電氣化鐵道供變電工程復(fù)習(xí)及答案

1、精品資料一、名詞解釋開閉所： 指不進(jìn)行電壓變換而用開關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)電路開閉的配電所。是將高壓電力分別向周圍的幾個(gè)用電單位供 電的電力設(shè)施，位于電力系統(tǒng)中變電站的下一級(jí)。開閉所是區(qū)別于變電站而言的。（擴(kuò)展： 其特征 是電源進(jìn)線側(cè)和出線側(cè)的電壓相同。區(qū)域變電站也具有開閉所的功能。開閉所也指用于接受電力并分配電力的供配電設(shè)施，高壓電網(wǎng)中稱為開關(guān)站。開閉所一般兩進(jìn)多出（常用 46 出），只是根據(jù)不同的要求，進(jìn)出可以設(shè)置斷路器、負(fù)荷開關(guān)。 位置：設(shè)在車站、貨場(chǎng)附近、電力機(jī)務(wù)段、樞紐 站等大宗負(fù)荷處。 作用：將供電臂分段，事故時(shí)縮小事故范圍，提高供電的可靠性、靈活性；減少變電所的 復(fù)雜性；不改變電壓大小，只擴(kuò)

2、大饋線回路數(shù)，相當(dāng)于配電所。）組合電器： 是將兩種或兩種以上的電器，按接線要求組成一個(gè)整體而各電器仍保持原性能的裝置。（或：把一 定功能的電器設(shè)備組合成一體的電器組合。 ）（擴(kuò)展：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，外形及安裝尺寸小，使用方便，且各電器的性能可更好地協(xié)調(diào)配合。按電壓高低可 分為低壓組合電器及高壓組合電器。 GIS 是 Gas Insulated metal-enclosed Switchgear 的縮寫，意思是氣體絕 緣金屬封閉開關(guān)。把各種控制、開關(guān)、保護(hù)電器，全部封裝在接地的金屬殼體內(nèi)，殼內(nèi)充以一定壓力的 SF6 氣體作 為相間及對(duì)地的絕緣。國(guó)內(nèi)稱之為封閉式組合電器。 包括：斷路器、隔離開關(guān)、接

3、地開關(guān)、互感器（ PT 及 CT ）、 避雷器和連接母線。 世界上第一套 GIS 于 1967 年在德國(guó)投入運(yùn)行， 由西門子公司制造， 電壓等級(jí)為 126kV ，采用 油斷路器，分相布置。）變壓器： 是利用電磁感應(yīng)的原理來改變交流電壓的裝置，主要構(gòu)件是初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和鐵芯（磁芯）。（擴(kuò)展：主要功能有：電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩(wěn)壓（磁飽和變壓器）等。按用途可以分為： 配電變壓器、電力變壓器、全密封變壓器、組合式變壓器、干式變壓器、油浸式變壓器、單相變壓器、電爐變壓器、 整流變壓器等。）高壓斷路器 （或稱高壓開關(guān)）：是一種專用于斷開或接通電路的開關(guān)設(shè)備，它有完善的滅弧裝置，不僅能在

4、正 常時(shí)通斷負(fù)荷電流，也能在出現(xiàn)短路故障時(shí)在保護(hù)裝置作用下切斷短路電流，它具有相當(dāng)完善的滅弧結(jié)構(gòu)和足夠的 斷流能力。（擴(kuò)展：它不僅可以切斷或閉合高壓電路中的空載電流和負(fù)荷電流，而且當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)通過繼電器保護(hù)裝 置的作用，切斷過負(fù)荷電流和短路電流，可分為：油斷路器（多油斷路器、少油斷路器）、六氟化硫斷路器（ SF6 斷路器）、真空斷路器、壓縮空氣斷路器等。）母線： 是指在變電所中各級(jí)電壓配電裝置的連接，以及變壓器等電氣設(shè)備和相應(yīng)配電裝置連接在一起的導(dǎo)體， 大都采用矩形或圓形截面的裸導(dǎo)線或絞線。習(xí)慣上把各個(gè)配電單元中載流分支回路的導(dǎo)體均泛稱為母線。（是一種 把電能匯聚在一起后進(jìn)行重新分配的導(dǎo)線

