電氣化鐵道供電系統(tǒng)

1、、解答題1. 請(qǐng)簡(jiǎn)述電氣化鐵路的優(yōu)越性重載、高速、運(yùn)輸能力大；節(jié)約能源，綜合利用能源；經(jīng)濟(jì)效益高；綠色環(huán)保，勞動(dòng)條件好；有利于鐵路沿線實(shí)現(xiàn)電氣化。2. 請(qǐng)簡(jiǎn)述電氣化鐵路存在的問題造成電力網(wǎng)的負(fù)序電流和負(fù)序電壓，產(chǎn)生高次諧波及功率因數(shù)低等；一次投資大；對(duì)通信線路有干擾；接觸網(wǎng)檢修需要開“天窗”。3. 請(qǐng)簡(jiǎn)述電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)的基本要求電氣化 鐵道供電系統(tǒng)基本要求是：（1）保證向電氣化鐵路安全、可靠、不間斷地供電；（2）提高供電質(zhì)量，保證必須的電壓水平；（3）提高功率因數(shù)，減少電能損失，降低工程投資和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用；（4）盡量減少單相牽引負(fù)荷在電力系統(tǒng)中引起的負(fù)序電流、負(fù)序電壓和高次諧波的影響；（5

2、） 盡量減小對(duì)鄰近的通信線路的干擾影響。1 .牽引變電所一次側(cè)（電源側(cè)）的供電方式，可分為（一邊）供電、兩邊供電和環(huán)形供電.2 .牽引變電所一次側(cè)（電源側(cè)）的供電方式，可分為一邊供電、（兩邊）供電和環(huán)形供 電.3. 牽引變電所一次側(cè)（電源側(cè)）的供電方式，可分為一邊供電、兩邊供電和（ 環(huán)形） 供電.4 .電力牽引接牽引網(wǎng)供電電流的種類可分為：（直流）制、低頻單相交流制和工頻單相交流制。5.電力牽引接牽引網(wǎng)供電電流的種類可分為：直流制、（低頻）單相交流制和工頻單相交流制。6.電力牽引接牽引網(wǎng)供電電流的種類可分為：直流制、低頻單相交流制和（ 工頻）單相交流制。7.電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)的高壓進(jìn)線供電

3、方 式中兩邊供電方式為：牽引變電所的電能由電力系統(tǒng)（電網(wǎng)）中（ 兩個(gè)）方向的發(fā)電 廠送電。8 .電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)的高壓進(jìn)線供電方式中（兩邊）供電方式為：牽引變電所的電能由電力系統(tǒng)（電網(wǎng)）中兩個(gè)方向的發(fā)電廠送電。9 .電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)的高壓（進(jìn)線）供電方式中兩邊供電方式為：牽引變電所的電能由電力系統(tǒng)（電網(wǎng)）中兩個(gè)方向的發(fā)電廠送電。10. 單相結(jié)線牽引變電所的優(yōu)點(diǎn)之一是：（主接線）簡(jiǎn)單，故障少，設(shè)備少，占地 面積小，投資省等。11. 單相結(jié)線牽引變電所的優(yōu)點(diǎn)之一是：主接線簡(jiǎn)單，故障少，設(shè)備少，占地面積 （小），投資省等。12 .單相V, V結(jié)線牽引變電所其缺點(diǎn)是：當(dāng)一臺(tái)牽引變壓器（ 故

4、障）時(shí)，另一臺(tái) 必須跨相供電，即兼供左、右兩邊供電臂的牽引網(wǎng)。這就需要一個(gè)倒閘過程。13 .單相V, V結(jié)線牽引變電所其缺點(diǎn)是：當(dāng)一臺(tái)牽引變壓器故障時(shí)， 另一臺(tái)必須（跨相）供電，即兼供左、右兩邊供電臂的牽引網(wǎng)。這就需要一個(gè)倒閘過程。14. 單相V, V結(jié)線牽引變電所其缺點(diǎn)是：當(dāng)一臺(tái)牽引變壓器故障時(shí)，另一臺(tái)必須跨 相供電，即兼供左、右（ 兩邊）供電臂的牽引網(wǎng)。這就需要一個(gè)倒閘過程。15. 三相V, V結(jié)線牽引變電所的優(yōu)點(diǎn)是：克服了（ 單相）V,V結(jié)線牽引變電所的缺 點(diǎn)。最可取的是解決了單相 V, V結(jié)線牽引變電所不便于采用固定備用及其自動(dòng)投入的 問題。16. 三相V, V結(jié)線牽引變電所的優(yōu)點(diǎn)是：

5、克服了單相V,V結(jié)線牽引變電所的缺點(diǎn)。最可取的是解決了單相 V, V結(jié)線牽引變電所不便于采用固定備用及其自動(dòng)（ 投入） 的問題。17 .三相V,V結(jié)線牽引變電所的優(yōu)點(diǎn)是： 克服了單相V,V結(jié)線牽引變電所的（缺點(diǎn)）。 最可取的是解決了單相 V, V結(jié)線牽引變電所不便于采用固定備用及其自動(dòng)投入的問題。1. 請(qǐng)簡(jiǎn)述工頻單相交流制電氣化鐵路的優(yōu)點(diǎn)與國(guó)家電力行業(yè)接軌，易于標(biāo)準(zhǔn)化。采用50Hz工頻，使得牽引供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和設(shè)備大為簡(jiǎn)化，牽引變電所只要選擇適宜的牽引變壓器，就可以完成降壓、 分相、供電的功能。接觸網(wǎng)額定電壓較高，其中通過的電流相對(duì)較小。從而使接觸網(wǎng)導(dǎo)線截面減小、 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，牽引變電所之間的距

