牵引变电所知识学习.docx
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牵引变电所知识学习
第一章牵引变电一次设备
一概述
、什么叫牵引供电系统牵引供电系统由哪几部分组成?
?
1
铁路从地方引入电源，通过牵引变电所降压至。
送至电力机5kv110kv27
车的整个系统叫牵引供电系统。
牵引供电系统由以下几部分组成地方变电站、输电线、牵引变电所、110kv:
。
馈电线、接触网、电力机车、轨回流线、地回流线。
5kv27
、牵引供电系统的供电方式有哪几种?
2
有以下三种直供方式以钢轨与大地为回流；---:
方式电流通过吸流变压器与回流线再返回变电所，限制对通信线路---BT
的干扰；
方式利用自耦变压器对接触网供电，以减少对通信线路的干扰。
---AT
、什么叫牵引网?
3
通常将接触网、钢轨回路包括大地、馈电线和回流线组成的供电网称为）（
牵引网。
、牵引变电所的作用是什么?
4
牵引变电所从地方引入高压，通过牵引变压器降至适合电力机车110kv
运行的。
电压，送至接触网，供给电力机车运行。
其作用是接受、5kv27
分配、输送电能。
、牵引变电一次设备包括什么?
5
牵引变电一次设备由以下几部分组成牵引变压器、断路器、隔离开关、电:
压互感器、电流互感器、母线、避雷器、电抗器、电容器、接地装置等。
．
、牵引变电所有哪几个电压等级?
6
交流。
5kv10kv380v220v110v:
110kv27
直流:
220v（110v）
、牵引变电所对接触网的供电方式有哪几种?
7
牵引变电所对接触网的供电有两种方式单边供电和双边供电。
:
接触网通常在相邻两牵引变电所的中央断开，将两牵引变电所间两个供电
臂的接触网分为两个供电分区。
每以供电分区的接触网只能从一端的牵引
变电所获得电能，称为单边供电。
如果在中央断开处设开关设备时可将两供电分区连通，此处称为分区亭。
将分区亭的断路器闭合，则相邻牵引变电所间的两个接触网供电分区可同
时从两变电所获得电能，此方式称为双边供电。
、牵引变电所一次接线方式有哪几种?
8
牵引变电所一次接线主要有桥式接线和双型接线两种。
T
桥式接线在通过式变电所中，有电力系统的穿过功率通过，桥断路器应:
（1）
经常处于闭合状态，这种接线称为桥式接线。
桥式接线有外桥式和内桥式
两种:
外桥式接线连接桥设在线路侧时，为外桥式接线。
外桥式接线适用于线:
a）
路较短或变压器需要经常切换的情况。
内桥式接线连接桥设在变压器侧时，为内桥式接线。
内桥式接线适用:
b）
于线路较长或变压器不需要经常切换的情况。
双型接线也叫分支接线，它于外桥式接线相似，区别是用桥隔离开关:
T
（2）
代替了原来的桥断路器。
双型接线设置了桥隔离开关目的是当某一因故T
障或检修退出运行时，另一输电线路可借助桥隔离开关向两台变压器同时
供电。
母联隔离开关经常是闭合的，两组进线只有一组向变电所供电的是工作电
源主电源，另一组输电线则是备用电源副电源，与桥式接线相比，省去））（（
一台断路器，隔离开关也减少了。
因此屋外配电装置的结构简化，占地面
积减小，相应的以桥断路器为作用的保护装置也随之取消，控制室内的二
次接线大为减化。
牵引变电所一次接线大多采用双型接线。
T
、各级电压的配电装置相别排列是如何规定的?
9
面对出线方向时，一般从左到右、由远及近、从上而下按、、相别CAB
排列，并用黄、红、绿三种颜色标明。
二、变压器
、牵引变压器的作用是什么?
10
牵引变压器是牵引变电所最主要的设备之一。
其作用是将电压从高压变
为低压，把发电厂输送的高压通过降压线圈变为适合电力机车运行110kv
的。
电压。
5kv27
、变压器的工作原理是怎样的?
