《牵引供电系统》习题Word格式文档下载.docx

1、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

2、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

3、，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

4、，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

5、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

6、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12、斯科特结线变压器的优点有哪些？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

7、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904、简述牵引变压器容量计算和选择的步骤？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

8、引网等值单位阻抗Z的计算步骤？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Z1Zc。Zcrc+0.05+j0.145lg（Dg/Rc） （/km） （2）Z2Zr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/Rr） （/km）Zr互0.05+j0.145lg（Dg/dr） （/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Z12Zcr0.05+j0.145lg（Dg/dcr） （/km） 即

9、可求得简单悬挂的单线路牵引网等值单位阻抗Z为： ZZc-Zcr2/Zr （/km） 6、负序电流对电力系统有哪些影响？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

10、的负序影响，在牵引供电系统采取哪些改善措施？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： 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。 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。 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

11、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？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？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

12、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？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110 kV线路输给地铁的主变电站,通过电力变压器降成33 kV和10 kV供给牵引变压器和降压变压器,经整流和降压后,

13、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110 kV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？：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？1）在牵引网中架设吸流变压器供电方式 2）在牵引网中采用自耦变压器AT供电方式 3）采用带架空回流线的直接供电方式 4）采用同轴电力电缆供电方式 5）限制供电臂的长度 6）合理选用电力机车类型等措施。14、简述

14、功率因数低的不良影响？1）降低发电机组的输出能力和输变电设备的供电能力是电气设备的效率降低，发电和输变电的成本提高 2）增加输电网络中的电能损失 3）增加输电网络中的电压损失。15、什么是导线的允许载流量，它跟什么有关？是指是一定的环境条件下，不超过导线最高允许工作温度时所传输的电流，它与环境、温度、风速、导线的最高允许工作濮晓芳、导线外径、导线地最高允许工作温度时的交流电阻和导线表面状态等因素有关。16、直供方式牵引网对通信线路产生影响的原因是什么？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，由于馈出电流路径和回流路径电气空间距离较大因此电磁干扰较大，在负荷电流较大的情况下，钢轨电

15、位高，对弱电系统的电磁干扰较大。17、牵引网对通信线路产生影响的分类有哪些分类？按性质分为静电影响、电磁影响、传导电流影响，按影响程度分为危险电压影响和杂音干扰影响。18、直接供电方式的特点是什么？直接供电方式是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。这种供电方式的特点结构简单，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。19、带回流线的直接供电方式比直接供电方式有什么改善？带回流线的直接供电方式相对直接供电方式来讲，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。20、可以实现AT

16、供电方式的牵引变电所的接线方式有哪几种？单相接线、V/X接线、三相/两相平衡接线（Scott接线）。21、简述AT供电方式对邻近通信线的防护效果的主要因素？ P 239 答：AT供电方式中自耦变压器是并联在接触悬挂和正馈线之间的，其中性点与钢轨（保护线）相连接。彼此相隔一定距离（一般 间距为1016km）的自耦变压器将整个供电区段分成若干个小的区段，叫做AT区段。从而形成了一个多网孔的复杂供电网络。接触悬挂是去路，正馈线是回路。接触悬挂上的电流与正馈线上的电流大小相等，方向相反，因此其电磁感应影响可互相抵消，故对邻近的通信线有很好的防护作用。22、BT供电方式中，影响吸-回装置对通信线路防护效

17、果的主要因素有哪些？BT供电方式中由于吸流变压器线圈中总需要励磁电流，所以经回流线的电流总小于接触网上的电流，因此不能完全抵消接触网对通信线路的电磁感应影响。另外，当机车位于吸流变压器附近时回流还是从轨道中流过一段距离，至吸上线处才流向回流线，则该段回流线上的电流会小于接触网上的电流，这种情况称为“半段效应”。23、BT供电方式中，提高吸-回装置对通信线路防护效果的途径有哪些？加装吸流变压器（约34km安装一台）和回流线，回流线上的电流与接触网上的电流方向相反，这样大大减轻了接触网对邻近通信线路的干扰四、论述题1、工频单相交流制的主要优点有哪些？ （1）牵引供电系统结构简单.牵引变电所从电力系

