牽引變電基礎知識

1、第一章 牽引變電一次設備一、概述1、牽引供電系統(tǒng)由哪幾部分組成 ?牽引供電系統(tǒng)由以下幾部分組成 :地方變電站、 110kv（220KV）輸電線、牽引 變電所、接觸網、電力機車、軌回流線、地回流線。2、牽引變電所的作用是什么 ?牽引變電所從地方引入 110kv（220KV）高壓電，通過牽引變壓器降至適合 電力機車運行的 27.5kv 電壓，送至接觸網， 供給電力機車運行。 其作用是接受、 分配、輸送電能。3、牽引變電一次設備包括什么 ?牽引變電一次設備由以下幾部分組成 : 牽引變壓器、斷路器、隔離開關、電 壓互感器、電流互感器、母線、避雷器、電抗器、電容器、接地裝置等。4、牽引變電所一次接線方式

2、有哪幾種 ?牽引變電所一次接線主要有直供方式接線、橋式接線和雙 T 型接線三種。二、變壓器5、牽引變壓器的作用是什么 ? 牽引變壓器是牽引變電所最主要的設備之一。 其作用是將電壓從高壓變?yōu)榈?壓，把發(fā)電廠輸送的 110kv（ 220KV）高壓通過降壓變?yōu)檫m合電力機車運行的 27. 5kv 電壓。6、變壓器的工作原理是怎樣的 ? 變壓器是一種按電磁感應原理工作的電器設備。7、牽引變壓器由哪些主要部件組成 ?各部件的作用是什么 ? 牽引變壓器是油浸式變壓器，它主要是由鐵芯、線圈、油箱、套管、油 枕、防爆管、凈油器、散熱器、呼吸器、溫度計、瓦斯繼電器等組成。（1）鐵芯: 是變壓器最基本的組成部分之一

3、，它由硅鋼片疊裝而成，變壓器 的一、二次線圈都繞在鐵芯上。（2）線圈: 用銅線或鋁線繞成圓筒形的多層線圈，有一次側線圈和二次側線 圈，都繞在鐵芯上，導線外邊用紙或沙包絕緣(3) 油箱: 是變壓器的外殼，內部充滿變壓器油，使鐵芯與線圈浸在變壓器 油內。變壓器油的作用是絕緣與散熱。(4) 絕緣套管 :變壓器各側引線必須使用絕緣套管，為了線圈的引出線從油 箱內引到油箱外， 使帶電的引線穿過油箱時與接地的油箱絕緣。 絕緣套管作用是 絕緣和支持。(5) 油枕: 變壓器油因溫度的變化會發(fā)生熱脹冷縮的現(xiàn)象，油面也會由于溫 度的變化而發(fā)生上升和下降。 油枕的作用就是儲油和補油， 使油箱內保證充滿油， 同時油枕

4、縮小了變壓器與空氣的接觸面， 減少油的劣化速度。 油枕側面的油位計 還可以監(jiān)視油的變化(6) 呼吸器: 油枕內空氣隨變壓器油的體積膨脹或縮小，排除或吸入的空氣 都經過呼吸器。 呼吸器內裝有干燥劑 ( 硅膠) 來吸收空氣中的水分， 過濾空氣，從 而保持油的清潔。(7) 防爆管: 裝于變壓器頂蓋上管口用薄膜封住。變壓器內部故障時，油箱 內溫度升高， 產生大量氣體， 壓力也增大， 油和氣體便沖破防爆管口薄膜向外噴 出，防止變壓器油箱爆炸或變形。 (注: 本所變壓器無防爆管裝置 )(8) 散熱器: 當變壓器上層油溫和下層油溫產生溫差時，通過散熱器形成油 的對流，經散熱器冷卻后流回油箱以降低變壓器溫度。

5、 為提高冷卻效果可采用風 冷、強迫油循環(huán)風冷、強迫油循環(huán)水冷等措施。(9) 瓦斯繼電器 : 裝在油箱與油枕的連接管上。當變壓器內部嚴重故障時， 接通跳閘回路， 當變壓器內部不嚴重故障時， 接通信號回路。 瓦斯保護是變壓器 內部故障的主保護。(10) 溫度計 :用來測量油箱內上層油溫，監(jiān)視變壓器是否正常運行。三、斷路器8、斷路器的作用是什么？高壓斷路器在電網中的作用共分為以下幾點：(1) 能切斷或閉合高壓線路的空載電流；(2) 能切斷與閉合高壓線路的負荷電流；(3) 能切斷與閉合高壓線路的故障電流；(4) 與繼電保護配合，可快速切除故障，保證系統(tǒng)安全運行。9、真空斷路器有哪些優(yōu)點？ 真空斷路器是