11
我们把变压器接电源的一侧叫一次侧，也叫原边；一次侧线圈叫一次线
圈，也叫原线圈。
把变压器接负载的一侧叫二次侧，也叫副边；二次侧线
圈叫二次线圈，也叫副线圈。
变压器是一种按电磁感应原理工作的电器设备。
一个单相变压器的两个
线圈绕在一个铁芯上，副边开路原边施加交流电压，则原线圈中流过U1
电流，在铁芯中产生磁通。
磁通穿过副线圈在铁芯中闭合，在副边感应I1
一个电动势。
当变压器副边接上负载后，在电动势的作用下将有电E2E2
流通过，这样负载两端会有一个电压降，约等于，约等于U1U2U2I2E2
，所以E1
U1/U2=E1/E2=n1/n2=K
式中、为原副线圈的端电压，、为原副线圈的匝数，为变KU1n1U2n2
压器的变比。
由上式可以看出，由于变压器原副线圈匝数不同，因而起到
了变换电压的作用。
、牵引变压器由哪些主要部件组成各部件的作用是什么?
12?
牵引变压器是油浸式变压器，它主要是由铁芯、线圈、油箱、套管、油
枕、防爆管、净油器、散热器、呼吸器、温度计、瓦斯继电器等组成。
铁芯是变压器最基本的组成部分之一，它由硅钢片叠装而成，变压器:
（1）
的一、二次线圈都绕在铁芯上。
线圈用铜线或铝线绕成圆筒形的多层线圈，有一次侧线圈和二次侧线:
（2）
圈，都绕在铁芯上，导线外边用纸或沙包绝缘。
油箱是变压器的外壳，内部充满变压器油，使铁芯与线圈浸在变压器:
（3）
油内。
变压器油的作用是绝缘与散热。
绝缘套管变压器各侧引线必须使用绝缘套管，为了线圈的引出线从油:
（4）
箱内引到油箱外，使带电的引线穿过油箱时与接地的油箱绝缘。
绝缘套管
作用是绝缘和支持。
油枕变压器油因温度的变化会发生热胀冷缩的现象，油面也会由于温:
（5）
度的变化而发生上升和下降。
油枕的作用就是储油和补油，使油箱内保证
充满油，同时油枕缩小了变压器与空气的接触面，减少油的劣化速度。
油
枕侧面的油位计还可以监视油的变化
呼吸器油枕内空气随变压器油的体积膨胀或缩小，排除或吸入的空气:
（6）
都经过呼吸器。
呼吸器内装有干燥剂硅胶来吸收空气中的水分，过滤空）（
气，从而保持油的清洁。
防爆管装于变压器顶盖上管口用薄膜封住。
变压器内部故障时，油箱:
（7）
内温度升高，产生大量气体，压力也增大，油和气体便冲破防爆管口薄膜
向外喷出，防止变压器油箱爆炸或变形。
注本所变压器无防爆管装置）:
（
散热器当变压器上层油温和下层油温产生温差时，通过散热器形成油:
（8）
的对流，经散热器冷却后流回油箱以降低变压器温度。
为提高冷却效果可
采用风冷、强迫油循环风冷、强迫油循环水冷等措施。
瓦斯继电器装在油箱与油枕的连接管上。
当变压器内部严重故障时，:
（9）
接通跳闸回路，当变压器内部不严重故障时，接通信号回路。
瓦斯保护是
变压器内部故障的主保护。
温度计用来测量油箱内上层油温，监视变压器是否正常运行。
:
（10）
、什么是变压器的额定容量、额定电压、额定电流、变比k?
（Ue）（Pe）（Ie）13
额定容量指变压器在厂家铭牌规定的条件下，在额定电压、电流连续运---
行时所输送的容量。
三相变压器Pe=√3（UeIecosΦ）
单相变压器Pe=UeIecosΦ
额定电压指变压器长时间运行时能承受的工作电压。
---
三相变压器Ue=Pe/IecosΦ
单相变压器Ue=Pe/Ie
额定电流变压器在额定容量下，允许长时间通过的电流。
---
变比即变压器电压比，指变压器各侧的额定电压比。
---
、变压器并列运行的条件是什么当不符合并列条件时会引起什么后果?
?
14
变压器并列运行必须满足的条件是:
连接组别相同；
（1）
一、二次侧额定电压分别相等变比相等；）（
（2）
阻抗电压相等。
（3）
连接组别不同时，各台变压器二次线电压相位不同，至少相差度，由30
于存在这个相位差将会产生很大的电压差，这个电压差将会在线圈中产生
很大的环流，会使变压器严重损伤甚至烧坏。
因此连接组别不同的变压器
绝对不能并联。
变比不等的变压器并联时，其二次侧线圈感应的电动势不等，会产生电势
差，变压器二次线圈间也会有环流存在，因此要求并联变压器的变比相等。
两台阻抗电压不等的变压器并联时，阻抗电压大的负载分配少。
当这台变
压器满载时，另一台阻抗电压小的变压器就要过载，因而要求并联变压器
阻抗相等。
、巡视变压器时，除一般项目和要求外，还应有哪些内容?