18、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.2、画出三相牵引变压器结线图，并说明中性点通过隔离开关接地的原因是什么？中性点通过隔离开关Q

19、S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。3、采用三相YN,d11结线的三相变电所主要有哪些优点？采用三相YN,d11结线的三相变电所主要有以下优点:（1）变压器原边采用YN结线,中性点引出接地方式与高压电网相适应.（2）变压器结构相对简单,又因中性点接地,绕组可采取分级绝缘,因此变压器造价较低.（3）运用技术成

20、熟,供电安全可靠性好.（4）变电所有三相电源,不但所内自用电可靠,而且必要时还可向地方负荷供电.4、斯科特结线变压器的缺点有哪些？缺点：斯科特结线牵引变压器制造难度较大，造价较高。牵引变电所主结线复杂，设备较多，工程投资也较多。维护检修工作量及相应的费用有所增加。而且斯科特结线牵引变压器原边T接地（O点）电位随负载变化而产生漂移。严重时有零序电流流经电力网，可能引起电力系统零序电流继电保护误动作，对邻近的平行通信线可能产生干扰，同时引起牵引变压器各相绕组电压不平衡，而加重绕组的绝缘负担。为此，该结线牵引变压器的绝缘水平要采用全绝缘。5、牵引变压器的过负荷应考虑哪些情况？（1）正常运行变压器的日

21、平均负荷不会超过变压器容量。然而，牵引负荷的剧烈变化，可能造成经常性的过负荷，但这种过负荷一般不大。至于牵引负荷电流的短时（12 min以下）起伏与尖峰可以不考虑。这是因为负载引起的绕组温度变化需要约15 min才能达到稳定值，且绕组的短时允许温度可达140，变压器油达到稳定温度所需要的时间就更长。（2）紧密运行时，牵引变压器可能出现短时（几分钟）的较大过负荷。这种过负荷可使绕组绝缘温度较快上升，而较大地增加相对寿命损失。但由于其他诸多因素（如轻载、冬季等）可减少牵引变压器的相对寿命损失，使变压器寿命损失的增加与减少可以相互补偿，因此，设计规范规定，对于三相YN，d11接变压器，在利用牵引变压

22、器过负荷能力50时，其容量能分别满足近期或远期紧密运行时的负荷需要，可以保证安全运行。对于单相变压器，厂家规定短时允许过负荷不得超过75，对于斯特科接变压器，短时允许过负荷不得超过100。（3）牵引变压器的负荷率KL（计算容量/安装容量）远小于1。故其正常负荷倍数和持续允许时间可以增加。 （4）三相YN，d11结线的牵引变压器，其输出电流允许值受三相绕组负荷不均匀的影响，达不到额定值。6、简述单线区段牵引网的电能损失的计算方法？m列车在供电臂产生的总的平均有功功率损失为： PmLrIt21.1/2+1/3（m-1）10-3 （kW）m供电臂中平均列车数 L供电臂长度（km） r牵引网单位电阻（

23、/km）； It供电臂列车平均电流（A） 列车电流间断系数，每年（24 h/d365 d/a8 760 h/a）的电能损失为 牵引负荷电流、牵引网单位电阻、车流密度（列车用电平均概率）、供电臂的长度与牵引网的能耗成正比7、什么是导线的允许载流量，它跟什么有关？8、减少牵引供电系统的电能损失，通常采取哪些措施？为了减少牵引供电系统的电能损失，通常采取如下措施：（1）限制供电臂的长度。（2）加设加强导线。（3）当电气化铁路有较大的迂回区段时，应设置捷接线。（4）接触网尽可能采用双边供电方式。（5）在满足防干扰条件的电气化区段，牵引供电系统应采用直接供电方式。（6）结合变压器经济运行选择容量。（7）

