相序依次轮换，即所谓换相连接，其工作原理详见第八章。纯单相结线的另一个缺点是不能实现双边供电，并且变电所无三相电源，变电所的所用电需由附近地方电网引人，或由所内劈相机、单相—三相变压器等方式供给。
综上所述，纯单相结线主要适合于电力系统容量较大，地方电网较发达的地区。我国的哈（尔滨）—大（连）线全部采用纯单相结线，牵引变电所接于容量较大的220 kV电网。
二、单相V，V结线
单相V,V结线的原理图如图2—3所示。
单相V,V结线与纯单相结线的区别是两台变压器分别接不同的两个线电压，例如图中的AC相和BC相，两高压绕组有公用端子C，故构成V接。两个低压绕组也有一个公共端子，接钢轨和地网，低压绕组的另外两个端子a和b分别接变电所的两个供电臂，左边供电臂的电压为Uac右边供电臂为Ubc，均为27.5 kV,构成所谓60°接线，如图2—4所示。显然当两臂功率因数相同时，两臂电流也相差60°。
由于两臂的相位不同，故两供电臂在接触网上必须采用相分段绝缘。分相绝缘结构两端电压Uab也为27.5 kV。
与纯单相结线的另一个区别是，V,V结线牵引变电所在正常工作时，两台变压器均投人运行，其备用方式是几个变电所共用一台移动变压器，当其中一台变压器故障或检修时，由专用车将移动变压器运往变电所，在移动变压器接人前，非故障变压器可允许一定时间的过负荷运行。
V,V结线变电所的优点是容量利用率为100%，而且可以供给所内及地区三相负荷，对牵引网还可实行双边供电。和纯单相接线比较，对系统的负序影响减小，即不对称系数为0.5。变电所的设备也相对较少，投资较省。这种接线在我国阳（平关）一安（康）等线路应用。
V,V结线的缺点是：当一台牵引变压器故障时，另一台进行跨相供电，即兼供左右两臂的牵引网负荷。这就需要一个倒闸过程，即把故障变压器原来承担的
任务转移到正常运行的变压器，如图2—5所示。在此倒闸过程完成前，故障变压器原来供电的牵引负荷将中断供电。而且变电所的三相电源将中断，变电所的三相自用电如同纯单相结线变压器一样，依靠其他方式供电，对电力系统的负序影响也随之增大。
三、三相V,V结线
三相V,V结线是将两台V,V结线的单相变压器安装在同一油箱内，所以可视为单相变压器结线。如图2—6所示。一台单相变压器的高压绕组为A1-X1，低绕组为al-xl，另一台为A2—X2与a2—x2。高压绕组引出3个端子A,B,C接三相电源，所以通常又称为三相V,V结线变压器。
三相V,V结牵引变压器采用共扼式铁心结构，即在传统的等截面三柱铁心上，将中柱铁心作为两台单相变压器的共扼回路，两个边柱上为两台独立的单相变压器绕组，如图2—7(a)所示。为了使中柱磁通与两边柱磁通相等，两边桂绕组的绕向相反，使中柱磁通为两边柱磁通之差。由于两边柱电压U AC、右BC相差60°所以，两电压之差U AB＝U AC＝U BC,所以三柱铁心中的磁通也相等，如图2－7（b）所示。
同单相V,V结线一样，第一个高压绕组的尾端X1与第二个绕组的首端A2相连构成固定的V结，V的顶点为C相。如图2—8所示。但副边绕组的4个端子al，x1，a2，x2全部引出在油箱外部，根据牵引供电的要求，既可接成正"V" (V, V-12），（即a2与x1连接成为C相，即反"V"的顶点，al，x2分别为a相b相）。也可接成反"V"(V,V-6)。（即al与x2连接为C相，即反"V"的顶点，x1，a2分别为a相和b相）。
在牵引变电所安装时，变压器的原边端子A,B,C可根据换相要求接于电网有关相序，副边C端子与轨道和地网连接，a端子和b端子分别接到牵引网两条母线上，两母线电压分别为Uac和Ubc并相差60°，与图2－4所示的单相V,V结线类似。但C相电流为其他两相的1.732倍。
三相V，V结线是在单线V，V结线的基础上发展起来的新型结线方式，每个变电所安装两台同型变压器，一台运行，一台备用。这样，既保持了单相V,V 结线的主要优点，而且克服了单相V,V结线的缺点，最主要的是解决了单相V,V 结线牵引变电所无固定备用及其备用变压器自动投人问题。而且油箱内的两台单相变压器磁路互相独立。两台的容量可以相等，也可以不相等。两台单相变压器的有载调压或无载调压可分别进行，大大提高了供电的灵活性。
第二节三相牵引变电所
凡是采用三相变压器的牵引变电所就称为三相牵引变电所。
三相变压器广泛应用于电力系统，它的设计、制造工艺和运用技术都比较成熟，因此采用三相变压器就成为我国牵引变电所的首选方式，也是目前应用最广泛的方式。
一、三相牵引变压器的结线原理
三相牵引变压器均为双绕组油浸变压器。三相双绕组变压器的结线有多种形式，为统一起见，国家有关标准规定:Y,d11;Y,yn12;YN,di1三种形式作为标准结线。
牵引变电所采用其中的YN.dll结线，原边电压110 kV，副边电压27.5 kV。YN,dll
线的优点是：
(1)牵引变压器的容量较大，一般只能由110 kV或者220 kV电网供电，而该电压等级的电网为中性点直接接地系统。三相牵引变压器高压绕组接成YN型，便于与系统运行方式配合。