6、離延長(zhǎng)、數(shù)目減少，工程投資和金屬消耗量降 低。電能損失和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用少。電力機(jī)車采用直流串激牽引電動(dòng)機(jī)，牽引性能好，運(yùn)行可靠。2. 請(qǐng)簡(jiǎn)述單相結(jié)線牽引變電所的優(yōu)點(diǎn)牽引變壓器的容量利用率（額定輸出容量與額定容量之比值）可達(dá)100%;主接線簡(jiǎn)單，故障少，設(shè)備少，占地面積小，投資省等。3. 請(qǐng)簡(jiǎn)述單相結(jié)線牽引變電所的缺點(diǎn)對(duì)電力系統(tǒng)的負(fù)序影響最大；不能供應(yīng)地區(qū)和牽引變電所三相負(fù)荷用電；不能實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)的兩邊供電。4. 請(qǐng)簡(jiǎn)述單相V, V結(jié)線牽引變電所的優(yōu)點(diǎn)牽引變壓器的容量利用率可達(dá)100%主接線簡(jiǎn)單，設(shè)備少，占地面積小，投資省.對(duì)電力系統(tǒng)的負(fù)序影響比單相結(jié)線??；在正常運(yùn)行時(shí)，牽引側(cè)保持三相，所以可供應(yīng)牽引變

7、電所自用電和地區(qū)用電； 可同時(shí)向左右兩邊供電臂的牽引網(wǎng)供電。五.計(jì)算題1. 已知某牽引變電所主變壓器高壓繞組的電壓分接范圍，變比和級(jí)數(shù)如下表所示，如系統(tǒng)電壓為100000V。若分接開關(guān)選用第III位運(yùn)行，則牽引側(cè)母線空載電壓為多少？分接各相抽高壓側(cè)低壓側(cè)位置頭聯(lián)接電壓(V)電壓(V)變比I.2-3115500275004.2II.3-4112750275004.1III.4-5110000275004.0IV.5-6107250275003.9V.6-7104500275003.8答案：U=25000V2. 已知某牽引變電所主變壓器高壓繞組的電壓分接范圍，變比和級(jí)數(shù)如下表所示，如系統(tǒng)電壓為11

8、0000V。若分接開關(guān)選用第I位運(yùn)行，貝U牽引側(cè)母線空載電壓為多少?分接各相抽高壓側(cè)低壓側(cè)位置頭聯(lián)接電壓(V)電壓(V)變比I.2-3115500275004.2II.3-4112750275004.1III.4-5110000275004.0IV.5-6107250275003.9V.6-7104500275003.8答案：U=26190VA 。四.簡(jiǎn)答題1. 請(qǐng)簡(jiǎn)述三相YN, d11結(jié)線牽引變電所的優(yōu)點(diǎn)牽引變壓器低壓側(cè)保持三相，有利于供應(yīng)牽引變電所自用電和地區(qū)三相電力；在兩臺(tái)牽引變壓器并聯(lián)運(yùn)行的情況下，當(dāng)一臺(tái)停電時(shí)，供電不會(huì)中斷，運(yùn)行可靠方便。能很好地適應(yīng)山區(qū)單線電氣化鐵路牽引負(fù)載不均衡的

9、特點(diǎn)；對(duì)接觸網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)兩邊供電。2. 請(qǐng)簡(jiǎn)述斯科特結(jié)線牽引變電所的優(yōu)點(diǎn)當(dāng)M座和T座兩供電臂負(fù)荷電流大小相等、功率因數(shù)也相等時(shí)，斯科特結(jié)線變壓器原邊三相電流對(duì)稱。不存在負(fù)序電流；變壓器容量可全部利用；能供應(yīng)牽引變電所自用電和站區(qū)三相電力；對(duì)接觸網(wǎng)的供電可實(shí)現(xiàn)兩邊供電。3. 請(qǐng)簡(jiǎn)述斯科特結(jié)線牽引變電所的缺點(diǎn)斯科特結(jié)線牽引變壓器制造難度較大，造價(jià)較高。牽引變電所主接線復(fù)雜，設(shè) 備較多，工程投資也較多。維護(hù)、檢修工作量及相應(yīng)的費(fèi)用也有所增加。斯科特結(jié)線牽引變壓器原邊T接點(diǎn)（。點(diǎn)）電位隨負(fù)載變化而產(chǎn)生漂移。嚴(yán)重時(shí)有零序電流流經(jīng)電力網(wǎng)。6. 牽引變壓器校核容量的計(jì)算條件： 應(yīng)用非平行運(yùn)行圖區(qū)間通過能力N非來

10、（校核）。 重負(fù)荷臂按對(duì)應(yīng)于非平行運(yùn)行圖區(qū)間通過能力N非（或按線路輸送能力）的95 %列車數(shù)概率積分最大值來計(jì)算供電臂最大短時(shí)電流（簡(jiǎn)稱最大電流），輕負(fù)荷臂取對(duì)應(yīng)N非（或線路輸送能力）的供電臂有效電流。7. 牽引變壓器校核容量的計(jì)算條件： 應(yīng)用非平行運(yùn)行圖區(qū)間通過能力N非來校核。 重負(fù)荷臂按對(duì)應(yīng)于非平行運(yùn)行圖區(qū)間通過能力（N非 （或按線路輸送能力）的95 %列車數(shù)概率積分最大值來計(jì)算供電臂最大短時(shí)電流（簡(jiǎn)稱最大電流），輕負(fù)荷臂取對(duì)應(yīng) N非（或線路輸送能力）的供電臂有效電流。8. 牽引變壓器校核容量的計(jì)算條件：應(yīng)用非平行運(yùn)行圖區(qū)間通過能力N非來校核。3重負(fù)荷臂按對(duì)應(yīng)于非平行運(yùn)行圖區(qū)間通過能力N非