5、，也稱匯流排。）（擴(kuò)展：母線的作用是匯集、分配和傳送電能。）電氣主接線： 電氣主接線是根據(jù)電能輸送和分配的要求，表示主要電氣設(shè)備相互之間的連接關(guān)系以及本變電所 （或發(fā)電廠）與電力系統(tǒng)的電氣聯(lián)接關(guān)系，通常用單線圖表示。（擴(kuò)展：作用：它對(duì)運(yùn)行安全、供電可靠性、運(yùn)行靈活性、檢修方便及經(jīng)濟(jì)性等均起著重要作用，同時(shí)它對(duì)電 氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置和電能質(zhì)量的好壞都起著決定性的作用，它也是運(yùn)行人員進(jìn)行各種倒閘操作和事故 處理時(shí)重要依據(jù)。）供變電工程： 電力系統(tǒng)由發(fā)電廠、輸電線路、變電所（開關(guān)站）等組成，其中的變電所（站）也就是供變電工程。一次設(shè)備： 用于完成電能變換、輸送、分配等功能的設(shè)備，如高壓開關(guān)

6、、輸電線路、母線、避雷器等，可以用 一句話來理解：接觸高電壓的電氣設(shè)備。二次設(shè)備： 用于完成對(duì)一次設(shè)備的控制、監(jiān)視、操縱、保護(hù)功能的設(shè)輔助備，如繼電保護(hù)裝置、監(jiān)視儀表、操 作電路等，也可以用一句話來簡(jiǎn)單理解：除不接觸高電壓的電氣設(shè)備。分區(qū)所： 設(shè)置于兩個(gè)牽引變電所的中間，可使兩相鄰的接觸網(wǎng)供電區(qū)段實(shí)現(xiàn)并聯(lián)或單獨(dú)工作。（擴(kuò)展：位置：設(shè)在兩個(gè)牽引變電所中間，增加供電的靈活性、可靠性 。作用：分相；越區(qū)供電；縮小事故的 范圍。） 二、簡(jiǎn)答題1 、說明隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、熔斷器、斷路器在功能上的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，從結(jié)構(gòu)和原理上說明他們?yōu)槭裁磿?huì)存在 這些不同點(diǎn)。答：相同點(diǎn)：都是接通或斷開電路的開關(guān)設(shè)備。作

7、用是：1 ）、正常工作情況下可靠地接通或斷開電路；2 ）、在改變運(yùn)行方式時(shí)進(jìn)行切換操作； 3 ）、當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)迅速切除故障部分， 以保證非故障部分的正常運(yùn)行； 4、） 在設(shè)備檢修時(shí)隔離帶電部分，以保證工作人員的安全。區(qū)別： 1 ）、負(fù)荷開關(guān)可帶負(fù)荷分?jǐn)?，它帶有專用滅弧觸頭、滅弧裝置和彈簧斷路裝置的分合開關(guān)，具有自滅弧 功能，但它的開斷容量很小很有限，可作安全隔離使用。 負(fù)荷開關(guān)只能所以只用于切斷和接通正常情況下電路，而 不能用于斷開短路故障電流。2 ）、隔離開關(guān)不能帶負(fù)荷分?jǐn)嗟?，結(jié)構(gòu)上與負(fù)荷開關(guān)相似。沒有滅弧罩，是敞開式設(shè)計(jì)。隔離開關(guān)不具備保護(hù) 功能，常作檢修時(shí)電源隔離，起檢修安全作用。

8、使用時(shí)應(yīng)與斷路器配合，只有在斷路器斷開時(shí)才能進(jìn)行操作。3 ）、斷路器有過載、短路保護(hù)功能，是封閉式設(shè)計(jì)。斷路器可以控制任何電路。有較好的滅弧措施和較強(qiáng)的通 斷電流能力、能帶負(fù)荷分合閘、能分?jǐn)嘣O(shè)定等級(jí)的短路電流；通常其觸頭是密封在殼體內(nèi)（或被滅弧罩遮擋），不 作為檢修時(shí)的電源安全隔離用；可作為配電、或負(fù)載的不頻繁起動(dòng)用，其功能分別是保護(hù)配電線路、保護(hù)負(fù)載等。4 ）、熔斷器主要由金屬熔件（熔體）、支持熔件的觸頭、滅弧裝置和絕緣底座等部分組成。其中決定其工作特 性的主要是熔體和滅弧裝置。熔斷器安裝在被保護(hù)設(shè)備或線路的電源側(cè)。熔體熔化時(shí)間的長(zhǎng)短，取決于熔體熔點(diǎn)的 高低和所通過的電流的大小。（擴(kuò)展： 隔