同时中性点接地还具有能降低绕组的绝缘造价等优点。
(2)从电机学原理知道，当三相变压器的副边绕组为三角形结线时，可以提供三次谐波电流的通路，从而保证变压器的主磁通和电势为正弦波。
三相牵引变电所均设两台三相变压器，两台变压器的接线完全相同。可以两台并联运行，也可以一台运行，一台备用。图2—9所示为其中一台变压器的原理结线图。
图中高压绕组接成YN型。绕组端子A,B,C接线路A,B,C相，也可根据换相要求接其他相序。中性点通过隔离开关QS接地，其原因有以下两点：
(1)由于每一个中性接地点，都构成零序电流回路的一个分支，对电力系统故障时的零序电流形成分流，使零序保护的动作受到影响。因此中性点何时需要接地，应根据地方电力调度的命令确定。通常中性点隔离开关训是断开的。
(2)为减小操作过电压对变压器绕组绝缘的威胁，在变压器送电和停电的瞬间必须合上中性点接地隔离开关。
副边绕组接成三角形，C端子接钢轨和地网，a端子和b端子分别接到牵引侧两相母线上，由于两侧牵引网的电压相位不同，因此在接触网上采用分相绝缘器。通常把两供电臂电压的正方向定为：由接触网指向大地。不难看出两臂电压分别
《牵引供电系统》知识点 1、轨道交通的供电制式：直流制、单相工频交流制、单相低频交流制。不同供 电制的牵引供电系统结构，应用范围。 2、电气化铁路负荷等级和对进线电源的要求：一级负荷，牵引变电所有两路独 立进线电源 3、我国电气化铁路的供电制式？单相工频交流制牵引供电系统组成。 单相工频交流供电制式；单相工频交流制牵引供电系统组成：牵引变电所和牵引网组成。牵引网：由馈线、接触网、轨地回流线等组成。 4、牵引网为什么会出现分相？电分相绝缘装置设置在什么地方？有什么作 用？ 因为牵引变压器将电力系统的三相电变为两相电，所以会出现分相；将分相绝缘器主要设置在牵引变电所出口处和分区所处；目的：把两相不同的供电区分开，并使机车光滑过渡。 5、牵引供电系统供电方式：直接供电方式，BT供电方式，带回流线的直接供电 方式，AT供电方式。基本电路原理图，优缺点。 直接供电方式：牵引电流通过电力机车后直接从钢轨或大地返回牵引变电所。 结构简单，投资最少，维护费用低。在负荷电流较大的情况下，钢轨电位高； 对弱电系统的电磁干扰较大。 BT供电方式：在接触网和回流线中串接吸流变压器，让牵引电流通过电力机车后从回流线返回牵引变电所。电磁兼容性能好，对周围环境影响小，钢轨电位低。 带回流线的直接供电方式：相对直接供电方式，钢轨电位和对通信线路的干扰有所改善。钢轨电位降低；牵引网阻抗降低，供电距离增长；对弱电系统的电磁干扰减小相对BT方式，结构简单，投资少，维护费用低；牵引网阻抗减小，供电距离增长 AT供电方式：能显著降低电气化铁路对通信线路的干扰，由于长回路电压提
高1倍，因此在同样的牵引功率下网上电流减小，电压损失、功率损失下降，牵引变电所间距变大。 6、牵引供电系统与牵引负荷的特点，分别给电力系统带来哪些电能质量问题？ 牵引供电系统的负荷特性，主要取决于电力机车的电气特性、铁路线路条件和运输组织方案等因素。 牵引变电所负荷具有如下特点：负荷波动频繁、负荷大小不均衡、负载率低、牵引变电所供电能力适应最大负荷需要。给电力系统带来了负序和谐波等电能质量问题。7、如何改善各个电能质量问题？有哪些措施？ 8、系统短路容量跟哪些因素有关？系统短路容量对各项电能质量指标有哪些 影响？ 9、牵引供电系统电压水平的规定：机车/动车组、接触网、变压器额定电压，最高电压和最低电压 10、电压损失和电压降的概念及计算方法。 11、馈线电流的计算方法：负荷过程法（计算机仿真法）、统计法（同型列车法）、概率分布法 12、纯单相变压器、Vv接线变压器、YNd11接线变压器、Scott接线变压器（1）接线原理 （2）根据换相要求确定次边牵引端口的电压相别，从而将原边接入合适的相别（3）原次边电流变换关系 （4）归算到牵引侧的等值电路 （5）在负荷相同的情况下，变压器容量有什么不同？ （6）原边负序电流的计算 （7）在负荷相同，接入系统电源相同的情况下，不同接线牵引变压器负序影响有什么不同？ 13、三相-两相平衡变压器的特点？ 14、牵引网阻抗计算的目的？ 确定牵引网压损，校验运行时网压水平；计算短路阻抗、短路电流，确定继电保
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。