11、（或按線路輸送能力）的95%列車數(shù)概率積分最大值來計(jì)算供電臂（最大）短時(shí)電流（簡(jiǎn)稱最大電流），輕負(fù)荷臂取對(duì)應(yīng)N非（或線路輸送能力）的供電臂有效電流。9 .列車用電有效電流系數(shù)等于（七= 1.05）。四.簡(jiǎn)答題1. 請(qǐng)簡(jiǎn)述牽引網(wǎng)向電力機(jī)車的供電方式種類牽引網(wǎng)向電力機(jī)車的供電方式有：直接供電（ DD方式、帶回流線的直接供（ DN 電方式、自耦變壓器（AD供電方式、吸流變壓器 （BT）供電方式和同軸電力電纜（CC 供電方式等。2. 請(qǐng)簡(jiǎn)述牽引變電所容量計(jì)算和選擇的三個(gè)步驟牽引變電所容量計(jì)算和選擇，就是指牽引變壓器容量的計(jì)算和選擇。一般分三個(gè)步 驟進(jìn)行。 按給定的計(jì)算條件求出牽引變壓器供應(yīng)牽引負(fù)荷所必

12、須的最小容量，稱為計(jì)算容量。 按列車緊密運(yùn)行時(shí)供電臂的有效電流與充分利用牽引變壓器的過負(fù)荷能力，求出所需要的容量，稱為校核容量。確保牽引變壓器安全運(yùn)行所必須的容量。 根據(jù)計(jì)算容量和校核容量，再考慮其他因素（如備用方式等），最后按實(shí)際系列產(chǎn)品的規(guī)格選定牽引變壓器的臺(tái)數(shù)和容量，稱為安裝容量或設(shè)計(jì)容量。3. 請(qǐng)簡(jiǎn)述列車用電量的計(jì)算條件1） 一般對(duì)于不同類型的列車，都按滿載貨物列車考慮。2）當(dāng)電力牽引的旅客列車數(shù)比例較大時(shí)，或上（下）行方向空載車數(shù)比例很大時(shí)， 也可按實(shí)際的客、貨、空列車的用電量計(jì)算。4. 請(qǐng)簡(jiǎn)述列車電流的基本特征牽引變電所的負(fù)荷主要是電力牽引列車。與電力系統(tǒng)的負(fù)荷相比有很大的差別，其

13、 特點(diǎn)有： 列車以變化的速度沿線路運(yùn)行，即牽引負(fù)荷的位置是移動(dòng)的。 牽引負(fù)荷的大小隨線路坡度。列車密度等因素而發(fā)生很大的變化，當(dāng)列車上大陡 坡車密集運(yùn)行時(shí)則負(fù)荷電流大，反之則負(fù)荷電流小以至為零，牽引變壓器負(fù)荷率很低。 列車可以在供電分區(qū)任意分布，即牽引負(fù)荷在供電分區(qū)任意分布。 由于采用整流器式電力機(jī)車，接觸網(wǎng)電流變?yōu)榉钦也?。以上這些特點(diǎn)，使?fàn)恳╇娪?jì)算變得相當(dāng)復(fù)雜。5 .請(qǐng)簡(jiǎn)述列車用電平均電流 I :列車在計(jì)算區(qū)段內(nèi)運(yùn)行時(shí)，在用電運(yùn)行時(shí)間內(nèi)，列車瞬時(shí)電流的平均值。即：6.請(qǐng)簡(jiǎn)述列車用電均方根電流列車用電均方根電流I#,也叫列車用電有效電流，為I & = M = Jft9ihdt三.計(jì)

14、算題tg 01. 已知一段單線電氣化鐵路，接觸網(wǎng)采用單鏈形懸掛；接觸線參數(shù)為L(zhǎng) =0.184 Q / km , R 垂=8.57 mm ;大地電導(dǎo)率 =1O-I.cm JL求：牽引網(wǎng)接觸線-地回路的自阻抗。接觸線為GLCA史0rc = 1.93 .1 / km , x 版=。歹幻 / km ,答案：0.234+j0.73 "/km2. 已知一段單線電氣化鐵路，接觸網(wǎng)采用單鏈形懸掛;r0.18/km,R. =8.57mm ; 承力索為 J-70JJ.o _ _大批由導(dǎo)率。=10 %/Q.cmRc =5.75 mm ; 人地吧寸十 求：牽引網(wǎng)承力索-地回路的自阻抗。答案：1.98+j1.