9、離開關(guān)： 在分閘位置能夠按照規(guī)定的要求提供電氣隔離斷口的機(jī)械開關(guān)裝置。 它是在電路中起隔離作用的，它本身的工作原理及結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但因使用量大，工作可靠性要求高，對(duì)變電 所、電廠的設(shè)計(jì)、建立和安全運(yùn)行的影響均較大。其刀閘的主要特點(diǎn)是無滅弧能力，只能在沒有負(fù)荷電流的情況下 分、合電路。在電氣設(shè)備檢修時(shí)，提供一個(gè)電氣間隔，并且是一個(gè)明顯可見的斷開點(diǎn)，用以保障維護(hù)人員的人身安 全。 隔離開關(guān)不能帶負(fù)荷操作，不能帶額定負(fù)荷或大負(fù)荷操作，不能分、合負(fù)荷電流和短路電流，但是有滅弧室的 可以帶小負(fù)荷及空載線路操作。）負(fù)荷開關(guān)： 能在正常的導(dǎo)電回路條件或規(guī)定的過載條件下關(guān)合、 承載和開斷電流， 也能在異常的導(dǎo)

10、電回路條件 （例 如短路 ）下按規(guī)定的時(shí)間承載電流的開關(guān)設(shè)備。按照需要，也可具有關(guān)合短路電流的能力。負(fù)荷開關(guān)是介于斷路器和隔離開關(guān)之間的一種開關(guān)電器， 具有簡(jiǎn)單的滅弧裝置， 能切斷額定負(fù)荷電流和一定的 過載電流，但不能切斷短路電流。按照使用電壓可分為高壓負(fù)荷開關(guān)和低壓負(fù)荷開關(guān)。斷路器：能夠關(guān)合、承載和開斷正?；芈窏l件下的電流， 并能關(guān)合、 在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)承載和開斷異?；芈窏l件（包括短路條件 ）下的電流的開關(guān)裝置。斷路器按其使用范圍分為高壓斷路器和低壓斷路器，高低壓界線劃分比較模糊，一般將 3kV 以上的稱為高壓電 器。 低壓斷路器又稱自動(dòng)開關(guān)，俗稱空氣開關(guān)的也是指低壓斷路器，它是一種既有手動(dòng)開

11、關(guān)作用，又能自動(dòng)進(jìn) 行失壓、欠壓、過載、和短路保護(hù)的電器。它可用來分配電能，不頻繁地啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)，對(duì)電源線路及電動(dòng)機(jī)等 實(shí)行保護(hù)，當(dāng)它們發(fā)生嚴(yán)重的過載或者短路及欠壓等故障時(shí)能自動(dòng)切斷電路，其功能相當(dāng)于熔斷器式開關(guān)與過欠熱 繼電器等的組合。而且在分?jǐn)喙收想娏骱笠话悴恍枰兏悴考?，已獲得了廣泛的應(yīng)用。熔斷器： 當(dāng)電流超過規(guī)定值時(shí)，以本身產(chǎn)生的熱量使熔體熔斷，斷開電路的一種電器。 熔斷器是根據(jù)電流超過規(guī)定值一段時(shí)間后，以其自身產(chǎn)生的熱量使熔體熔化，從而使電路斷開；運(yùn)用這種原理 制成的一種電流保護(hù)器。熔斷器廣泛應(yīng)用于高低壓配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)以及用電設(shè)備中，作為短路和過電流的保護(hù) 器，是應(yīng)用最普遍的

12、保護(hù)器件之一。主要由熔體、熔管和熔座及一些其他的輔助器件構(gòu)成。熔體是關(guān)鍵部件，一般是由鉛合金、鋅合金或者其他的 合金做成；熔管可起到滅弧作用，熔座起到固定熔絲的作用。2 、高壓斷路器都有哪些類型，舉例說明各種類型的區(qū)別及各自的應(yīng)用場(chǎng)合。答： 1、空氣斷路器：空氣斷路器是以壓縮空氣作為滅弧介質(zhì)，此種介質(zhì)防火，防爆、無毒，無腐蝕性，取用方 便。空氣斷路器屬于他能武斷路器，靠壓縮空氣吹動(dòng)電弧使之冷卻，在電弧達(dá)到零值時(shí)，迅速將弧道中的離子吹走 或使之復(fù)合而實(shí)現(xiàn)滅弧?？諝鈹嗦菲鏖_斷能力 強(qiáng)，開斷時(shí)間短，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝要求高，有色金屬消耗多2、六氟化硫（SF6）斷路器：SF6斷路器采用具有優(yōu)良滅弧能力和