北交大17春《牵引供电系统》第二次作业参考答案 （2018 年 10 月 6 日----2018 年 11 月 6 日） 1.电气化铁道牵引变压器的接线方式有哪些？各有何特点？ 2.当前高速铁路普遍采用的变压器接线方式是哪一种？为什么？ 3.变压器的计算容量，校核容量，最大容量，安装容量有何不同？ 4.变压器的过负荷能力对变压器容量有和影响？ 5.变压器的备用方式对变压器容量的选择有何影响？当前高速铁路采用的是那种备用方 式？ 6、计算题： 沪宁线（单线考虑）某变电所（镇江变电所）供电分区内：列车运行密度N=25对/天，假设每列列车牵引能耗A=1750KVA H所有列车累计运行时间56min,供电分区内有6个车站，该变电所采用三相变压器，固定备用，请确定该变电所的安装容量。 7、牵引网阻抗是什么？牵引网阻抗包含哪些回路，请画出单线铁路等值电路图。 8、牵引网阻抗的影响因素是什么？ 9、如何计算牵引网阻抗？ 10、计算牵引网阻抗有何意义？ 11、如何测量牵引网阻抗？ 12、计算：新建合肥至上海（按单线考虑）客专，接触网采用GJ-70+GLCA100/215 已知数据：导线有效电阻R仁0.184欧/公里，当量系数A=0.95 计算半径9.025毫米；等导线有效电阻R仁0.184欧/公里，当量系数A=0.95 承力索GJ-70计算参数： 有效电阻R2=1.93欧/公里，当量系数A=0.95 计算半径5.75毫米；等导线有效电阻R2=0.184 欧/公里，当量系数B=0.1导线高度 H仁6200毫米；结构高度h=1500毫米；驰度f=700毫米 钢轨参数：有效电阻R3=0.18欧/公里；计算半径96.5毫米；当量系数A=0.16 ；等值半径15.4毫米；大地土壤电导率:-=10°/i」cm 试计算牵引网阻抗。 1.常用的有四种接线方式：平衡变压器（阻抗匹配，非阻抗匹配；斯科特（Scoot ）接线方式；三相接线方
第二章高速铁路牵引供电系统 第一节电气化铁路的组成 由于电力机车本身不带原动机，需要靠外部电力系统经过牵引供电装置供给其电能，故电气化铁路是由电力机车和牵引供电系统组成的。 牵引供电系统主要由牵引变电所和接触网两部分组成，所以人们又称电力机车、牵引变电所和接触网为电气化铁道的三大元件。 一、电力机车 （一）工作原理 电力机车靠其顶部升起的受电弓和接触网接触获取电能。电力机车顶部都有受电弓，由司机控制其升降。受电弓升起时，紧贴接触网线摩擦滑行，将电能引入机车，经机车主断路器到机车主变压器，主变压器降压后，经供电装置供给牵引电动机，牵引电动机通过传动机构使电力机车运行。 （二）组成部分 电力机车由机械部分(包括车体和转向架)、电气部分和空气管路系统构成。 车体是电力机车的骨架，是由钢板和压型梁组焊成的复杂的空间结构，电力机车大部分机械及电气设备都安装在车体内，它也是机车乘务员的工作场所。 转向架是由牵引电机把电能转变成机械能，便电力机车沿轨道走行的机械装置。它的上部支持着车体，它的下部轮对与铁路轨道接触。 电气部分包括机车主电路、辅助电路和控制电路形成的全部电气设备，在机车上占的比重最大，除安装在转向架中的牵引电机之外，其余均安装在车顶、车内、车下和司机室内。 空气管路系统主要执行机车空气制动功能，由空气压缩机、气阀柜、制动机和管路等组成 （三）分类 干线电力牵引中，按照供电电流制分为：直流制电力机车和交流制电力机车和多流制电力机车。交流机车又分为单相低频电力机车(25Hz或16 2/3Hz)和单相工频(50Hz)电力机车。单相工频电力机车，又可分为交--直传动电力机车和交—直—交传动电力机车。 二、牵引变电所 牵引变电所的主要任务是将电力系统输送来的110kV三相交流电变换为（或55）kV单相电，然后以单相供电方式经馈电线送至接触网上，电压变化由牵引变压器完成。电力系统的三相交流电改变为单相，是通过牵引变压器的电气接线
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，
北交大17春《牵引供电系统》 第二次作业（2018年10月6日----2018年11月6日） 1.电气化铁道牵引变压器的接线方式有哪些？各有何特点？ 铁道电气化牵引供电方式有①、AT方式（自耦变供电）；②、BT方式（吸流变）；③、直供方式。不同的供电方式，需要的变压器是不同的。 ①、在一些老的支线上采用Dy11接线，此种变压器制造简单，运行中会产生 严重的负序分量，容量利用率也低，大约在70%多。后来经过云南变压器厂的改进，虽然提高了容量利用率，但负序问题没有解决；②、为了解决负序问题，就出现了平衡变压器，国外有斯科特和李伯来斯等接线方式。国内有阻抗匹配平衡变压器，后者不仅解决了负序问题，还提高了容量利用率（达100%），高压侧可有中性点引出。但设计和制造复杂，由云南变压器厂制造； ③、目前高铁常用的是220kV比27.5kV的单相变压器。其制造简单、运行可 靠。 2.当前高速铁路普遍采用的变压器接线方式是哪一种？为什么？ 现在用的比较多的就是带回流线的直接供电方式和AT方式。一般接触网电压不应低于20kv即可。牵引网阻抗主要和接触线规格有关，另外AT方式的阻抗分长回路阻抗和段中阻抗两项。 3.变压器的计算容量，校核容量，最大容量，安装容量有何不同？ 设备容量：该变压器所带的所有用电设备额定容量的和。 计算容量：1、单个用电设备，设备容量与用电负荷存在一个设备效率的差异。 2、针对某一组具体用电设备，每台设备运行时也并不一定运行在额定状态， 必须考虑负载系数的问题；所有的用电设备并非同时运行，这就需要考虑设备的同时系数问题。 3、多个组的用电设备，还存在是否同时运行的因素，因此需要考虑多个组的 同期系数。 4.变压器的过负荷能力对变压器容量有和影响？ 如果电机的容量大于变压器容量，实际上的物理反应就是变压器绕组过热，时间长了就导致线圈烧毁。 5.变压器的备用方式对变压器容量的选择有何影响？当前高速铁路采用的是