15、205 ”/km3. 已知一段單線電氣化鐵路，接觸網(wǎng)采用單鏈形懸掛；接觸線參數(shù)為七=0.184 Q / km , R j = 8.57 mm ; 承力索為 J-70rc = 1.93 Q / km , xNe = 0.45Q / km ,rc =5.75 mm;觸線距軌面平均高度H = 5800mm接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)高度 h= 1300mm承c力索弛度 fc = 600mm 鋼軌為 50 kg/m , R = 96 - 5 mm dg = 1435 mm；大地電導(dǎo)率心=10'Q.cm求：牽引網(wǎng)接觸線-地回路與承力索-地回路相互的互阻抗。答案：0.05+j0.4371 / km求：牽引網(wǎng)等值接觸

16、網(wǎng)-地回路的自阻抗 Z1。答案：0.233+j0.6791 / km求：牽引網(wǎng)的等值軌道網(wǎng)地回路的自阻抗Z2。答案：0.14+j0.5831 / km求：接觸網(wǎng)-地回路與等值軌道-地回路的互阻抗 Z12答案：0.05+j0.315 Q/km求：牽引網(wǎng)的等值單位阻抗z。答案：0.22+j0.51 f 1 / km三.計(jì)算題1. 已知一段雙線電氣化鐵路，上、下行接觸網(wǎng)完全相等，接觸網(wǎng)采用單鏈形懸掛，接觸線參數(shù)為=0.184Q/km,Rj=8.57mm;承力索參數(shù)為c =L93Q /km , XNe =0.45Q / km,Rc =5.75 mm;接觸觸線距軌面平均高度H = 5800mm接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)

17、高度 h= 1300mm;承力索弛度 fc = 600mm 鋼軌為 50 kg/m , R = 96 - 5 mm dg = 1435 mm；大地電導(dǎo)率。=10*,dem兩線路軌道中心距離為5ni求：上、下行線路接觸網(wǎng)的等值導(dǎo)線一地回路的自阻抗Z1與z2o答案：Zi=Z2=0.233+j0.679/ km求：上、下行線接觸網(wǎng)的等值導(dǎo)線-地回路1與2的互阻抗Z12o答案：Zi2=0.05+j0.329，/km求：上、下行線接觸網(wǎng)的等值導(dǎo)線-地回路1、2分別與軌道網(wǎng)-地回路3的互阻抗 Z 13、z23。答案：Z13=Z23=0.05+j0.307，/km5. 已知一段雙線電氣化鐵路的相關(guān)參數(shù)：上、

18、下行線路接觸網(wǎng)的等值導(dǎo)線一地回路的自阻抗Z1=Z2=0.233+j0.679 Q/km ;軌道網(wǎng)-地回路的自阻抗 Z3=0.095+j0.457。/ km ;上、下行線接觸網(wǎng)的等值導(dǎo)線-地回路1與2的互阻抗Z12=0.05+j0.329 Q/ km ;上、下行線接觸網(wǎng)的等值導(dǎo)線-地回路1、2分別與軌道網(wǎng)-地回路3的 互阻抗 Z13=Z23=0.05+j0.307 Q/km。求：線路I牽引網(wǎng)的自阻抗ZI。答案：Zi=0.209+j0.473 .1 / km求：線路II牽引網(wǎng)的自阻抗ZII o答案：Zii =0.209+j0.4731 / km求：線路III 牽引網(wǎng)的互阻抗Z II。答案：Zi I

19、I =0.026+j0.1231 / km二.填空題1. 供電系統(tǒng)由于阻抗及負(fù)荷而導(dǎo)致供電電壓（降低）,其降低的數(shù)值稱為電壓損失。2. 供電系統(tǒng)由于阻抗及負(fù)荷而導(dǎo)致供電電壓降低，其降低的數(shù)值稱為電壓（損失）。3. 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：鐵道干線電力牽引變電所牽引側(cè)母線上的額定電壓為（27.5 ） kVo4. 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：鐵道干線電力牽引變電所牽引側(cè)（母線）上的額定電壓為27.5 kVo5. 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：電力機(jī)車，動(dòng)車組受電弓和接觸網(wǎng)的額定電壓為（25 ） kV 。6. 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：電力機(jī)車，動(dòng)車組受電弓和 （接觸網(wǎng)）的額定電壓為25 kV。7. 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：（接觸網(wǎng)）最高允許電壓 29 kV

20、。8. 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：接觸網(wǎng)最高允許電壓（29 ）kV 。9. 牽引網(wǎng)的電壓損失，等于牽引變電所牽引側(cè)（母線）電壓與電力機(jī)車受電弓上電壓 的算術(shù)差。10. 牽引網(wǎng)的電壓損失，等于牽引變電所牽引側(cè)母線電壓與電力機(jī)車受電弓上電壓的（算術(shù)）差。Z = (R cos 7 X sin )11. 牽引網(wǎng)當(dāng)量阻抗為：（12. 牽引網(wǎng)單位當(dāng)量阻抗為:（ z ' = r cos P + x sin13. 雙線牽引網(wǎng)電壓損失的計(jì)算條件為：取其重負(fù)荷方向進(jìn)行計(jì)算。列車電流取重負(fù)荷方向重貨列車用電平均電流。計(jì)算列車數(shù)取對(duì)應(yīng)遠(yuǎn)期輸送能力概率積分為（95 % ）的最大列車數(shù)。14. 雙線牽引網(wǎng)電壓損失的計(jì)算條件為

21、：取其重負(fù)荷方向進(jìn)行計(jì)算。列車（電流）取重負(fù)荷方向重貨列車用電平均電流。計(jì)算列車數(shù)取對(duì)應(yīng)遠(yuǎn)期輸送能力概率積分為95%的最大列車數(shù)。15. 雙線牽引網(wǎng)電壓損失的計(jì)算條件為：取其重負(fù)荷方向進(jìn)行計(jì)算。列車電流取重負(fù)荷方向重貨列車用電平均電流。計(jì)算列車數(shù)取對(duì)應(yīng)遠(yuǎn)期輸送能力概率積分為95%的（最大）列車數(shù)。16. 牽引供電系統(tǒng)電壓損失主要由兩部分組成：（牽引網(wǎng)）的電壓損失；牽引變電所的電壓損失。17. 牽引供電系統(tǒng)電壓損失主要由兩部分組成：牽引網(wǎng)的電壓損失；牽引（變電所）的電壓損失。三.計(jì)算題.1.某一單線區(qū)段電氣化鐵路，牽引網(wǎng)為全補(bǔ)償單鏈形懸掛。牽引網(wǎng)單位當(dāng)量阻抗為0.482。/km ,計(jì)算條件如圖所

