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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 牵引供电系统复习题本科一、填空题1、内燃机车是以 柴油 为燃料,利用 柴油 发电机 - 电动机组牵引列车,效率比蒸汽机车 高 ；2、电力系统是指 发电 , 送电 , 变电 , 和用电 组成的整体；3、电力网简称 电网 ；由 输电线路、配电线路、变电所 组成；4、输电线路的作用是 输送电能,其特点是 电压较高、线路较长；5、配电线路的作用是 安排电能,其特点是 电压较低、线路较短；6、变电所分为 枢纽变电所、地区变电所、用户变电所 三种；7、变电所除具有变换电压的作用外 调整电压的作用；, 仍具有集中电能 , 安排电能和掌握电能以及8、牵引供电是
2、指拖动车辆运输所需电能的供电形式；9、工频单相沟通牵引供电系统主要由牵引变电所、牵引网两部分组成；10、机车的额定电压为 25kv ,最高工作电压为 29kv ,最低工作电压为 20kv ；11、工频单相沟通电力机车是功率很大的单相负荷,会影响到三相电力系统的对称性；12、依据所采纳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、三相变电所、三相 - 两相变电所 三种；13、为减小操作过电压对变压器绕组绝缘的威协,在变压器送电和停电的瞬时必需合上中性点接地隔离开关；14、为了经济合理地挑选牵引变压器容量,量、安装容量 三个步骤进行；运算分 确定运算容量、 确定校核容15、牵引网的电
3、阻主要包括 接触网的电阻、钢轨的电阻、大地回路的电阻；16、牵引网阻抗是供电臂的 电压缺失、电能缺失、短路运算 的基本参数；17、电气化铁道供电系统的主要任务是 保证安全牢靠地向电力机车供电；18、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缺失；19、牵引负荷引起的电压缺失主要由 失 两部分组成；牵引网的电压缺失、 牵引变电所的电压损第 1页名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 20、牵引供电系统目前采纳直流制 制几种制式 . , 低频单相沟通制 , 三相沟通制 , 工频单相沟通21、牵引变
4、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；22、每一供电臂牵引网的电能缺失包括列车自身造成的、 同行列车产生的、 非同行线路列车产生的三项电能缺失之和；两部分能耗；三组对称23、牵引变压器的缺失是指变压器的铜耗、铁耗24、任意一个不平稳负荷都可用对称重量法分为正序、负序、零序重量；25、单相工频沟通牵引网对通信线路造成的危急电压影响包括 静电感应影响、电磁感应影响 两种；26、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；27、电气化铁道牵引供电属于一级负荷；28、牵引变电所的供电方式有一边供电, 两边供电 , 环形供电
5、三种；29、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；30、接触网的供电方式是指牵引变电所向接触网的供电方式；二、判定题1、电力机车本身的电能转换效率低；2、牵引变电所的引入线方式又称为牵引变电所一次侧的主接线方式；3、工频单相沟通电力机车是功率很大的单相负荷,的对称性；必定会影响到三相电力系统4、斯科特结线变压器的主要特点是当副边两负荷臂电流相等时,原边三相电流不对称；5、电力机车在运行中消耗的能量是电能,通常称之为运行能耗；6、答应变压器过负荷的主要条件是不损害变压器的正常使用期限；7、沟通牵引网的电阻值比直流电阻值要小,主要是交变电流的趋表效应所致；第
6、 2页名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 8、在单线电气化区段上, 牵引电流在各导线中所产生的电压降相同,而且各导线间的电流分布有固定的比例；9、复线电气化区段接触网的悬挂类型和单线区段相同；10、单相接地短路和两相短路接地只会在大电流接地系统中发生；11、牵引供电系统总容量无限大即指系统内阻为无穷大；12、不对称短路可以应用对称重量法求解；13、牵引网中的电压缺失即牵引网中的电压降；14、复线牵引网中电流安排与支路长度成正比；15、牵引供电系统电能缺失主要包括牵引网电能缺失和牵引变压器电能缺失两 部分；三、名词说明
7、1、电力系统指发电、送电、变电和用电组成的整体,主要包括发电厂、电 力网及电网电压、变电所；2、电气化铁道牵引供电系统牵引供电指拖动车辆运输所需电能的供电形 式；电气化铁道供因用电量大、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；3、容量利用率指变压器的额定输出容量与额定容量之比,变压器的容量利 用低,不仅造成基本建设投资的铺张,仍会额外增加运营成本；4、变压器的过负荷才能指在保证变压器正常寿命一般是 20 年的前提 下,可以带比额定值大的负荷运行一段时间；5、牵引网阻抗指供电臂的电压缺失、电能缺失、 短路运算的基本参数； 通过实施牵引网阻抗的测试,可确保电气化系统的稳固运行；