天津铁道职业技术学院 毕业环节总结 电气化铁道技术专业毕业总结 系部铁道动力系 班级电气化铁道技术1207班 姓名魏子涵 完成日期 2015年5月31日
电气化铁道技术毕业实习总结 魏子涵 时间就像白驹过隙一样，很快的三年的大学生活就要落幕，这三年的学习生活充满的各种滋味，有欢笑有汗水，生活就是这样，每一段时间都有不一样的事情发生，这三年是十分充实的，也是这三年的时间，促使我从一个学生不断的转变，让我不断的在探索中融入这个社会。大学生活即将结束时，感谢学校和单位给我们提供一个实习机会，让我在实践中更好地掌握从书本中学习的专业知识感受企业和社会文化，帮助我在将来的工作中更好地适应和发挥。 一、实习概况 （一）实习时间 2014年12月1日—15年5月31日 （二）实习地点兰州铁路局兰州供电段 （三）实习基本内容：在兰州供电段实习期间，主要学习供电段日常安全及工作是注意事项和铁路牵引变电所一、二次设备的绝缘测试以及接触网的维护与检修。 二、实习具体过程 （一）接触网部分 1.接触网工作基本知识的学习 通过对铁路安全文件的学习，我了解到接触网工必须实行安全等级制度, 经过考试评定安全等级, 取得安全合格证之后, 方准参加接触网的运行和检修工作。 接触网工分工较细, 同为接触网工岗位, 根据工作性质、安全等级的不同, 分为工作票填发人、工作领导人、监护( 工作监护、验电接地监护) 人、操作人、要令人、车梯负责人、防护人等。 工作职责也相应分为接触网工作票签发人工作职责、接触网工作领导人工作职责和作业组成员(包括监护、操作、要令、防护、车梯负责人等; 工作票签发人可以是作业组成员参加作业, 但必须履行作业组成员的工作职责) 工作职责。 2 .接触网日常工作 在师傅的指导下，我们学习了：
北交大《牵引供电系统》离线作业2 1.电气化铁道牵引变压器的接线方式有哪些？各有何特点？ 答：常用的有四种接线方式：平衡变压器（阻抗匹配，非阻抗匹配；斯科特（Scoot）接线方式；三相接线方式；单相接线方式； 特点：平衡变压器与斯科特变压器的利用率较高，对系统的不对称影响最低；单相的容量可以很大，但对系统影响较大，三相变压器利用率接近0.79-0.82，制造工艺成熟，质量稳定，有中性点，但对系统的影响较大。 2.当前高速铁路普遍采用的变压器接线方式是哪一种？为什么？ 答：当前高速铁路较多采用单相接线VV方式，大容量单相变压器制造容易，采用220KV 的电源网络，对系统影响可降至最低。 3.变压器的计算容量，校核容量，最大容量，安装容量有何不同？ 答：计算容量：根据列车正常运行密度（年货运量），线路区间状况（区间数），列车运行特征（能耗）等计算条件确定的最小容量； 最大容量：根据列车紧密运行密度（年货运量），线路区间状况（区间数），列车运行特征（能耗）等计算条件下，馈线短时最大工作电流时的容量； 校核容量：利用变压器的过负能力，最大容量与过负荷系数的比值，成为校核容量； 安装容量：根据运行备用方式和校核容量，综合计算容量，最大容量，在产品序列中选取确定的变压器最终容量。 4.变压器的过负荷能力对变压器容量有和影响？ 答：变压器的过负荷能力越强，（即在运行条件下过负荷的倍数大和时间长），变压器校核容量越小。但工程实践中，变压器负荷率一般在0.75是变压器的工作状态最好，功率因数最高，安全性能最稳定，因此实际的变压器都取较大容量，留有足够备用，虽然增加了工程静态投资，建设成本升高，但可最大限度延长变压器使用寿命，已策安全。 5.变压器的备用方式对变压器容量的选择有何影响？当前高速铁路采用的是
DN供电方式牵引供电系统项目设计方案 第2章主接线图设计方案 2.1 供电方案的说明 目前铁路的运力不断加大，电气化铁路的负荷也在不断增加。牵引变电所的设计要求简单实用，所以根据实际的运行要求选择直供加回流的供电方案。我国铁路供电的电压等级主要是110kV高压供电，所以本设计拟采用110kV三相供电。 ,d11。 进线端是两路进线，每路进线选用一台普通三相变压器，其接线方式为Y n 这两台主变压器之间互为备用。主变压器进线是三相110kV ，出线是每相27.5kV(单相供电,其中一相回流)在方案中选择容量合适的主变压器是很重要的，容量过小，容易过负荷；容量过大造成浪费，试运营成本增加。 主变压器的进线是三相进线，两台变压器互为备用。 馈线端是接27.5kV侧直接给接触网供电。低压侧采用单母线分段，四条馈线接辅助母线互为100%备用。在方案确定后紧接着要做的工作就是设计并确定主接线图。主接线图的设计会把这些设计思想反映在接线和设备的选用上。然后根据主接线图进行有关计算，最后选定高压设备[3]。 图2-1 带回流线的直接供电方式示意图