6、利用真空作為滅弧與絕緣介質的，其優(yōu)點主要有以下四點：(1) 真空斷路器利用真空擴散滅弧，有很高的斷路能力 ( 又稱為自能滅弧方 式) ，斷路器位于分閘位置時，若觸頭間發(fā)生擊穿，無論何時都具有與斷路器分 閘時相同的開斷能力。 所以發(fā)展性故障與多次雷擊的情況對真空斷路器不會構成 威脅，仍能斷開。(2) 真空斷路器的電弧電壓很低，觸頭間的電磨損很輕微。只要觸頭燒損不 大于允許的燒損量， 但能滿足規(guī)定的耐壓要求， 斷路器則仍然具有開斷電弧的能 力。(3) 不產生有害氣體，裝配容易，維護簡單。(4) 滅弧室采用對電弧有強大的電磁推力的觸頭結構， 以驅使電弧高速旋轉， 防止電弧集中燃燒，迫使電弧在電流自然

7、過零時熄滅，滅弧室結構具有 散熱效果好，電場分布均勻，不受其它因素影響，外形尺寸小的優(yōu)點。四、隔離開關10、隔離開關的作用(1) 隔離電源，將需要檢修的電氣設備與帶電的電網可靠地隔離，以保證檢 修工作人員的安全；(2) 倒閘作業(yè)(倒母線作業(yè) ) ，在雙母線制的電路中，用隔離開關將電氣設備 或供電線路從一組母線切換到另一組母線；(3) 用以連通或切斷小電流電路。11、隔離開關是如何分類的？(1) 按絕緣支柱數目，可分為單柱式、雙柱式和多柱式隔離開關；(2) 按閘刀的運行方式，可分為水平旋轉式、垂直旋轉式、擺動式和插入式 四種；(3) 按有無接地閘刀，可分為有接地閘刀和無接地閘刀兩種；(4) 按裝

8、設地點不同，可分為戶內式和戶外式兩種；(5) 按操作機構不同，可分為手動、電動等類型。12、隔離開關為什么不能用來接通或切斷負載電流或短路電流？隔離開關因為沒有專門的滅弧裝置， 所以不能用來接通或切斷負載電流和短 路電流。13、操作隔離開關有哪些注意事項？合閘時要迅速而果斷， 但在合閘終了時不能用力過猛， 使合閘終了時不發(fā)生 沖擊。操作完畢后，應檢查是否已合上，合好后應使刀閘完全進入固定觸頭，并 檢查接觸的嚴密性。拉閘時開始要慢而謹慎， 當刀片剛離開固定觸頭時應迅速。 特別是切斷變壓 器的空載電流， 架空線路及電纜的充電電流， 架空線路的小負荷電流， 以及切斷 環(huán)路電流時，拉刀閘更應迅速果斷，

9、 以便能迅速消弧， 拉閘操作完畢后應檢查刀 閘每相確實已在斷開位置，并應使刀片盡量拉到頭。14、操作中發(fā)生帶負荷錯拉、錯合隔離開關時怎么辦？錯拉隔離開關在觸頭剛分開時便產生電弧， 這時應立即合上， 可以熄滅電弧， 避免事故，但如刀閘已全部拉開， 則不允許將誤拉的刀閘再合上， 若是單級刀閘， 操作一相后發(fā)現(xiàn)錯拉對其它兩相則不應繼續(xù)操作。錯合隔離開關時， 即使在合閘時發(fā)生電弧， 也不準將隔離開關再拉開。 因為 帶負荷拉隔離開關將造成弧光放電，燒損設備。15、為什么停電時要先拉負荷側隔離開關，再拉電源側；送電時先合電源側，再 合負荷側？停電時先拉負荷側隔離開關， 送電時先合電源側隔離開關， 都是為了

10、在發(fā)生 錯誤操作時，縮小事故范圍，避免人為擴大事故。(1) 在停電時，可能出現(xiàn)的誤操作情況有：斷路器開關尚未斷開電源，先拉 隔離開關刀閘，造成帶負荷拉隔離開關刀閘。當斷路器開關尚未斷開電源時 , 誤拉隔離開關刀閘。 如先拉電源側隔離開關， 弧光短路點在斷路器內側， 將造成母線短路， 但入先拉負荷側隔離開關， 則弧光 短路點在斷路器外，斷路器開關保護動作跳閘，能切除故障，縮小了事故范圍， 所以停電要先拉負荷側隔離開關。(2) 送電時，如斷路器誤在合閘位置，便去合隔離開關，此時如先合負荷側 隔離開關， 后合電源側隔離開關， 等于用電源側隔離開關帶負荷送電， 一旦發(fā)生 弧光短路便造成母線故障， 人為