8、6、短路指不同电位导电部分之间的短接,系统中相与地间的直接短接等；包括一切相与相、 在大电流接地7、电压缺失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缺失；四、简答题第 3页名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1、电力牵引比蒸汽机车牵引, 内燃机车牵引具有更大的优越性, 主要表现在哪几方面 ？答: 1. 电力牵引的动力大 , 生产效率高； 2. 电力牵引节约能源 , 经济效益好； 3. 有利于优化生态环境 , 改善劳动条件；2、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
9、, 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 , 按肯定次序连接的用于表示 接受和安排电能的电路 . 它反映了牵引变电所的基本结构和性能 , 在运行中说明电能 的输送和安排关系 , 一次设备的运行方式 , 成为实际运行操作的依据 . 3、工频单相沟通制的主要优点有哪些答: 1 牵引供电系统结构简洁 . 牵引变电所从电力系统获得电能并经过电压变换后 , 直接供应牵引网 , 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,
10、又可使变电所之间的距离延长, 导线截面削减 , 建设投资和运营费用显著降低. 3 沟通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进展, 从而提高了运用粘着系数 . 4和直流制比较沟通制的地中电流对地下金属的腐蚀作用小 , 一般可不设特地防护装置 . 4、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 , 降低接触网电压缺失和电能缺失 ; 另一方面又能对接触网的短路故障进行有效的爱护 , 即当接触网短路故障时 , 牵引变电所两馈线断路器自
11、动跳闸, 接触网瞬时失电 , 负荷开关立即自动断开 , 上, 下行接触网分开 , 此时 , 通过变电所的故障判定装置确定其故障线路 ,而非故障线路即刻自动重合送电 . 假如是瞬消性故障 , 两条线路分别送电胜利后 , 负荷开关自动重合 , 又复原到全并联供电方式 . 第 4页名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 5、为什么我国城市无轨电车、 矿山电力机车、 地铁都采纳直流制,而电气化铁 道干线上却不采纳直流制？答：在矿工企业,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,所以采纳电压较低的直流制
12、供电更具有优越性；矿山运输的直流 电压为 1500V,城市电车为 650800V,地铁为 720820V；工频单相沟通制是电气化铁道进展中的一项先进供电制 , 最早显现在匈牙利 , 电 25 kV 的单相工频沟通电气化铁道 . 随后日本 , 压为 16 kV.1950 年法国试建了一条前苏联等相继都采纳了工频沟通制, 电压为 20 kV. 由于此种电流制的优越性比较明显, 很快在各国被采纳 , 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头就采纳了此种电流制 , 从而为后来的电气化铁道的进展打下了良好的基础 . 6、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缘
13、由是什么？答 : 中性点通过隔离开关 QS接地, 其缘由有以下两点 :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 , 使零序爱护的动作受到影响 . 因此中性点何时需要接地 , 应依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逼 ,在变压器送电和停电的瞬时必需合上中性点接地隔离开关；7、斯科特结线变压器的电压关系？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 908、采纳三相 YN,d11 结线的三相变电所主要有以下优点 : ？答
14、: 采纳三相 YN,d11 结线的三相变电所主要有以下优点 : 1 变压器原边采纳 YN结线 , 中性点引出接地方式与高压电网相适应 . 2 变压器结构相对简洁 , 又因中性点接地 , 绕组可实行分级绝缘 , 因此变压器造价较低 . 3 运用技术成熟 , 供电安全牢靠性好 . 4 变电全部三相电源 , 不但所内自用电牢靠 , 而且必要时仍可向地方负荷供电 . 第 5页名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 9、斯科特结线变压器工作原理？答：斯科特结线变压器由两台单相变压器按规定连接而成；一台单相变压器的 原边绕组两端引出