13、絕緣能力的SF6氣體作為滅弧介質(zhì)，具有開斷能力強(qiáng)、動(dòng)作快、體積小、允許開斷次數(shù)多，可延長(zhǎng)檢修周期、散熱性能好，通流能力大等優(yōu)點(diǎn)，但金屬消耗多， 價(jià)格較貴。近年來 SF6 斷路器發(fā)展很快，在高壓和超高壓系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。尤其以SF6 斷路器為主體的封閉式組合電器，是高壓和超高壓電器的重要發(fā)展方向。3、真空斷路器：真空斷路器是在高度真空中滅弧。真空中的電弧是在觸頭分離時(shí)電極蒸發(fā)出來的金屬蒸汽中 形成的。電弧中的離子和電子迅速向周圍空間擴(kuò)散。當(dāng)電弧電流到達(dá)零值時(shí)，觸頭間的粒子因擴(kuò)散而消失的數(shù)量超 過產(chǎn)生的數(shù)量時(shí)，電弧即不能維持而熄滅。真散而消失的數(shù)量超過產(chǎn)生的數(shù)量時(shí)，電弧即不能維持而熄滅。真空斷

14、路器開斷能力強(qiáng)，開斷時(shí)間短、體積小、占用面積小、無噪聲、無污染，壽命長(zhǎng)，可以頻繁操作，檢修周期長(zhǎng)。真 空斷路器目前在我國(guó)的配電系統(tǒng)中已逐漸得到廣泛應(yīng)用。4 、油斷路器：油斷路器是以絕緣油為滅弧介質(zhì)?？煞譃槎嘤蛿嗦菲鳎ǜ哂?5 千伏不用）和少油斷路器。在多油斷路器中，油不僅作為滅弧介質(zhì)，而且還作為絕緣介質(zhì)，因此用油量多，體積大。在少油斷路器中，油只作為滅 弧介質(zhì)，因此用油量少體積小，耗用鋼材少。此外，還有磁吹斷路器和自產(chǎn)氣斷路器，它們具有防火防爆，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。但是一般額定電壓不高，開斷 能力不大，主要用作配電用斷路器。3 、請(qǐng)簡(jiǎn)單敘述電氣主結(jié)線設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的主要原則。答：整個(gè)設(shè)計(jì)一般分為以下幾

15、個(gè)階段：方案論證和確定、初步設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)。原則：1 ）、應(yīng)以批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，在進(jìn)行供變電工程的立項(xiàng)中，工程都要進(jìn)行充分的調(diào)查論證，完成論證后 報(bào)批準(zhǔn)，所批準(zhǔn)的文件就成為設(shè)計(jì)的依據(jù)；2 ）、根據(jù)具體工程的實(shí)際情況確定工程的主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求（如操作原則、檢修方案等），確定主結(jié)線 形式；3 ）、對(duì)供變電工程中高壓設(shè)備進(jìn)行選型設(shè)計(jì)，包括選何種設(shè)備、設(shè)備如何安裝、對(duì)選擇的設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)、工程 的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較；進(jìn)行設(shè)計(jì)的方案一般要提出若干個(gè)，在進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選后才確定最終方案。4 ）、注意新技術(shù)的應(yīng)用，在這方面應(yīng)該對(duì)可能運(yùn)用的新技術(shù)、新設(shè)備進(jìn)行充分調(diào)查和研究的基礎(chǔ)上作出決定， 既要考

16、慮新技術(shù)帶來的好處，也要考慮到所帶來的不利因素。4、電力牽引供電系統(tǒng)與電力系統(tǒng)有什么關(guān)系？答：電力牽引供電系統(tǒng)是指從電力系統(tǒng)或一次供電系統(tǒng)接受電能，通過變壓、變壓或換流后，向電力機(jī)車負(fù)荷 提供所需電流制式（交流或直流）的電能，并完成牽引電能傳輸、配電等全部功能的完整系統(tǒng)。電力系統(tǒng)是一個(gè)包括發(fā)電、輸電、變配電、用戶的完整工作系統(tǒng)。一般較復(fù)雜，往往由一個(gè)大區(qū)域內(nèi)許多發(fā)電 廠通過高壓輸電線互聯(lián)組成。電牽引供電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要用戶，屬于電力系統(tǒng)的一級(jí)負(fù)荷，在我國(guó)，電牽引供電系統(tǒng)通常由電力 系統(tǒng)供電，國(guó)外有些地方，如歐洲的一些國(guó)家，電牽引供電系統(tǒng)由專門修建的電廠和地方電力系統(tǒng)聯(lián)合供電。5、單母線