2.2 主接线图方案的设计 在进行主接线图设计之前，我参考了有关牵引变电所设计方案，争取把比较完整，比较先进的主接线设计方案运用在该设计中。对该设计中的主接线图的说明主要如下：该变电所电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质，选出的一种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式。该变电所的电气主接线包括110kV高压侧、27.5kV低压侧以及变压器的接线。因各侧所接的系统情况不同，进出线回路数不同，其接线方式也不同。电气主结线的基本结线形式有单母线接线，双母线接线，桥形结线和简单分支接接线。在该主接线图中，低压侧用了单母线分段（图2-2）。 图2-2 单母线分段示意图
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
1.一般3～15kV电压互感器采用()结构。 A.单相 B.三相 C.四相 D.五相 答案：B 2.当短路发生在电缆线路或低压网络时，总电阻与总电抗之比值大于()。 A.1/5 B.1/4 C.1/3 D.1/2 答案：C 3.牵引变电所将电力系统输送来的110kV三相交流电变换为()V的单相电。 A.27.5 B.30 C.37.5 D.40 答案：A 4.油浸式电压互感器多用于()kV及以下的电压等级。 A.35 B.110 C.220 D.330 答案：A 5.若发现全锚段接触线平均磨耗超过该型接触线截面积的()时，应当全部更换。
B.15% C.25% D.35% 答案：C 6.我国电气化铁路采用()。 A.工频单相交流制 B.工频三相交流制 C.工频四相交流制 D.工频五相交流制 答案：A 7.低式布置的断路器安装在()的混凝土的基础上。 A.0.5-1 B.1-2 C.2-4 D.4-6 答案：A 8.YNd11接线牵引变压器一般容量为()kVA。 A.10000～63000 B.20000～63000 C.30000～63000 D.40000～63000 答案：A 9.短时发热最高允许温度对硬铝及铝锰合金取()。
B.200℃ C.250℃ D.300℃ 答案：B 10.保护线电位一般在()V以下。 A.10 B.50 C.100 D.500 答案：D 11.浇注式电压互感器多用于()kV及以下的电压等级。 A.35 B.110 C.220 D.330 答案：A 12.当用开关电器断开电流时，如果电路电压不低于10～20V，电流不小于()mA。 A.50～80 B.80～100 C.100～120 D.120～140 答案：B 13.为满足机械强度要求，连接导线的截面不得小于()mm2。
A 《牵引供电系统》习题一 第一章供电系统的结构、原理与电力机车的相关知识 一、填空题请将第一大题前10○题作为作业上交，其余作为课后练习掌握，不需上传。 1、电力系统是指发电、送电、变电、用电组成的整体。 5、电网按其规模主要分为地区电网和区域电网。 7、电力网简称电网，由输电线路、配电线路、变电所组成。 10、按变电所的规模及作用，可将其分为枢纽变电所、地区变电所、用户变电所三种。 13 桥接线方式、双T接线方式、单母线分段方式三种。 16、牵引供电系统的电流制主要有（直流制）、低频单相交流制、三相交流制、工频单相交流制四种。 B 20、单相牵引变压器结线的方式有纯单相结线、单相 ，V结线、三相V，V 结线三种。 23、斯科特变压器可以把 ○ 90°的两相对称电压，它对电力系统形成的负序较小，且变压器的容量利用率较高。 、一台斯科特变压器包括M座变压器和T 30、牵引网是由 34、牵引变电所的一次供电方式有一边供电、两边供电、环形供电三种。 37、
型电力机车25kV侧的电路主要包括（受电弓）、主断路器、变压器、电压互感器、电流互感器、避雷器等设备。 80 二、名词解释 A仁慈慷慨的 B、环形供电—— 2、直接供电方式—— 四、作图题 1 2、画出复线区段的单边供电方式示意图。 第二章牵引变电所容量计算和选择 ○ 2、牵引变电所容量计算步骤分确定计算容量、确定校核容量、安装容量三步进行。 4 移动备用和固定备用两种。 二、名词解释 B1、牵引变压器的计算容量—— 2、牵引变压器的校核容量—— 3、牵引变压器的安装容量—— 三、简答题 1、简述牵引变压器容量计算和选择的步骤。 ○