15
还应有以下内容:
防爆管口薄膜无破裂，密封良好；
（1）．
呼吸器内应无油，干燥剂颜色应正常；
（2）
冷却装置、风扇电机应齐全，运行正常；（3）
回流线要连接良好，零序系统应无异常。
（4）
、主变压器有哪些特殊检查项目?
16
大风时，检查变压器高压引线线头有无松动，变压器顶盖及周围有无
（1）
杂物可能吹上设备；
雾天、阴雨天应检查套管瓷瓶有无电晕、闪络、放电现象；
（2）
雷雨、暴雨后应检查套管瓷瓶有无闪络、放电痕迹，避雷器及保护间（3）
隙的动作情况；
下雪天应检查套管积雪是否融化，并检查其融化速度；（4）
夜间应检查套管引线接头有无发红、发热现象；（5）
大修及新装的变压器投运后几小时应检查散热器排管的散热情况；（6）
天气趋冷应检查油面的下降情况；（7）
瓦斯保护动作时要对变压器进行全面检查。
（8）
、新安装或大修后的主变压器投运前应进行哪些检查?
17
主变压器投运前必须经过全面检查，检查内容大致包括以下几点:
检查变压器保护系统。
（1）
检查继电保护装置，确保变压器本身及系统发生故障时，能准确迅速并a）
有选择性地切除故障。
检查变压器瓦斯保护；b）
检查防雷装置。
c）
检查仪表及监视装置。
（2）．
检查冷却系统是否正常运行。
（3）
外观检查。
（4）
检查油枕上的油位计是否完好，油位是否能清晰方便地观察到，是否在a）
当时的环境温度相符的油位线上；
检查油枕与瓦斯继电器之间连通的平面阀门是否已打开，检查油枕与瓦b）
斯继电器有无渗油漏油现象，呼吸器非干燥剂是否失效油封是否完好，呼
吸器及其连接管是否有阻塞的现象；
检查防爆管的防爆膜是否完好，有无破损；c）
检查净油器是否正常；d）
检查变压器出线套管及与引出线的电气连接是否良好，检查其相序颜色e）
是否正确；
校对变压器铭牌上的电压等级、接线组别、分接头位置及规定的运行方f）
式、冷却条件等是否与实际情况相符合；
检查接地部分是否与外壳连接牢固可靠。
g）
变压器投运前，值班人员除应进行上述详细的检查外还应检查各级电压一
次回路中的设备，即从母线开始检查到变压器的出线为止。
然后测定变压
器绕组的绝缘电阻，合格后方可对其充电投入试运行，试运行需几小时的
严密监视，确定各方面皆运行正常方可进入正常运行。
、出现哪些情况，可不向调度汇报，先将主变压器立即切除?
18
变压器出现下列情况之一者，可不向调度汇报，立即将其切除:
变压器音响很大且不均匀或有爆炸声；油枕或防爆管喷油；
（2）
（1）
冷却及油测量系统正常，但油温较平常相同条件下运行时高出℃10（3）．
以上或不断上升；
套管严重破损或放电；（4）
由于漏油导致使油位不断下降或低于下限；（5）
油色不正常或油内有碳质或等杂物；变压器着火；（7）（6）
重瓦斯保护动作；由于变压器内部故障引起差动保护动作。
（9）（8）
、哪些故障可能使变压器重瓦斯保护动作?
19
变压器内部线圈发生匝间或层间严重短路；
（1）
变压器油面下降太快；
（2）
变压器新装或大修后，大量气体排出是重瓦斯保护动作；（3）
重瓦斯动作流速整定值较小，在外部短路时引起的油流冲动，使保护（4）
动作；
保护装置二次回路故障引起的误动作。
（5）
、哪些故障的出现可能导致主变压器差动保护动作?
20
母线短路；变压器内部线圈发生层间或匝间短路；
（2）
（1）
变压器不同相间短路；由于保护装置二次回路故障引起差动保护（4）（3）
误动作。
、哪些故障的出现可能导致主变压器低电压启动过电流保护动作?
21
母线短路；变压器内部故障时，其主保护瓦斯保护和差动保护）
（1）（
（2）
拒动；
接触网线路故障时，馈线保护拒动；保护装置二次回路故障引起保（4）（3）
护误动作。
、主变压器轻瓦斯保护动作有哪些原因?