11、擴大了事故范圍。 如先合電源側隔離開關。 后合 負荷側隔離開關， 等于用負荷側隔離開關帶負荷送電。 發(fā)生弧光短路時， 斷路器 保護動作跳閘，切除故障，縮小了事故范圍。所以送電時先合電源側隔離開關。五、互感器16、什么叫電壓互感器？其作用是什么？ 將大電壓變?yōu)樾‰妷旱幕ジ衅鹘屉妷夯ジ衅鳌?其作用是把高壓降為低壓， 供 給保護與測量使用，這樣既縮小了儀表與繼電器的體積，又擴大了量程。17、電壓互感器的工作原理是什么？ 電壓互感器實際是一個降壓變壓器， 只不過容量很小， 工作狀態(tài)接近于變壓 器空載狀態(tài)。電壓互感器的工作原理與變壓器基本相同。18、電壓互感器二次側為什么不許短路？ 電壓互感器本身阻抗很

12、小， 如二次短路時， 二次通過的電流增大， 造成一次 保險熔斷，影響表計指示及保護誤動。19、什么是電流互感器？其作用是什么？ 電流互感器是將大電流變成小電流的電氣設備， 其一次線圈匝數少， 串接在 測量電路的回路中， 二次線圈匝數多， 串聯(lián)接入測量用的儀表及保護繼電器。 供 給測量與保護用。20、電流互感器二次為什么不許開路 電流互感器二次開路時，阻抗無限增大，二次電流等于 0，一次完全變成激 磁電流，在二次線圈產生很高的電勢，其峰值可達幾千伏，威脅人身安全，或造 成儀表、保護裝置、互感器二次絕緣損壞。21、互感器二次為什么必須接地？ 電流互感器和電壓互感器二次接地屬于保護接地， 防止一、二

13、次絕緣損壞擊 穿，高電壓串到二次側來， 這樣對人身和設備造成危險， 所以互感器二次必須接 地。六、電容器與電抗器22、什么是電抗器，有什么作用 電抗器其是一種無導磁材料的空心電感線圈， 其阻抗值較大當出現(xiàn)短路故 障時，電壓降主要產生在電抗器上 ，從而限制了短路電流，并使母線維持較 高的殘壓。23、牽引變電所并聯(lián)電容補償裝置的作用是什么？ 補償無功功率，提高系統(tǒng)功率因數。 減少線路能量損耗。補償線路能量損耗。提高系統(tǒng)供電能力。七、熔斷器24、熔斷器的作用是什么？熔斷器由金屬熔體， 支持熔體的觸頭裝置和外殼等組成， 當電路中電流過大 時熔體將被燒斷， 這樣當電路中過載或斷路時， 熔斷器能迅速切斷電

14、源， 使電路 中的各種設備得到保護。八、防雷與接地25、電力系統(tǒng)的過電壓有那兩種形式？ 電力系統(tǒng)的過電壓有內部過電壓和大氣過電壓兩種形式。 內部過電壓是由于操作斷路器或事故切換斷路器時， 而發(fā)生的電磁能轉換所 引起的操作過電壓。外部過電壓是雷電直接對設備或對設備附近物體放電， 而產生對電氣絕緣有 危險的電位升高所引起的過電壓，也叫外部過電壓。26、大氣過電壓有哪兩種基本形式？ 一種是雷電直接對建筑物或其它物體放電， 其過電壓所引起的強大雷電流將 通過這些物體入地， 從而產生破壞性很大的熱效應， 叫做直接雷擊或直擊雷。 另 一種雷電的靜電感應或電磁感應所引起的過電壓，叫做感應過電壓或感應雷。27

15、、變電所避雷裝置的作用是什么？ 變電所避雷裝置的作用是防止電氣設備遭受雷擊， 造成過電壓， 損壞電氣設 備威脅人身安全。28、變電所防雷設備有哪些種類？ 變電所防雷設備有避雷器、避雷針或避雷線。29、什么叫接地？ 電氣設備某部分與土壤之間作良好的電氣連接叫接地。30、什么叫接地裝置？與土壤直接接觸的金屬物體叫接地體或接地極。 連接接地體與電氣設備接地 部分的導線叫接地線，接地線和接地體合稱為接地裝置。31、接地裝置的作用是什么？ 接地裝置的作用是當設備或其外殼發(fā)生接地故障時， 故障電流通過接地裝置 泄至大地，確保人身安全。32、什么叫工作接地？ 為了保證電氣設備在正常和事故情況下都能可靠地工作而進行的接地叫工 作接地， 如變壓器中性點的直接接地， 防雷設備的接地等， 變壓器中性點的直接 接地可降低電網的絕緣水平及造價，而防雷設備的接地是為了對地泄放