22、示。計(jì)算條件：供電臂參數(shù)如下求：該供電臂的牽引網(wǎng)的最大電壓損失答案：2.653kV+ i 1 r1111求：該供電臂的牽引網(wǎng)的最大電壓損失扃頊房油山耕答案：2.205kV廠尸卜求：該供電臂的牽引網(wǎng)的最大電壓損失答案：4.822kV求：該供電臂的牽引網(wǎng)的最大電壓損失答案：1.605kV5. 實(shí)際中，需要計(jì)算三相變壓器的最大電壓損失，其計(jì)算條件為：?jiǎn)尉€區(qū)段，直接接表 4-1所列負(fù)荷累加起來作為計(jì)算供電臂的（ 最大）電 流，或查附錄 C中圖C5曲線獲得最大電流。雙線區(qū)段查附錄 C中圖C 5獲 得供電臂95%最大列車數(shù)的最大電流，對(duì)另一供電臂取供電臂平均電流。6.實(shí)際中，需要計(jì)算三相變壓器的最大電壓損

23、失，其計(jì)算條件為：?jiǎn)尉€區(qū)段，直接接表4-1所列負(fù)荷累加起來作為計(jì)算供電臂的最大電流，或查附錄C中圖C 5曲線獲得最大電流。雙線區(qū)段查附錄 C中圖C 5獲 得供電臂(95 % )最大列車數(shù)的最大電流，對(duì)另一供電臂取供電臂平均電流。7.實(shí)際中，需要計(jì)算三相變壓器的最大電壓損失，其計(jì)算條件為：?jiǎn)尉€區(qū)段，直接接表4-1所列負(fù)荷累加起來作為計(jì)算供電臂的最大電流，或查附錄C中圖C 5曲線獲得最大電流。雙線區(qū)段查附錄 C中圖C 5猷如供岫)95t%最大列車數(shù)的最大電流，對(duì)另一供電臂取供電臂(平均)電流。8.主變壓器繞組的電壓損失為： ()9. 單相V,V結(jié)線變壓器的最大電壓損失為：( 當(dāng) COS = 0.8

24、 時(shí) AU t max =) (I Sin W)Xt =0.6XtI max (V)10. 單相結(jié)線變壓器的最大電壓損失為：( 當(dāng) COS 平=0.8 時(shí)：AU T m ax =0.6(Iimax +I2p)Xt(V)11. 斯科特變壓器的最大電壓損失為：(:U M X M 2 I M max SIH ' m (V ) )Ut = Xt?It max Sin T (V )12. 采用載流承力索或加強(qiáng)導(dǎo)線由于降低了牽引網(wǎng)阻抗，因此當(dāng)牽引負(fù)荷一定時(shí)，電壓損失也就隨之降低。一般可降低(25 ) %以上。在靠近牽引變電所的區(qū)段加設(shè)加強(qiáng)導(dǎo)線效果最好。13. 采用載流承力索或加強(qiáng)導(dǎo)線由于降低了牽引

25、網(wǎng)阻抗，因此當(dāng)牽引負(fù)荷一定時(shí)，電壓損失也就隨之降低。一般可降低25%以上。在靠近牽引變電所的區(qū)段加設(shè)(加強(qiáng))導(dǎo)線效果最好。14. 采用載流承力索或加強(qiáng)導(dǎo)線由于降低了牽引網(wǎng)(阻抗)，因此當(dāng)牽引負(fù)荷一定時(shí)，電壓損失也就隨之降低。一般可降低25%以上。在靠近牽引變電所的區(qū)段加設(shè)加強(qiáng)導(dǎo)線效果最好。15. 在一些特殊的情況下，例如山區(qū)電氣化鐵路有較大的迂回區(qū)段時(shí)，可加設(shè)捷接線，加設(shè)捷接線后接觸網(wǎng)等于增加了一個(gè)與它(并聯(lián))的捷接線一地回路。16. 在一些特殊的情況下，例如山區(qū)電氣化鐵路有較大的迂回區(qū)段時(shí)，可加設(shè)捷接線， 加設(shè)捷接線后接觸網(wǎng)(等于)增加了一個(gè)與它并聯(lián)的捷接線一地回路。17. 實(shí)踐證明，在山區(qū)

26、電氣化鐵路有較明顯的(迂回)線路時(shí)，增設(shè)捷接線對(duì)降低牽引網(wǎng)阻抗，改善牽引網(wǎng)電壓有很顯著的效果。18. 實(shí)踐證明，在山區(qū)電氣化鐵路有較明顯的迂回線路時(shí)，增設(shè)捷接線對(duì)降低牽引網(wǎng)阻抗，改善牽引網(wǎng)(電壓)有很顯著的效果。19. 實(shí)踐證明，在山區(qū)電氣化鐵路有較明顯的迂回線路時(shí)，增設(shè)捷接線對(duì)(降低)牽引網(wǎng)阻抗，改善牽引網(wǎng)電壓有很顯著的效果。三.簡(jiǎn)答題1. 請(qǐng)寫出三相變壓器的最大電壓損失的計(jì)算公式。(當(dāng)cos中=0.8時(shí)：)當(dāng)cos中=0.8時(shí)：UTqmax =(0.4Iqmax - 0.13 I hp ) X t (V )2. 請(qǐng)簡(jiǎn)述實(shí)州mE州惟壓跚3如伽時(shí)勺計(jì)算條件。單線區(qū)段，直接接表 4-1所列負(fù)荷累