一、选题意义 牵引供电系统是铁路的动力来源,供电系统的供电能力直接关系到铁路的整体运输能力。牵引变电所是牵引供电系统的核心设施，其主要功能是降压、分相以及向牵引负荷供电，牵引变电所带负荷能力的大小决定了铁路线的供电能力。 正常供电情况下，接触网供电分区由牵引变电所供应电能，相邻变电所之间毗连的供电臂相互绝缘，牵引变压器向各供电臂供应电能为电力机车提供动力。与一般电力负荷相比，牵引负荷有着自己的特点，如波动频繁、负荷大、短时集中、可靠性要求高、受电时间长以及负载率高。鉴于牵引负荷的诸多特点，实践运行时通常会将此类供电系统留有很大的余量。目前国内推行容量在315KV A以上的大工业类用户采用两部制电价计费，此外电气化铁路自1994年就已开始执行两部制电价。两部制电价的执行促使用户提高设备利用率，改变“大马拉小车”的状况，同时降低最大负荷，提高电网负荷率，减少无功负荷，改善用电功率因数，提高系统的供电能力，使供用双方从降低成本中都获得一定经济效益。对牵引电费中基本电价研究，目前均采用固定容量法计费，在当前两部制电价情况下,由于变压器容量选取过大的原因致使铁路局每年还要为此付出高额的基本电费。通过研究发现：一是，普速线的变压器安装容量较小且线路较为繁忙，基本电费所占比例较小，尤其石太线、丰沙线经常过负荷。因此，目前计费方式较合理；二是，京广高铁、石太客专变压器安装容量较大且运行初期列车密度小，应按变压器需量法方式计费，尤其石太客专要加快推进与供电公司的沟通协商力度，收集相关数据进行计费方式变更的各项准备工作；三是，京津城际变压器容量较小，基本电费所占比例较小，挖潜空间较小，做好进一步数据积累和追踪工作。《销售电价管理办法暂行规定》按照用户向电网申报负荷用电功率收取基本电费，但是超出申报值的部分加倍收费，为保证申报值的合理性，能够充分利用牵引变压器的过负荷能力,提高牵引变压器容量利用率，准确地分析牵引负荷这样随机波动大的牵引供电系统带负荷能力是十分重要的，这对降低铁路的运输成本具有重大意义。 一旦外部电源失压或牵引变电所设备故障引起全所停电时,通常由相邻的牵引变电所向停电的牵引变电所采取越区供电的方式向接触网供电。当采用越区供电时，电力机车的工作运行状况直接影响牵引变电所的供电能力，电力机车重载或行车密度大时会造成牵引变压器出现过负载现象，轻则造成变压器寿命缩短，重则导致变压器烧毁；电力机车轻载或行车密度小时会使牵引变压器容量利用率低，系统供电能力弱。越区供电相应地增加了两相邻牵引变电所的供电负荷，为满足超长距离供电，通常将变压器容量和电缆截面选择过大，除了造成供电设备容量闲置外，还给变压器的制造成本和运行成本造成较大的浪费。为了削弱越区供电对运输能力的影响，减少电力资源的浪费，避免过多地限制列车数量以及降低列车速度，需要在越区供电的情况下研究电力机车对牵引供电系统的影响,分析由于速度状态的改变和负荷的增加而导致的供电能力的变化以及变电所设备、网压、功率因数的变化, 并对能力值进行校验，给出最佳方案。通过本课题的研究，能够明确越区供电情况下电力机车对牵引供电系统供电能力的影响,提前发现可能对运营安全带来的隐患,为发生越区供电后列车的正常开行提供有力的支持,具有十分重要的工程意义。 在牵引供电领域，关于牵引供电系统的供电能力目前主要是在正常供电方式下的分析与研究，很少综合考虑在非正常供电方式下的分析与研究。针对牵引负荷的特性，需要对牵引供电系统的供电能力作综合分析来保证铁路的安全可靠运
哈大电气化铁路牵引供电系统情况介绍
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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。
北京交通大学17春《牵引供电系统》第三次作业参考答案 2018年11月1日—2018年11月29日 1. 短路有几种类型？用什么危害？ 2. 短路计算的目的什么？ 3. 短路计算的假设条件是什么？ 4. 如何防止发生短路？ 5. 哪种类型的短路，故障电流最大？为什么？ 6. 交流电气化铁道供电系统短路的有什么特点？ 7. 短路计算的步骤和过程是什么？ 8. 何为发电机的次暂态电抗，暂态电抗，稳态电抗？哪个值大？计算时取哪个？为什么？ 9. 某供电系统如下图所示，发生三相对称短路，请解答如下问题： 元件1：30MVA ，125.0' ')*(=N G X 元件2: 15MVA ，5.10%=K U 元件3: 4%,110KV,300A T N NK X U I === （1） 计算K 点前的系统阻抗标幺值； （2） 若电源为无穷大容量，计算K 点的瞬态短路电流值； （3） 计算0.01秒时的最大短路冲击电流； （4） 计算短路电的容量； 10. 若3个电源全部为无限大电源，计算： （1）K 点三相短路瞬态电流标幺值和短路容量； （2）K 点的转移电抗和三个电源的电流分布系数；