22．
油面下降到瓦斯继电器上开口杯处；变压器内部发生轻微故障；
（2）
（1）
变压器内部有空气未净。
（3）
、主变压器过热保护动作有哪些原因?
23
变压器油温受气候影响超过整定值；变压器长时间过负荷；
（2）
（1）
油循环障碍，风冷装置故障；油温计或温度表性能不好。
（4）（3）
、主变压器温度计所指温度是变压器什么部位的温度，多少度时发出”24
主变过热信号冷却风扇启动、停止各在多少度?
?
”
温度计指示的温度是变压器上层油温，在摄氏度时发主变过热信号，””70
冷却风扇在摄氏度时启动，在摄氏度时停转。
4555
、变压器声音不正常可能是什么原因?
25
变压器正常运行时，应是均匀的嗡嗡声，这是变压器自身振动发出的音””
响。
如果声音不均匀或有其它异音，都属不正常，产生异音可能有以下原
因:
因为过负荷引起；变压器个别零件松动；
（2）
（1）
变压器内部接触不良，放电打火；铁磁谐振；（3）（4）
大动力启动，负荷变化大；系统有接地或短路处。
（6）（5）
、运行中的变压器补油应注意哪些事项?
26
新补入是油应试验合格，以防混油；
（1）
补油前应将重瓦斯保护改接信号位置，防止误动作跳闸；
（2）
补油后注意检查瓦斯继电器，及时放出气体，小时无问题，再将重24（3）
瓦斯接入跳闸位置；
禁止从变压器下面截门补油，以防将变压器底部沉淀冲到线圈内，影（4）
响变压器绝缘和散热。
、自用变压器高压侧熔断器熔断有哪些原因?
27
自用变压器内部发生匝间或层间短路；
（1）
自用变压器本体及高电压侧引出线间电器绝缘破坏；
（2）
自用变压器低压侧熔断器选择不当，不先熔断；（3）
熔断器性能不好。
（4）
、自用变压器低压侧熔断器熔断有哪些原因?
28
母线及其引出线路接地或短路；
（1）380v
负荷线路的熔断器选择不当，不先熔断
（2）
熔断器接触不良或性能不好。
（3）
、无载分接开关的结构及工作原理是什么?
DWJ29
列分接开关是由个定触头，在定触头一端焊有变压器分接线，固定6DWJ
在长绝缘纸板上的上下支撑，在中间绝缘丝杠上装有由绝缘螺母铆装的两
个动触片及两个圆柱形弹簧。
当需要调分接头时，打开手柄罩，操动手柄，
转轴旋转，绝缘丝杠由接头、绝缘管带动一起旋转，转轴每转动四圈，则
螺母沿着转轴螺纹移动一定的距离，则螺母上的标记对准位置指示件，标
志号即完成一次分接。
系列分接开关适用于油浸变压器单相在无负荷的情况下进行电压调节。
DWJ
、怎样调节变压器的无载分接开关？
30
变压器的无载分接开关一般由动触头片、定触头及传动机构等组成。
调
整分接开关位置时由箱盖上手动机构来完成。
无载分接开关必须在变压器．
高低压两侧都从电网中断开才能进行调整。
当变压器检修时或需要调压时应将分接开关正反转各不少于圈，相当4
于每个定触头与动触头分接不少于次，以便消除触头上的油污及氧化膜，4
保证运行中接触良好。
变压器检修后，回装分接开关时，应将开关动触头放在第一位置，同时
将操动结构也放至第一位置。
再把操动杆打在开关接头上在固定操动结构
前，将整个操动结构按顺时针方向旋转，如转动角度在度以内，则证90
明操动结构已与开关连上，然后将整个操动结构转到运行位置，用螺栓将
整个操动结构固定在箱盖法兰上。
分接开关调整后，要测量各位置的直流电阻及变比，并于原始数据一致，
变压器方可投入运行。
、全密封隔膜式储油柜有何优点？
31
大型牵引变压器容量日益增大，绝缘裕度日趋降低，如何加强对绝缘油的
保护，提高油的使用寿命，成为一个非常重要的问题，采用密封储油柜的
优点是当环境温度和变压器负荷发生变化而使油箱内油体积发生胀缩，可
在联到油箱顶上储油柜内进行，而隔膜式储油柜利用隔膜将油面和大气隔
离，使油和空气不直接接触，防止油的氧化和吸收水分，提高了变压器油
的绝缘性能，增加变压器油的使用寿命。
、隔膜储油柜式变压器发生假油面的原因及处理方法是什么？
32
隔膜储油柜是由两个半圆储油柜组成，储油柜中间装一个半圆式隔膜，隔