27、加起來作為計(jì)算供電臂的最大電流，或 查附錄C中圖C 5曲線獲得最大電流。雙線區(qū)段查附錄 C中圖C 5獲 得供電臂95%最大列車數(shù)的最大電流，對(duì)另一供電臂取供電臂平均電流。3.請(qǐng)簡(jiǎn)述供電臂的電壓水平要求。要求供電臂的電壓水平滿足：牽引網(wǎng)的最低允許電壓為 20 kV。非正常情況下不得低于 19 kV。為了提高供電臂的供電電壓水平往往將牽引變電所牽引側(cè)的空載母線電壓調(diào)到接近29 kV。4. 請(qǐng)簡(jiǎn)述提高變電所牽引側(cè)母線電壓水平的措施方法。目前普遍采用的是放低變壓器分接開關(guān)位置來提高變電所牽引側(cè)母線空載電壓的方法。另一種方法是采用帶有載分接開關(guān)的牽引變壓器。這種方法適用于高壓側(cè)系統(tǒng)電壓波動(dòng)幅度較大、波動(dòng)

28、次數(shù)較頻繁的情況。5. 請(qǐng)簡(jiǎn)述為減少電壓損失所采用合理的牽引網(wǎng)供電方式。在單線區(qū)段，只要條件許可，應(yīng)盡可能采用雙邊供電方式。在雙線區(qū)段，紐結(jié)雙邊供電比單邊供電有較小的電壓損失，也應(yīng)在條件許可的 情況下采用。目前雙線區(qū)段常用的是單邊并聯(lián)供電，當(dāng)上、下行行車量很不均勻或線路出現(xiàn) 一面坡的情況下，采用這種方法，降低電壓損失的效果很顯著，并使上、下行 接觸網(wǎng)截面得到充分利用。5.請(qǐng)簡(jiǎn)述降低牽引網(wǎng)阻抗的措施方法。(1)采用載流承力索或加強(qiáng)導(dǎo)線采用載流承力索或加強(qiáng)導(dǎo)線由于降低了牽引網(wǎng)阻抗，因此當(dāng)牽引負(fù)荷一定時(shí)，電壓 損失也就隨之降低。 一般可降低25%以上。在靠近牽引變電所的區(qū)段加設(shè)加強(qiáng)導(dǎo)線效果 最好。(

29、2)加設(shè)捷接線在一些特殊的情況下，例如山區(qū)電氣化鐵路有較大的迂回區(qū)段時(shí)，可加設(shè)捷接線， 加設(shè)捷接線后接觸網(wǎng)等于增加了一個(gè)與它并聯(lián)的捷接線一地回路。實(shí)踐證明，在山區(qū)電 氣化鐵路有較明顯的迂回線路時(shí)，增設(shè)捷接線對(duì)降低牽引網(wǎng)阻抗，改善牽引網(wǎng)電壓有很 顯著的效果。1. 電氣化鐵路供電系統(tǒng)的電能損失包括：(牽引網(wǎng)，變電所，牽引變電所)的電能損失4. 單線區(qū)段牽引網(wǎng)當(dāng)供電臂有 1個(gè)區(qū)間時(shí)，概率統(tǒng)計(jì)法的電能損失計(jì)算公式為：(.': A = 0 . 438 k) Si，. 10 5. 單線區(qū)段牽引網(wǎng)平均運(yùn)量法的電能損失計(jì)算公式為：AA = 8.76xl(r4176. 單線區(qū)段牽引網(wǎng)當(dāng)供電臂有2個(gè)區(qū)間時(shí)

30、，概率統(tǒng)計(jì)法的電能損失計(jì)算公式為:A =0.438 r 40I ：I1+ 2p£+2p/m果JxlQT(kWh/a)三.計(jì)算題1. 已知雙線電氣化鐵路，一牽引變電所供電的兩供電臂及牽引計(jì)算所得相關(guān)數(shù)據(jù)，如 p130圖5-4所示。牽引網(wǎng)采用直接供電方式，接觸網(wǎng)采用單鏈形懸掛，左右接觸網(wǎng)完 全相同，其等值單位自阻抗和等值單位互阻抗分別為：=0.209。/ km ,%= 0.026痣/ km求：接觸網(wǎng)并聯(lián)供電情況下左側(cè)供電臂的電能損失。答案：90.9 (10 4 kWh/a)求：接觸網(wǎng)并聯(lián)供電情況下右側(cè)供電臂的電能損失。答案：95.4 (10 4 kWh/a)求：接觸網(wǎng)分開供電情況下左側(cè)供

31、電臂的電能損失。答案：111.4 (10 4kWh/a)求：接觸網(wǎng)分開供電情況下右側(cè)供電臂的電能損失。答案：111.7 (10 4kWh/a)三.計(jì)算題1.已知某牽引變電所裝設(shè)三相YN d11結(jié)線牽引變壓器，額定容量為2X15000 (kVA),額定電壓為110/27.5 kV , . "=102kwPo =20.2 kw,兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行。兩供電臂有效電流分別為 337 A 和237 A，平均電流分別為 276 A和192 A答案：58.8 (10 4kWh/a)答案：35.4 (10 4kWh/a)答案：94.2 (10 4kWh/a)求：該變電所的牽引變壓器負(fù)載電能損失。 求：該變