17、和雙母線接線各有什么特點(diǎn)，分別適用什么應(yīng)用場(chǎng)合？答：?jiǎn)文妇€接線的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、清晰、設(shè)備少、投資小、運(yùn)行操作方便且有利于擴(kuò)建。隔離開關(guān)僅在檢修 電氣設(shè)備時(shí)作隔離電源用，不作為倒閘操作電器。從而避免因用隔離開關(guān)進(jìn)行大量倒閘操作而引起的誤操作事故。 單母線接線的主要缺點(diǎn)有：（ 1 ）母線或母線隔離開關(guān)檢修時(shí)，連接在母線上的所有回路都將停止工作。（2）當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)上發(fā)生短路故障或斷路器靠母線側(cè)絕緣套管損壞時(shí)，所有斷路器都將自動(dòng)斷開，造成全部停電。（ 3 ）檢修任一電源或出線斷路器時(shí)，該回路必須停電。應(yīng)用場(chǎng)合：只適用于小容量和用戶對(duì)供電可靠性要求不高的 發(fā)電廠或變電所中。（擴(kuò)展：為了克服以上

18、缺點(diǎn)，可采用將母線分段和加旁路母線的措施。） 雙母線接線，它有兩組母線，一組為工作母線，一組為備用母線。兩組母線之間通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器（簡(jiǎn)稱母 聯(lián)斷路器）連接。采用兩組母線后，使運(yùn)行的可靠性和靈活性大為提高，優(yōu)點(diǎn)：（1 ）運(yùn)行方式靈活。（ 2 ）檢修母線時(shí)， 電源和出線都可以繼續(xù)工作， 不會(huì)中斷對(duì)用戶的供電。 （ 3 ）檢修任一回路母線隔離開關(guān)時(shí)， 只需斷開該回路。 （4 ）工作母線故障時(shí)， 所有回路能迅速恢復(fù)工作。 （5）檢修任一線路斷路器時(shí)， 可用母聯(lián)斷路器代替其工作。 （6） 便于擴(kuò)建。雙母線接線可以任意向兩側(cè)延伸擴(kuò)建，不影響母線的電源和負(fù)荷分配，擴(kuò)建施工時(shí)不會(huì)引起原有回路停 電。 缺點(diǎn)

19、：（ 1 ）在倒母線的操作過程中，需使用隔離開關(guān)切換所有負(fù)荷電流回路，操作過程比較復(fù)雜，容易造成 誤操作。（ 2 ）工作母線故障時(shí)，將造成短時(shí)（切換母線時(shí)間）全部進(jìn)出線停電。（3）在任一線路斷路器檢修時(shí)，該回路仍需停電或短時(shí)停電（用母聯(lián)斷路器代替線路斷路器之前）。（4 ）使用的母線隔離開關(guān)數(shù)量較大，同時(shí)也增加了母線的長(zhǎng)度，使得配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資和占地面積增大。6 、單母線有哪幾種類型，舉例說明母線、開關(guān)、線路出現(xiàn)故障時(shí)，每種類型單母線的檢修停電范圍，即開關(guān)動(dòng)作過 程。答：?jiǎn)文妇€分為單母線無分段、單母線有分段、單母線分段帶旁路母線等形式。1 ）、單母線分段接線：出線回路數(shù)增多時(shí)，可用斷路器將

20、母線分段，成為單母線分段接線。根據(jù)電源的數(shù)目 和功率，母線可分為 23段。段數(shù)分得越多，故障時(shí)停電范圍越小，但使用的斷路器數(shù)量越多，其配電裝置和運(yùn) 行也就越復(fù)雜，所需費(fèi)用就越高。母線分段后，可提高供電的可靠性和靈活性。在正常運(yùn)行時(shí)，可以接通也可以斷開運(yùn)行。當(dāng)分段斷路器接通運(yùn) 行時(shí)，任一段母線發(fā)生短路故障時(shí)，在繼電保護(hù)作用下，分段斷路器和接在故障段上的電源回路斷路器便自動(dòng)斷開。 這時(shí)非故障段母線可以繼續(xù)運(yùn)行，縮小了母線故障的停電范圍。（1 ）當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，必須斷開接在該分段上的全部電源和出線，這樣就減少了系統(tǒng)的發(fā)電量，并使該段單回路供電的用戶停電。（2）任一出線斷路器檢修時(shí)， 該回路必須停止工作。一般認(rèn)為單母線分段接線應(yīng)用在610kV ,出線在6回及以上時(shí)，每段所接容量不宜超過 25MW ;用于3566kV時(shí)，出線回路不宜超過 8回；用于110220kV 時(shí)，出線回路不 宜超過4回。 在可靠性要求不高時(shí)，或者在工程分期實(shí)施時(shí)，為了降低設(shè)備費(fèi)用，也可使用一組或兩組隔離開關(guān) 進(jìn)行分段，任一段母線故障時(shí)，將造成兩