15、, 分别接到三相电力系统的两相, 称为座变压器 ; 另一台单相变压 器的原边绕组一端引出,接到三相电力系统的另一相,另一端到 M座变压器原边绕 组的中点 O,称为 T 座变压器；这种结线型式把对称三相电压变换成相位差为的对称两相电压,用两相中的一相供应一边供电臂,; 另一相供应另一边供电臂； M座变压器原边绕组匝数,电压分别用表示,两端分别接入电力系统的 B,C相; 副边绕组匝数,电压分别用表示,向左边供电臂供电；T座变压器原边绕组匝数,电压分别为,一端接在 M座变压器原边绕组的中点O,另一端接到接到电力系统的A 相; 副边绕组匝数,电压分别为,向右边供电臂供电；T座和 M座副边匝数相同,都是
16、,原边匝数不同, T 座原边匝数是 M座的；实际中,通常把两台单相变压器绕组装配在 一个铁芯上,安装在一个油箱内；10、斯科特结线变压器的优缺点？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；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；爱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；严峻时有零序电流流经电力网,可能
17、引起电力系统零序电流继电爱护误动作,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稳,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纳全绝缘；11、为了经济合理的挑选牵引变压器容量 答: 为了经济合理的挑选牵引变压器容量, 运算分哪几个个步骤进行？, 运算分 3 个步骤进行：1 确定运算容量按正常运行的运算条件求出主变压器供应牵引负荷所必需的最小容量 .2 确定校核容量按列车紧密运行时的运算条件并充分利用牵引变压器的过负荷才能所计算的容量 .3 安装容量依据运算容量和校核容量, 再考虑其他因素 如备用方式 等, 最终按变压器实际产品的规格所确定的变压器台数与
18、容量；第 6页名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 12、画出牵引网等效电路 , 并说出其等值电路？答: 两个等值电路 , 一条是由牵引变电所接触网电力机车大地回路牵引变电所. 这条回路的特点是在整个回路中流过的电流均为牵引电流 , 作用在这个回路上的电压是牵引变电所端压与电力机车弓上电压的相量差 大地回路 . 13、引起短路的缘由有哪些？答: 短路的缘由有 : , 为有源回路 , 另一条是轨道1 自然灾难引起 . 例如带电部分遭受雷击 , 或因风雪引起的倒杆断线等均属于此类 . 2 因恶劣的工作环境而引起 . 例如变
19、电所位于污染严峻地区 , 绝缘子因受污染而击穿. 3 因设备爱护不善而引起 . 例如设备绝缘已老化 , 而未准时更换造成击穿 . 4 由于工作人员违章误操作而引起 等均属此类 . . 例如接触网工带电挂接地线及未撤地线而送电14、为了削减短路故障的危害 , 实行哪些措施？答: 为了削减短路故障的危害 , 主要实行以下措施 : 1 削减短路发生的可能 , 根除短路危害 . 通常做法是正确设计 , 高质量地安装 ,细心爱护 , 仔细检修 , 定期进行绝缘预防性试验, 准时排除设备缺陷 , 严明操作规程 . 2 限制短路电流 , 削减危害程度 . 通常的做法是在线路上接电抗器等 . 3 限制短路电流
20、的危害时间和范畴. 通常的做法是在供电系统中装设性能良好的继电爱护装置 , 能在短路发生时 , 快速地将短路部分有挑选地从系统中切除 . 将故障部分与正常部分隔离 , 使非故障部分正常工作 , 故障部分准时脱离电源；15、削减牵引供电系统的电能缺失, 通常实行哪些措施？答: 为了削减牵引供电系统的电能缺失 , 通常实行如下措施 : 第 7页名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1 限制供电臂的长度 . 供电臂的长度除了对其末端最低电压水平有较大影响外 ,仍对牵引网电能缺失有较大的影响 . 即过长的供电臂 , 将使牵引网
21、能耗急剧增加 , 因此, 对供电臂的长度要适当限制 . 2 加设加强导线 . 从经济上考虑 , 增设加强导线的一次性投资 , 可以在近期内被削减的牵引网能耗的费用所补偿, 这样增设加强导线是有意义的；3 当电气化铁路有较大的迂回区段时 , 应设置捷接线 . 4 接触网尽可能采纳双边供电方式 . 5 在满意防干扰条件的电气化区段 , 牵引供电系统应采纳直接供电方式 较之BT供电方式的牵引网电能损耗为小 . 6 结合变压器经济运行挑选容量. 从经济上考虑 , 假如适当增大牵引变压器容量而引起的一次性投资与基本电价费用增加, 可以用近期内节能回收的费用来补偿,这样 , 增大主变压容量是有意义的. 7