32、電所的牽引變壓器空載電能損失。 求：該變電所的牽引變壓器總電能損失。三.簡(jiǎn)答題1. 請(qǐng)簡(jiǎn)述說明負(fù)序電流對(duì)電力系統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)的影響。單相牽引負(fù)荷，引起發(fā)電機(jī)的不對(duì)稱運(yùn)行。當(dāng)最大一相電流達(dá)到額定值時(shí)，較小的兩相電流卻小于額定值。因此，限制了發(fā)電機(jī)的出力。當(dāng)負(fù)序電流流過發(fā)電機(jī)定子繞組時(shí)，產(chǎn)生負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。它相對(duì)于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度為同步轉(zhuǎn)速的兩倍，在轉(zhuǎn)子表面感應(yīng)產(chǎn)生渦流。這些附加電流和渦流形成附加損耗，引起轉(zhuǎn)子溫增高。由負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子激磁磁勢(shì)以及由正序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與定子負(fù)序磁勢(shì)所產(chǎn)生的兩倍工頻的交變電磁力矩，同時(shí)作用在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸和定子機(jī)座上，引起兩倍工 頻的附加振動(dòng)。2. 請(qǐng)簡(jiǎn)述說明負(fù)序電流對(duì)電力系統(tǒng)中感

33、應(yīng)電動(dòng)機(jī)的影響。當(dāng)負(fù)序電流流入電力系統(tǒng)時(shí)，將造成感應(yīng)電動(dòng)機(jī)定子繞組三相電壓不對(duì)稱而使正序分量減小，必將引起轉(zhuǎn)子電流增加，造成各相電流不平衡，從而降低運(yùn)行 效率，使電動(dòng)機(jī)過熱。負(fù)序電流還將在電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生制動(dòng)力矩而引起制動(dòng)作用，使電動(dòng)機(jī)出力下降。電壓不對(duì)稱度越大，該制動(dòng)力矩越大。三.簡(jiǎn)答題1. 請(qǐng)簡(jiǎn)要說明負(fù)序電流對(duì)電力變壓器的影響。使三相電流不對(duì)稱，當(dāng)最大一相電流達(dá)到額定值或允許過載值時(shí)，較小的兩相 電流卻還小于該值，從而使變壓器容量利用率下降。負(fù)序電流造成變壓器的附加電能損失，并在變壓器鐵芯磁路中造成附加發(fā)熱。2. 請(qǐng)簡(jiǎn)要說明負(fù)序電流對(duì)繼電保護(hù)的影響。負(fù)序電流容易使電力系

34、統(tǒng)中以負(fù)序分量起動(dòng)的繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置誤動(dòng)作，從而增加保護(hù)的復(fù)雜性。3. 請(qǐng)簡(jiǎn)要說明牽引供電系統(tǒng)可采取減少負(fù)序影響的措施。 相鄰牽引變電所的牽引變壓器原邊換接相序，合理安排接觸網(wǎng)分段及其相序. 牽引變電所采用電流不對(duì)稱度小的牽引變壓器4. 請(qǐng)簡(jiǎn)述電力系統(tǒng)可采取減少負(fù)序影響的措施。 在發(fā)電廠或樞紐變電所安裝特殊訂貨的同步調(diào)相機(jī)。但是，這項(xiàng)措施的基建投資較大，占地較多，一般不到萬不得已是不采用的 臨時(shí)性的過渡措施，電力系統(tǒng)可采取一些臨時(shí)運(yùn)行方式。如將某些輸電線路、變 壓器、電抗器投入或退出，以此來改變系統(tǒng)中負(fù)序電流的分配。5. 請(qǐng)簡(jiǎn)要說明牽引變電所的換接相序。牽引變電所換接相序：是指各相鄰牽引變電

35、所牽引變壓器的原邊各端子輪換接入電 力系統(tǒng)中的不同的相。目的是減輕牽引供電系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)的負(fù)序影響。6. 請(qǐng)簡(jiǎn)述牽引變電所換接相序的基本要求。 對(duì)稱。把各牽引變電所的單相牽引負(fù)荷輪換接入電力系統(tǒng)中的不同的相，使電力系統(tǒng)三相電流大致對(duì)稱。三相YN dll結(jié)線、單相和三相 V,V結(jié)線的兩個(gè)相鄰牽引變電所之間，兩供電臂一般設(shè)計(jì)為同相，牽引變電所直接相連的兩供電臂為不同相。7. 請(qǐng)簡(jiǎn)述牽引變電所換接相序的基本原則。 相鄰電氣化鐵路匯合處（一般指樞紐地區(qū)），如果不設(shè)牽引變電所，考慮各供電臂為同相。 三相YN, d11結(jié)線的牽引變電所換接相序，應(yīng)考慮將重負(fù)荷供電臂作為引前相。 通常安排輕，重負(fù)荷供電臂交替

36、出現(xiàn)。 對(duì)于由同一電力系統(tǒng)單邊供電的電氣化區(qū)段，牽引變電所采用依次換接相序方 式。其特點(diǎn)是：在每六個(gè)牽引變電所構(gòu)成的一個(gè)完整換相循環(huán)中，前三個(gè)和后三個(gè)采取 依次連接方式。 對(duì)于由同一電力系統(tǒng)雙邊供電的電氣化區(qū)段，采用對(duì)稱換接相序方式。 其特點(diǎn)是:在每六個(gè)牽引變電所構(gòu)成的一個(gè)完整換相循環(huán)中，前三個(gè)和后三個(gè)采取對(duì)稱連接方式。8. 請(qǐng)簡(jiǎn)要說明諧波電流對(duì)電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)的不良影響。 諧波電流流入三相定子繞組時(shí)，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，引起振動(dòng)扭矩。諧波旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子以數(shù)倍同步轉(zhuǎn)速的速度相交鏈，因此在轉(zhuǎn)子回路中感應(yīng)出數(shù)倍基波頻率的電壓和電流。由定子的諧波旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子的激磁電流以及由定子的工作旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與諧波在轉(zhuǎn)子