膜周边固定在柜沿处，上下用密封垫压紧，隔膜浮在油面上，随着计油面．
的变动而浮动，使油面与大气分开，在变压器安装或大修补油后，如果隔
膜下面的气体没有排放或排放不干净就会造成假油面。
处理方法是在变压
器退出运行，确认高低压两侧都从电网中切断以后，将隔膜上放气嘴打开，
从加油阀口继续注油直到放气嘴冒油为止，将放气嘴拧紧再从油门放油，
使储油柜油面降至正常位置为止，在变压器刚投入运行时，油中气体较多
需经常从集气盒导气管放气，以便消除假油面现象。
、磁针式油位表有何优点？
33
磁针式油位表是我国延用的连通式油位表的更新换代产品。
在变压器容量
日益增大，绝缘裕度日趋降低的情况下，加强绝缘油的保护是一个非常重
要的问题，采用全密封式储油柜匹配磁针式油位表，把空气与绝缘油隔开，
防止了油的氧化，从而提高了绝缘油的使用寿命。
磁针式油位表不仅可现
场指示，而且能够远距离输出信号，做到高低油位报警，便于实施集中控
制，从而确保安全运行。
、油纸电容式变压器套管的维护和检修内容有哪些？
110KV34
在运行中观察油面，当周围温度为摄氏度时，油位不能超过+40
（1）
摄氏度标线。
如果油面过高，可以从取油孔放油，如果油面太低，可90
以从注油孔加油。
加入的油应与套管铭牌上的油标号相同，同时符合变压
器油标准的要求；
经常清除套管上的油污，难以清除时可用四氯化碳等去污液清洗。
禁止
（2）
用尖锐工具刮擦套管；
每年从套管中取油样一次，检查油的质量变化，取油时先让油流去0.1（3）
，然后再取油样，取油样后需用相同标号的油加入套管；升．
套管的油表玻璃损坏时，必须用相同规格的有机玻璃制成。
油表及各油（4）
塞处渗油，入继续拧紧无效，需更换耐油橡皮垫；
套管内油质下降时，要换油，方法是从放油孔把油放干净，在放油孔处（5）
接上送油管，注油孔上接抽真空装置，检查各处密封可靠后，先抽真空
～小时，真空度不低于毫米，然后每送油一分钟。
送油管内径（37554
不大于毫米抽真空两小时，如此循环，最后注满油后再抽真空小6）4
时以上。
三、断路器
、断路器的作用是什么？
35
断路器又叫高压开关，它是变电所的重要设备之一，它不仅可以切断与闭
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，它和保护装
置、自动装置相配合，迅速地切除故障电流，以减少停电范围，防止事故
扩大，保证系统安全运行。
、高压断路器是如何分类的？
36
按灭弧装置，灭弧介质可分为：
油断路器少油断路器和多油断路器空气断路器;）;（
（1）
（2）
磁吹断路器真空断路器;;（4）（3）
六氟化硫断路器.（5）
按操作机构性质可分为:
电动操动结构断路器液压操动结构断路器;;
（2）
（1）
气动操动结构断路器弹簧储能操动结构断路器;;（4）（3）
手动操动结构断路器.（5）．
按安装地点可分为:
户内式断路器户外式断路器;;
（1）
（2）
防爆式断路器,（3）
、断路器的主要结构分哪几部分？
37
导流部分灭弧部分绝缘部分操作机构部分.;（3）（4）
（1）;;
（2）
、什么叫电弧？
38
断路器切除电路时，触头虽已分开，但电流靠触头间的电弧维持，电流仍
处于接通状态，电弧产生的高温会烧损触头，使其附近的绝缘遭到破坏，
电弧长久不熄，还会引起断路器爆炸。
因此断路器在制造过程中，要采用
各种灭弧方法，以达到灭弧目的。
目前牵引变电所用的灭弧装置有油灭弧，六氟化硫灭弧，真空灭弧等。
、油在高压断路器中的作用是什么？
39
油断路器中的油主要是用来熄灭电弧的，当断路器切断电流时，动触头与
静触头之间产生的电弧，由于电弧的高温作用，使油剧烈分解、气化，气
体中氢占％左右，它能够迅速地降低弧柱温度和提高极间的绝缘强度，70
这一特性对熄灭电弧是极为有利的，所以用油作熄灭电弧是介质。
、断路器的操作结构应满足哪些基本要求？
40
为了可靠的完成断路器的分合闸操作，操
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