22、 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纳不同截面时 , 在单线区段应由近电源点开头依次由大到小采纳不同截面的导线. 在复线区段就宜将大截面导线匀称置于近电源侧的上 , 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在牵引变电所中 , 应依据实际的负荷大小调整变压器是一台运行仍是两台同时投人 . 即要求两台变压器应在功率损耗最小的情形下运行 判定 . . 为此 , 常用临界负荷率来临界负荷率是在一台变压器运行的能耗与两台变压器运行的能耗相等的条件下推导 所得 . 10 在复
23、线区段 , 采纳上 , 下行线路在供电臂末端并联供电 , 可削减牵引网电能 损耗；11 在牵引变电所装设并联电容补偿装置, 可提高功率因数 , 削减电能缺失；12 在牵引变电所中采纳节能型牵引变压器 , 效率可达 99%以上 . 尽可能选容量利用率高和高过载才能 , 低阻抗电压的牵引变压器 . 16、 三相 - 两相平稳变压器次边两相电压应符合什么条件？当次边两相负荷满足什么条件时,才能使平稳变压器到达平稳？第 8页名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 答：当三相两相平稳变压器次边两相电压幅值相同、相位互差 90 ,并
24、且两 相负荷大小相同、功率因数也相同时,牵引负荷在三相系统产生的合成负序功率为零,也就是说此时三相两相平稳变压器到达了平稳；17、对于 YNd11牵引变电所,假设两臂负荷完全相同,问 a. 变压器超前相与滞后相绕组的功率因数比较起来哪一相较大？b. 变压器超前相与滞后相绕组的电压缺失比较起来哪一相较大？c. 由以上结果,一般情形下应将重负荷支配在哪一相？答：YNd11 牵引变压器牵引端口等效电路及电气量参考方向如以下图所示,其 中 a 为引前相, b 为滞后相；以.bIZSZT.ccIZ T.aI.UaE.I b.ZS.UbEb.ZSZTEaU 为基准画相量图如下：aI.Uc.cI.bIba.
25、aI.Ua.I b.U bI.aa 可见,一般情形下, a 相即引前相绕组功率因数较好；第 9页名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - b由于功率因数较差,故滞后相绕组上的电压缺失较大；c 滞后相电压水平较低,所以重负荷一般支配在引前相上；18、 对于 YNd11 牵引变电所,问 a.每臂牵引负荷是否会产生零序电流重量？为什么？b.假如会,牵引负荷产生的零序电流重量是否能注入电力系统？c.假如不能,牵引负荷产生的零序电流重量在什么地方流淌？答：a牵引负荷作用在变压器次边,不会在原边产生零序电流；由于牵引变电所从三相系统所
26、取的电流满意IAIBIC0参照以下图,故原边三相电流中不存在零序重量；三相IABCI0牵引负荷电力UABCYNd11 U0牵引负荷系统牵引变压器c画出对应的零序网络如下：第10页名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - ZS0Z1Z2ZL0Zm0.0U易知,负荷产生的零序重量只在变压器次边,成回路；19、并联补偿有哪些作用？答：并联补偿作用主要有（1） 补偿无功,提高功率因数；（2） 适当设置可降低负序；（3） 滤除高次谐波；（4） 降低母线压损,提高网压水平；（5） 降低牵引变压器、电网的功率缺失；（6） 提高供变电设
27、备的容量利用率；五、运算题即 YNd11 变压器的三角绕组侧形1、某复线牵引变电所采纳 V/V 结线,电力系统的电抗 X 1=0.689Sd=100MV A,两台单相变压器各为 15MV A,Uk%=10.5；试求牵引母线接地短路和异相牵引母线短路时的电流值；解：XTUk%S 310 5.100.0 7100S N10015当发生牵引母线接地短路时,有：Ik*2X 13 EXT230 . 70 . 834.0 689第11页名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - IkIk*Id0.8341005.1 .751 kA32
28、7当发生异相牵引母线短路时,有：Ik*2X13 ET2.0 689320 . 7.0623U =2000V,2 XIkIk*Id0.623100.51 .308kA3272、已知供电臂最大负荷电流Imax=450A,要求补偿的电压缺失采纳 CY1-20-1 标准电容器；求所需要电容器个数及电容器组的容量；解：CY1-20-1 电容器参数为：UcN=1000V QcN=20000V A IcN=Q cN2000020AUcN1000XcN=U2 cN2 100050Q cN20000需要的容为：Xc=ImaxU c20007 . 407sin4500 6.并联电容器数为：mImax45022 . 5IcN20串联电容器数为：nXcm7 . 40722 . 5.333XcN50取 m=23,n=4,就电容器组的实际容量Q cmnQ cN234200001840 kVAXcnXce4508. 69m23Qc和实际容抗 X c 分别为串联电容器组补偿的电压缺失cos0 8.UcImaxXcsin4508 . 69.062346 V第12页名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 12 页