37、中感應(yīng)的電流相互作用而產(chǎn)生的交變電磁力矩，傳到轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸和定子機(jī)座上，引起額外 的振動(dòng)扭矩。 諧波電流流入三相定子繞組時(shí)，還增加定子繞組和定子鐵芯的附加電能損失和發(fā)熱。 引起轉(zhuǎn)子激磁繞組的附加發(fā)熱。當(dāng)諧波電流與負(fù)序電流同時(shí)流入三相定子繞組時(shí)，則在轉(zhuǎn)子激磁繞組回路中感應(yīng)出6倍或12倍基波頻率的電流。該電流引起附加的電能損失和發(fā)熱。 引起阻尼繞組過熱，以致?lián)p壞。由于諧波旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)子上的阻尼繞組中感應(yīng)出電勢(shì)而引起電流。當(dāng)感應(yīng)電流過大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致阻尼繞組過熱，以致?lián)p壞。9.請(qǐng)簡(jiǎn)要說明 諧波電流對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的不良影響。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的諧波功率損失主要是銅損，當(dāng)流過感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的諧波電流增大時(shí)，其 鐵芯齒部磁飽和

38、增大， 使基波電抗和諧波電抗都減小，因而使諧波功率損失增大。 此外，磁飽和也會(huì)引起激磁阻抗和基波負(fù)序阻抗減小。在感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的端電壓和基波負(fù)序電壓一定時(shí)，激磁電流和負(fù)序電流引起的銅損也會(huì)增大。從而引起附加發(fā)熱增大。10. 請(qǐng)簡(jiǎn)要說明諧波電流對(duì)電力系統(tǒng)電氣計(jì)量?jī)x表的不良影響。高次諧波對(duì)電氣計(jì)量?jī)x表，特別是電能計(jì)量?jī)x表，影響較大。這是因?yàn)楝F(xiàn)在使用的 功率表并沒有關(guān)于受高次諧波和功率因數(shù)影響而產(chǎn)生誤差的限制措施。11. 請(qǐng)簡(jiǎn)要說明諧波電流對(duì)電力系統(tǒng)變壓器的不良影響。由于諧波電流流入變壓器產(chǎn)生的鐵芯磁滯現(xiàn)象會(huì)引起噪音增大。此外，還會(huì)由高次 諧波電流、電壓而引起的附加鐵損和銅損，使變壓器總電能損失增大，容

39、量利用率減小。12. 請(qǐng)簡(jiǎn)要說明減少諧波影響的措施。 有以下幾項(xiàng)措施： 在牽引變電所牽引側(cè)裝設(shè)并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置。裝置中的參數(shù)選擇，考慮以濾掉3次諧波電流為主。減少諧波電流的發(fā)生量。變流器實(shí)行多脈沖化，是一種行之有效的措施，不但使諧波的次數(shù)減少，而且波電流含量也大大減少，從而使流人電力系統(tǒng) 的諧波電流也大為減少。 在電力機(jī)上加裝并聯(lián)補(bǔ)償濾波裝置。分別在機(jī)車變壓器副邊的調(diào)壓繞組間與基本繞組間，加裝并聯(lián)補(bǔ)償濾波裝置，分別濾掉3次和5次諧波電流，從而減少電力機(jī)車負(fù)荷電流中的諧波電流含有率。13. 請(qǐng)簡(jiǎn)要說明功率因數(shù)低的不良影響。 電力牽引負(fù)荷的功率因數(shù)低，不但使變壓器等供電系統(tǒng)設(shè)備的能力不能充分利用同

40、時(shí)降低發(fā)電機(jī)組的輸出能力和輸變電設(shè)備的供電能力，使電氣設(shè)備的效率降低，發(fā)電和輸變電的成本提高。 增加輸電網(wǎng)絡(luò)中的電能損失 增加輸電網(wǎng)絡(luò)中的電壓損失。14.請(qǐng)簡(jiǎn)要說明提高牽引負(fù)荷功率因數(shù)的措施?？刹扇〉拇胧┤缦拢?提高用電自然功率因數(shù)。例如，提高電力機(jī)車的功率因數(shù)；改善牽引網(wǎng)的阻抗特 性，包括減小牽引網(wǎng)單位阻抗值和阻抗角，限制供電臂的長(zhǎng)度等。 在牽引變電所牽引側(cè)裝設(shè)并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置。15.請(qǐng)述簡(jiǎn)并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置的作用。1）高功率因數(shù)：減少無功電流，提高功率因數(shù)。2）吸收諧波電流3）改善電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量，提高牽引變電所牽引側(cè)母線電壓；4）減少電力系統(tǒng)電能損失。并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置后，流經(jīng)電力系統(tǒng)的電流變小，故顯然并聯(lián)電容補(bǔ)償電容后可以 減少電力系統(tǒng)的電能損失。1. 請(qǐng)簡(jiǎn)要說明按電磁性質(zhì)分類牽引網(wǎng)對(duì)通信線路的影響。靜電影響：它是由接觸網(wǎng)高壓電場(chǎng)的靜電感應(yīng)引起的，故又稱電場(chǎng)影響。電磁影響：它是由接觸網(wǎng)中交流電流的交變磁場(chǎng)的電磁感應(yīng)引起的，故又稱磁場(chǎng)影響。傳導(dǎo)