24、对牵引网结构布置、材质、导线及截面进行优选，以降低牵引网阻抗。（8）因负荷要求，需对接触悬挂实行分段采用不同截面时，在单线区段应由近电源点开始依次由大到小采用不同截面的导线。在复线区段则宜将大截而导线均匀置于近电源侧的上、下行接触悬挂内。即加设加强导线一般应设于变电所端。（9）实行牵引变压器的经济运行。（10）在复线区段，采用上、下行线路在供电臂末端并联供电，可减少牵引网电能损耗。9、牵引变电所换接相序的基本要求有哪些？牵引变电所换接相序的基本要求是：把各牵引变电所的单相牵引负荷轮换接入电力系统中的不同的相，使电力系统三相电流大致对称。 采用三相YN，d11结线的两牵引变电所之间的两个相邻供电

25、臂一般设计为同相，以便必要时可实现接触网的越区供电或两边供电，并减少接触网的分相绝缘器数量。牵引变电所直接相连的两供电臂为不同相。 同理，三相YN，d11,d1十字交叉结线、单相V，V或三相V，V结线的牵引变电所间的两相邻供电臂一般也设计为同相。 单相结线的两个相邻牵引变电所之间，两供电臂为不同相；牵引变电所直接相连的两供电臂为同相。 相邻的不同相的两供电臂接触网的分相绝缘器两端的电压相位差应为60，电压相量差等于牵引网电压，以避免出现3倍的牵引网电压值。因此，不论何种变压器接线方式，均应使各供电臂的相序符号正、负相间（如A,-B,C,-A或AB,-BC,CA,-AB）。 牵引变电所换接相序，

26、除了上述基本要求之外，还应考虑下列原则： 相邻电气铁路汇合处（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YN，d11结线、三相YN，d11,d1十字交叉结线的牵引变电所换接相序，应考虑将重负荷供电臂（特别是牵引网电压损失严重的供电臂）作为引前相。通常安排轻、重负荷供电臂交替出现。 对于由同一电力系统单边供电的电气化区段，牵引变电所采用依次换接相序方式。其特点是：在每六个牵引变电所构成的一个完整换相循环中，前三个和后三个采取依次连接方式，即第一和第四个、第二和第五个、第三和第六个牵引变电所的相序分别相同，但相序符号相反。对于由同一电力系统双边供电的电气化区段，最好采用对称

27、换接相序方式。在每六个牵引变电所构成的一个完整换相循环中，前三个和后三个采取对称连接方式，即第一和第六个、第二和第五个、第三和第四个牵引变电所的相序分别相同。10、谐波对电力系统会造成哪些不良影响？1谐波电流使变压器的铜耗增加，引起局部过热、振动、噪声增大、绕组附加发热等。2谐波电压引起的附加损耗使变压器的磁滞及涡流损耗增加，当系统运行电压偏高或三相不对称时，励磁电流中的谐波分量增加绝缘材料承受的电气应力增大，影响绝缘的局部放电的介质增大对三角形连接的绕组，零序性谐波在绕组内形成环流，使绕组温度升高。3变压器励磁电流中含谐波电流，引起合闸涌流中谐波电流过大，这种谐波电流在发生谐振时的条件下对变

28、压器的安全运行将造成威胁。4对同步发电机的影响：用户的负序电流和谐波电流注入系统内的同步发动机，将产生附加损耗，引起发电机局部发热，降低绝缘强度。同时，由于输出的电压波形中产生附加谐波分量，使负载的同步发电机转子发生扭振，降低其工作寿命。5对断路器的影响谐波会使些断路器的磁吸线圈不能工作断路器的遮断能力降低，不能遮断波形畸变超过一定限值的故障电流，对中压断路器截断电感电流时可能发生谐频涌波电压的重燃现象，导致断路器触头烧损。6对消弧线圈的影响：当电网谐波成分较大时，发生单相接地故障，消弧线圈电感电流将可能不起作用，在接地点得不到的补偿，从而引发系统故障扩大。7对载波通信的影响高谐波含量对电力载波通信的干扰主要表现在语音通信过程中产生噪声，数据传输失真，降低EMSDAS实时数据的真实可靠性，造成集中抄表系统中数据出错等故障。五、作图题1、画出工频单相交流牵引供电系统构成示意图。 工频单相交流牵引供电系统示意图1-区域变电所或发电厂；2-高压输电线；3