《牵引供电系统》习题.docx

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《牵引供电系统》习题

《牵引供电系统》习题一、二、三

一、填空题

1、电力系统是指（发电）、送电、变电、用电组成的整体。

2、电网按其规模主要分为地区电网和（区域）电网。

3、电力网简称电网，由（输电线路）、配电线路、变电所组成。

4、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。

5、牵引变电所的一次侧主接线方式有（桥接线方式）、双T接线方式、单母线分段方式三种。

6、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。

7、单相牵引变压器结线的方式有（纯单相结线）、单相V，V结线、三相V，V结线三种。

8、斯科特变压器可以把（三相对称）电压变换成相位差为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。

9、斯科特变压器可以把三相对称电压变换成相位差为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小。

10、一台斯科特变压器包括M座变压器和（T）座变压器。

11、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。

12、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。

13、SS8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。

14、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。

15、牵引变压器的备用方式有移动备用和（固定备用）两种。

16、牵引网阻抗是计算牵引网的电压损失、电能损失、（短路电流）所必需的基本参数。

17、牵引网主要由接触网和（钢轨）组成。

18、单线牵引网阻抗的计算，就是两个等值导线-地回路阻抗的计算，其主要任务在于把各并联导线-地回路归算成单一导线-地回路，并完成两个导线-（地）回路的等值阻抗计算。

19、根据国家有关标准规定，铁道干线电力牵引母线上的额定电压为（27.5）kV，自耦变压器供电方式为55kV，电力机车额定电压为25kV，最高允许电压为29kV，最低工作电压为20kV，受电弓上电压不得低于19kV。

20、牵引供电系统由于（阻抗）及负荷而导致供电电压降低，其降低的数值称为电压损失。

21、牵引网中的电压损失，等于（牵引变电所馈出母线）额定电压与电力机车受电弓上电压的算术差。

它不同于牵引网中的电压降。

牵引网中的电压降等于牵引网电流与牵引网阻抗的乘积，也就是变电所馈出母线电压与电力机车受电弓电压的相量差。

22、牵引变电所的电压损失，就是牵引变电所（牵引变压器）的电压损失。

23、牵引负荷在电力系统中造成的最大电压损失，一般由（电力部门）根据系统和牵引负荷的资料进行计算。

此时应保证牵引变电所的供电电压不得超过110kV的±10%。

牵引负荷按计算变压器最大电压损失的条件考虑。

24、常常将牵引变电所的空载母线电压调到（29）kV左右。

另外，牵引网的最低允许电压为20kV，非正常情况下不得低于19kV。

因此，在严重情况下，允许牵引负荷在供电臂、变压器以及电力系统中造成的电压损失总和不得超过9kV，非正常情况下不得超过19kV。

25、牵引供电系统的电能损失，主要包括（牵引网电能损失）和牵引变压器电能损失两部分。

26、牵引变压器的电能损失是指变压器的（铜耗）和铁耗两部分能耗。

27、牵引变压器的电能损失在实际当中是通过（铜耗和铁耗）计算的。

28、接触导线允许截流量，是指一定环境条件下不超过导线（最高允许工作温度）时所传输的电流。

29、选择接触导线截面时应满足（机械强度）和电气性能两方面的要求。

30、从经济的角度，选择导线时，在保证接触导线所传输的电流不超过允许截流量的条件下，可考虑适当（减小）传输的电流密度，增大导线截面。

31、由于工频单相交流电气化铁道的负荷是（单相）的，当三相电力系统向它供电时，三相不均衡的负荷将在电力系统中引起（负序电流），同时，整流型电力机车使牵引网的电流（畸变），产生的（谐波）电流进入电力系统，这些会都对电力系统的运行产生不良的影响。