11、试分析下图，做出的正序、负序和零序网络图。 1. 供电系统短路有四种类型；单相接地短路，发生概率较高；两相接地短路，两相短路， 三相对称短路；电气化铁路通常发生单相接地短路的情况较多； 短路的危害： 短路的大电流造成设备受损，短路的电弧高温危及人身与设备安全，短路造成系统震荡，短路会造成无线电及通讯干扰； 2. 短路计算的目的： 选择高压电气设备的容量，动稳定条件，热稳定条件，导体截面 选择中性点运行方式，确定继电保护的整定值 3. 短路计算的假设条件：A ： 不计过渡电阻的金属性短路，B ：不计系统电容效应，C ： 高压网络不计电阻（当电抗值大于三倍电阻值时），以上为主条件，主要附加条件有3项，其中发电机功角一致，不计变压器励磁电流，短路前系统对称运行； 4. A ： 从系统设计开始，科学计算，科学论证，采用先进方法进行科学合理的设计出图， 保证优质设计； B ： 施工与安装要严格按规程规范操作，精密施工，正确安装，严格监理，严格验收，严格试验； C ： 运营管理和检修要规范，科学，符合设备运行与检修规律，培训与培养设备检修与管理的工程师，技术员，和维修试验人员，不断提升专业技能与劳动素质，开发人力资源， 5. 在一般情况下，三相对称短路的短路电流最大，但也有例外：如零序阻抗较小的网络单 相短路电流往往较大，在环网结构中，两相短路电流可能较大， 6. 先根据列车能耗，走形时间，区间带电概率，运行密度（每昼夜对数），列车电流，供 电臂电流等确定变压器计算容量（最小容量）；按列车紧密运行条件和馈线重供电臂最大短时平均电流确定变压器的最大容量；按变压器过负荷能力，对变压器容量校核（校核容量）；根据备用方式（一般固定备用）在产品序列中选取，即可得到安装容量。 7. 发电机在短路瞬间，磁场变化，磁链守恒，电抗随转子角度发生改变，一般次暂态电抗 最小，暂态电抗较大，稳态电抗最大，为了获得最严重短路电流，一般采用最小的次暂态电抗做为短路计算条件。 9计算题： （1）选取基准值： Sd=100MV A ，Ud=Uav; 计算网络转移电抗*X 根据题目条件：
高速铁路牵引供电系统 电气化铁路的组成 由于电力机车本身不带原动机，需要靠外部电力系统经过牵引供电装置供给其电能，故电气化铁路是由电力机车和牵引供电系统组成的。 牵引供电系统主要由牵引变电所和接触网两部分组成，所以人们又称电力机车、牵引变电所和接触网为电气化铁道的三大元件。 一、电力机车 （一）工作原理 电力机车靠其顶部升起的受电弓和接触网接触获取电能。电力机车顶部都有受电弓，由司机控制其升降。受电弓升起时，紧贴接触网线摩擦滑行，将电能引入机车，经机车主断路器到机车主变压器，主变压器降压后，经供电装置供给牵引电动机，牵引电动机通过传动机构使电力机车运行。 （二）组成部分 电力机车由机械部分(包括车体和转向架)、电气部分和空气管路系统构成。 车体是电力机车的骨架，是由钢板和压型梁组焊成的复杂的空间结构，电力机车大部分机械及电气设备都安装在车体内，它也是机车乘务员的工作场所。 转向架是由牵引电机把电能转变成机械能，便电力机车沿轨道走行的机械装置。它的上部支持着车体，它的下部轮对与铁路轨道接触。 电气部分包括机车主电路、辅助电路和控制电路形成的全部电气设备，在机车上占的比重最大，除安装在转向架中的牵引电机之外，其余均安装在车顶、车内、车下和司机室内。 空气管路系统主要执行机车空气制动功能，由空气压缩机、气阀柜、制动机和管路等组成 （三）分类 干线电力牵引中，按照供电电流制分为：直流制电力机车和交流制电力机车和多流制电力机车。交流机车又分为单相低频电力机车(25Hz或16 2/3Hz)和单相工频(50Hz)电力机车。单相工频电力机车，又可分为交--直传动电力机车和交—直—交传动电力 机车。 二、牵引变电所 牵引变电所的主要任务是将电力系统输送来的110kV三相交流电变换为（或55）kV单相电，然后以单相供电方式经馈电线送至接触网上，电压变化由牵引变压器完
北交大17春 《牵引供电系统》第二次作业参考答案 （2018年10月6日----2018年11月6日） 1. 电气化铁道牵引变压器的接线方式有哪些？各有何特点？ 2. 当前高速铁路普遍采用的变压器接线方式是哪一种？为什么？ 3. 变压器的计算容量，校核容量，最大容量，安装容量有何不同？ 4. 变压器的过负荷能力对变压器容量有和影响？ 5. 变压器的备用方式对变压器 容量的选择有何影响？当前高速铁路采用的是那种备用方式？ 6.计算题： 沪宁线（单线考虑）某变电所（镇江变电所）供电分区内：列车运行密度N=25对/天，假设每列列车牵引能耗A=1750KVAH ，所有列车累计运行时间56min,供电分区内有6个车站，该变电所采用三相变压器，固定备用，请确定该变电所的安装容量。 7、牵引网阻抗是什么？牵引网阻抗包含哪些回路，请画出单线铁路等值电路图。 8、牵引网阻抗的影响因素是什么？ 9、如何计算牵引网阻抗？ 10、 计算牵引网阻抗有何意义？ 11、如何测量牵引网阻抗？ 12、计算：新建合肥至上海（按单线考虑）客专，接触网采用 GJ-70+GLCA100/215 已知数据：导线有效电阻R1=0.184欧/公里，当量系数A=0.95 计算半径9.025毫米；等导线有效电阻R1=0.184欧/公里，当量系数A=0.95 承力索GJ-70计算参数： 有效电阻R2=1.93欧/公里，当量系数A=0.95 计算半径5.75毫米；等导线有效电阻R2=0.184欧/公里，当量系数B=0.1 导线高度H1=6200毫米；结构高度h=1500毫米；驰度f=700毫米 钢轨参数：有效电阻R3=0.18欧/公里；计算半径96.5毫米；当量系数A=0.16； 等值半径15.4毫米；大地土壤电导率410/cm α-=Ω? 试计算牵引网阻抗。
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 2163 Hz 或25HzD 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% 61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（ ）。 （ ）
1.分相绝缘器每块玻璃钢绝缘件长()m。 A.1.8 B.2.8 C.3.8 D.4.8 答案：A 2.三相YNd11变压器过负荷倍数取()。 A.0.5 B.0.7 C.1.5 D.2.0 答案：C 3.额定热稳定电流的持续时间为()。 A.1s B.2s C.3s D.4s 答案：B 4.限制短路电流的措施通常是在线路上接()。 A.电抗器 B.电阻器 C.电容器 D.电导器 答案：A 5.当短路发生在电缆线路或低压网络时，总电阻与总电抗之比值大于()。
B.1/4 C.1/3 D.1/2 答案：C 6.单相YNd11变压器过负荷倍数取()。 A.0.5 B.0.7 C.1.5 D.1.75 答案：D 7.为满足机械强度要求，连接导线的截面不得小于()mm2。 A.1.5 B.2.0 C.2.5 D.3.0 答案：A 8.使用快速保护和高速断路器时，其开断时间小于()s。 A.0.1 B.0.2 C.0.3 D.0.4 答案：A 9.若电力网电压低于熔断器额定电压，则熔断器熔断时产生过电压可达()倍。
B.3-4.5 C.4.5-6 D.6-8 答案：B 10.220kV及以下电压等级，允许其最高工作电压较额定电压约高()。 A.5% B.10% C.15% D.20% 答案：C 11.运行实践表明，接触网发生断线事故情况较少，影响范围也仅为()个跨距。 A.1～2 B.3～4 C.5～6 D.7～8 答案：B 12.YNd11接线牵引变压器一般容量为()kVA。 A.10000～63000 B.20000～63000 C.30000～63000 D.40000～63000 答案：A 13.我国电气化铁路采用()。
光伏接入牵引供电系统对电能质量的影响 发表时间：2019-02-21T14:58:16.847Z 来源：《电力设备》2018年第25期作者：韩慧荣 [导读] 摘要：将光伏系统接入牵引供电系统向牵引负荷供电，可在一定程度上降低电气化铁路对电力系统的供电需求，有利于充分利用电力系统的供电资源。 （国网太原供电公司山西太原 030012） 摘要：将光伏系统接入牵引供电系统向牵引负荷供电，可在一定程度上降低电气化铁路对电力系统的供电需求，有利于充分利用电力系统的供电资源。若在接入光伏系统的基础上增加储能装置，可提高光伏能量的利用率，降低牵引负荷剧烈波动对电力系统的影响，减少牵引负荷产生的负序，改善电能质量指标，因此其在实现电气化铁路的节能和环保方面具有重大意义。 关键词：光伏接入；牵引供电系统；电能质量；影响 一、接入方案 光伏发电系统是利用太阳能光伏板进行发电，通过升压和逆变2级转换后变为交流量。其可作为电源接入牵引变电所的110kV侧或27．5kV侧，与电网同时向牵引供电系统供电。若利用牵引变电站的110kV进线侧作为光伏并网接入点，则与常规光伏并网无异，但利用铁路用地的光伏发电系统容量较小，在经济性方面无突出优势，即使光伏发电系统以额定输出且无牵引负荷，当光伏发电系统的输出功率全部进入电力系统时，在110kV侧的电流仍然很小，110kV侧电流互感器设备的计量精度难以满足要求。若在牵引变电站的27．5kV侧接入光伏发电系统，因为电压等级低，能够直接为牵引负荷供电。因此，本文着重分析光伏系统在27．5kV侧接入牵引供电系统的方案。光伏系统产生27．5kV的三相交流电，在牵引变电站的27．5kV公共母线处接入系统后，分别接入1号牵引变压器和2号牵引变压器，正常发电时，通过主用牵引变压器接入系统，接入方案示意图如图1所示。 在接入点前设置计量点，用于计算光伏发电量。利用牵引变电站的27．5kV公共母线作为光伏并网接入点，可以实现同时向两侧母线供电。但是，需论证接入光伏发电系统后对电能质量的影响，特别是不同牵引负荷下电压不平衡度是否满足相关标准要求，确保可以顺利接入电网。 图2光伏系统采用V型变压器接入牵引供电系统示意图 二、理论分析 1.光伏牵引特性 我国的电气化铁路牵引供电系统采用工频单相交流制，牵引负荷是一种单相交流非线性负荷。牵引供电系统大量采用V型接线牵引变压器，这种接线方式简单、容量利用率高。本文以光伏系统采用V型接线变压器为例分析光伏牵引特性。方案示意图如图2所示。设光伏系统升压变压器和牵引变压器的变比分别为k1和k2。 光伏系统升压变压器原次边电流关系为: (1) 光伏系统输出的三相电流I″a、I″b、I″c对称，可得光伏系统注入牵引供电系统的三相电流I'a、I'b、I'c对称。分析式(1)可以得到光伏系统在电力系统侧产生的三相电流分量为: (2)