所以，有必要对这些不良影响和改善措施深入研究。

32、牵引网对通信线路产生影响按产生的根源可分为（静电感应影响）、（电磁感应影响）、（传导电流）影响三种；按性质可分为（危险电压影响）和（杂音干扰影响）两种。

33、交流牵引网对通信线路干扰的防护应从（产生干扰的源头—牵引供电系统）和（被干扰的对象—通信线路）两方面进行。

二、名词解释

1、环形供电——为提高供电可靠性，使用户可以从两个方向获得电源，通常将供电网连接成环形，这种供电方式简称为环形供电

2、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的一种供电方式。

3、牵引变压器的计算容量—按正常运行的计算条件求出主变压器供应牵引负荷所必须的最小容量

4、牵引变压器的校核容量——按列车紧密运行时的计算条件并充分利用牵引变压器的过负荷能力所计算的容量

5、牵引变压器的安装容量——根据计算容量和校核容量,再考虑其他因素（如备用方式）等,最后按变压器实际产品的规格所确定的变压器台数与容量。

6、牵引网阻抗——指供电臂的电压损失、电能损失、短路计算的基本参数。

通过实施牵引网阻抗的测试，可确保电气化系统的稳定运行。

7、牵引网的电压损失—由于阻抗及负荷而导致牵引网电压降低,其降低的数值称为牵引网电压损失

8、牵引变电所的电能损失——牵引变电所的电能损失是指牵引变压器的电能损失，由空载损耗与负载损耗两部分组成。

这两部分损耗可分别通过变压器的空载试验与短路试验而得到。

在每台变压器的铭牌上也都标有空载损耗与短路损耗

9、TSC补偿装置——它可用于补偿牵引网电压，多装设分区所或靠近供电臂末端的车站。

晶闸管开关还带谐波滤波器，以解决功率因数和谐波问题，对谐波问题要求不严时，可只装设3次谐波滤波器，这也是防止谐波放大保证设备安全运行所需要的。

10、杂散电流影响——它是由流入大地中的杂散电流以邻近的以大地作回线的单导线通信电路产生的影响

11、危险影响——在接触网临近的通信架空明线或其他导电线中感应的电压较高，能使连接于其中的设备绝缘遭受破坏，甚至危及接触这些被感应导电线和设备的人员人身安全。

12、杂音干扰影响——在接触网临近的线路中感应的杂音电压干扰通信线路的正常工作。

三、简答题

1、单相接线变压器的优缺点是什么？

答：

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1

2、斯科特结线变压器的优点有哪些？

答：

优点：

当M座和T座两供电臂负荷电流大小相等，功率因素也相等时，斯科特结线变压器原边三相电流对称。

变压器容量可全部利用。

（用逆斯科特结线变压器把对称两相电压变换成对称三相电压）。

对接触网的供电可实现两边供电。

3、斯科特结线变压器的电压关系是怎样的？

答:

斯科特结线变压器可以把三相对称电压变换成两相对称电压,所谓两相对称是指数值相等,相位相差90°

4、简述牵引变压器容量计算和选择的步骤？

答：

1）、根据铁道部任务书中规定的年运量大小和行车组织的要求确定计算容量，这是为供应牵引负荷所必须的容量。

2）、根据列车紧密运行时供电臂的有效电流和充分利用牵引变压器的过载能力，确定校核容量，这是为确保变压器安全运行所必须的容量。

3）、根据计算容量和校核容量，再考虑其他因素（如备用方式等），并按实际变压器系列产品的规格选定变压器的数量和容量称为安装容量

5、简述单线牵引网等值单位阻抗Z的计算步骤？

答：

单线牵引网中的Z1、Z2和Z12计算如下：

（1）Z1—接触导线—地回路的自阻抗，简单悬挂的接触网只有接触导线，故Z1＝Zc。

Zc＝rc+0.05+j0.145lg（Dg/Rεc）（Ω/km）

（2）Z2＝Zr—等值轨道—地回路的自阻抗，计算一条钢轨与大地组成的回路的自阻抗Zr自和两条钢轨——地回路间的互阻抗Zr互，即

Zr自＝rr+0.05+j0.145lg（Dg/Rεr）（Ω/km）

Zr互＝0.05+j0.145lg（Dg/dr）（Ω/km）

两条钢轨相互并联，则：

（3）Z12—接触导线—地回路与等值轨道—地回路间的互阻抗

Z12＝Zcr＝0.05+j0.145lg（Dg/dcr）（Ω/km）

即可求得简单悬挂的单线路牵引网等值单位阻抗Z为：

Z＝Zc-Zcr2/Zr（Ω/km）

6、负序电流对电力系统有哪些影响？

答：

1.单项牵引负荷，引起发电机的不对称运行。

当最大一项电流达到时额定值较小的两相电流却小于额定值。

因此，限制了发电机的动力。

2.当负序电流流过发电机定子绕组时，产生负序旋转磁场。

它相当于转子的旋转速度为同步转速的两倍，在转子表面感应产生涡流。

这些附加电流和涡流形成附加损耗，引起转子温增高。

3.由负序旋转磁场与转子激磁磁势以及由正序旋转磁场与定子负序磁势所产生的两倍工频的交变电磁力矩，同时作用在转子转轴和定子基座上，引起两倍工频的附加震动。

7、为了尽量减轻单相牵引负荷给电力系统造成的负序影响，在牵引供电系统采取哪些改善措施？

答：

牵引供电系统采取的措施

（1）采用牵引变电所换相连接的供电方式。

（2）牵引变电所采用Scott结线、平衡牵引变压器。

下面主要介绍牵引供电系统中通常采用的换相连接。

对牵引变电所换相连接的基本要求：

①对称。

把各牵引变电所的单相牵引负荷轮换接人电力系统的不同相，使电力系统的三相负载电流对称。

②除了纯单相结线牵引变电所，其他牵引变电所两相邻变电所的供电分区同相，以便必要时采取越区供电，并减少接触网的分相绝缘器数量。

③接触网分相绝缘器两端的电压不超过接触网的对地电压。

除了上述的基本要求之外，还应考虑下列问题：

相邻电气化铁路汇合处（一般指枢纽地区），如果不设牵引变电所，则考虑各供电臂为同相。

三相牵引变电所换相的联结，应考虑重负荷供电臂作为引前相。

8、简述牵引变电所的换接相序？

答：

牵引变电所换接相序，就是指各相邻牵引变电所引变电器的原边各端子轮换接入电力系统中的不同的相。

如果各牵引变电所由同一电力系统供电，则各牵引变电所的牵引负荷在电力系统中引起的总负序电流与每个牵引变电所引入的相序有关。

为了达到减小单相牵引负荷在电力系统中引起的负序电流，减轻对电力系统的负序影响的目的，通常采用牵引变电所换接相序的措施。

9、谐波电流的主要来源是什么？

它有哪些常用的参数？

答：

谐波电流的来源有的来自电力系统本身,有的来自用户。

来自用户的大谐波源有:

电气化铁路、静止补偿电容（以下简称SVC）、交直流整流设备、电弧炼钢炉、地铁等;小谐波源有:

调光日光灯、单相电风扇、红外线电器、收音机、电视机等。

来自电力系统本身的谐波源有:

直流输电中的换流站、高磁密的电力变压器和改善功率因数的SVC组等。

10、减少谐波影响的措施有哪些？

答：

对重大谐波源,首先应做好测试、摸底工作,摸清谐波畸变率和谐波电压含有率是否超标,并制定相应的降谐波措施。

测试谐波技术比较复杂,具体测试时,事先要作周密的准备。

对谐波大用户,用变压器与电网隔离。

上海地铁采用“三级供电方式”,即用110kV线路输给地铁的主变电站,通过电力变压器降成33kV和10kV供给牵引变压器和降压变压器,经整流和降压后,分别作为地铁列车的牵引电源和动力照明电源。

这样,高次谐波受到电力变压器的隔离和抑制,从而减小了注入110kV电网和配电线路的谐波分量

11、并联电容补偿可起到哪些作用？

答：

并联电容补偿可起到提高功率因数，补偿无功功率。

12、并联电容补偿有哪几种方案？

答：

：

并联电容器的补偿方式有高压集中补偿、低压成组补偿和分散就地补偿（个别补偿）。

13、简述为了减少牵引网对通信系统影响电气化铁道可采用的措施？

答：

1）在牵引网中架设吸流变压