电气化铁道供电系统1.docx

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电气化铁道供电系统1

第一讲习题

判断题

1•我国电气化铁道牵引变电所由国家区域电网供电。

）

2．超高压电网电压为220kv—500kv。

3•采用电力牵引的铁路称为电气化铁路。

<2）

4.我国电气化铁道牵引变电所供电电压的等级为110kv—220kv。

<2）

•填空题

1•通常把发电、输电、变电、配电、<用电）装置的完整工作系统称为电力系统。

2•通常把发电、输电、<变电）、配电、用电装置的完整工作系统称为电力系统。

3•通常把发电、<输电）、变电、配电、用电装置的完整工作系统称为电力系统。

4•我国电气化铁道牵引变电所由国家<区域）电网供电。

5•电气化铁路的主要组成特征包括：

<牵引供电系统），电力机车，供电段和电力机

务段等。

6.电气化铁路的主要组成特征包括：

牵引供电系统，<电力机车），供电段和电力机

务段等。

7•电气化铁路的主要组成特征包括：

牵引供电系统，电力机车，<供电段）和电力机

务段等。

三•选择题

1•我国电气化铁道牵引变电所由国家

A.超高压电网B.区域电网C.地方电网

D.以上答案都不对。

2•牵引网包括：

B.馈电线、接触网、轨道、地、回流线。

A.馈电线、接触网、轨道、回流线。

以上答案都不对。

四.简答题

1.请简述电气化铁路的优越性

重载、高速、运输能力大；

节约能源，综合利用能源；经济效益高；绿色环保，劳动条件好；有利于铁路沿线实现电气化。

2.请简述电气化铁路存在的问题

造成电力网的负序电流和负序电压，产生高次谐波及功率因数低等；一次投资大；

对通信线路有干扰；接触网检修需要开“天窗”。

3.请简述电气化铁道牵引供电系统的基本要求

电气化铁道供电系统基本要求是：

（1>保证向电气化铁路安全、可靠、不间断地供电。

（2>提高供电质量,保证必须的电压水平。

（3>提高功率因数,减少电能损失,降低项目投资和运营费用。

（4>尽量减少单相牵引负荷在电力系统中引起的负序电流、负序电压和高次谐波的影响。

（5>尽量减小对邻近的通信线路的干扰影响。

第二讲习题

一.判断题

1•电力系的电压波动值：

就是电压偏离额定值或平均值的电压差。

）

2.电力牵引的交流制就是牵引网供电电流为直流的电力牵引电流制

3•因为铁路电力牵引属于二级负荷，所以牵引变电所须由两路高压输电线供电。

<额定输出容量与额定

•单相结线牵引变电所的优点之一是：

牵引变压器的容量利用率容量之比值）可达100%；

5•单相结线牵引变电所的优点之一是：

对电力系统的负序影响最小。

6•我国电气化铁路采用工频单相25kV交流制。

<2）

•填空题

1•牵引变电所一次侧（电源侧>的供电方式,可分为<一边）供电、两边供电和环形供电

2•牵引变电所一次侧（电源侧>的供电方式，可分为一边供电、<两边）供电和环形供电

3•牵引变电所一次侧（电源侧>的供电方式，可分为一边供电、两边供电和<环形）供电

4•电力牵引接牵引网供电电流的种类可分为：

<直流）制、低频单相交流制和工频单

相交流制。

5•电力牵引接牵引网供电电流的种类可分为：

直流制、<低频）单相交流制和工频单相交流制。

6•电力牵引接牵引网供电电流的种类可分为：

直流制、低频单相交流

制和<工频）单相交流制。

7•电气化铁道牵引供电系统的高压进线供电方式中两边供电方式为：

牵引变电所的电能由电力系统<电网）中<两个）方向的发电厂送电。

8•电气化铁道牵引供电系统的高压进线供电方式中<两边）供电方式为：

牵引变电所

的电能由电力系统<电网）中两个方向的发电厂送电。

9•电气化铁道牵引供电系统的高压<进线）供电方式中两边供电方式为：

牵引变电所的电能由电力系统<电网）中两个方向的发电厂送电。

10•单相结线牵引变电所的优点之一是：

<主接线）简单，故障少，设备少，占地面积

小，投资省等。

11•单相结线牵引变电所的优点之一是：

主接线简单，故障少，设备少，占地面积<

小），投资省等。

12•单相V,V结线牵引变电所其缺点是：

当一台牵引变压器<故障）时，另一台必须

跨相供电，即兼供左、右两边供电臂的牵引网。

这就需要一个倒闸过程。

13・单相V,V结线牵引变电所其缺点是：

当一台牵引变压器故障时，另一台必须<跨

相）供电,即兼供左、右两边供电臂的牵引网。

这就需要一个倒闸过程。

14•单相V,V结线牵引变电所其缺点是：

当一台牵引变压器故障时，另一台必须跨相供电,即兼供左、右<两边）供电臂的牵引网。

这就需要一个倒闸过程。

15•三相V,V结线牵引变电所的优点是：

克服了<单相）V,V结线牵引变电所的缺

点。

最可取的是解决了单相V,V结线牵引变电所不便于采用固定备用及其自动投入的问

题。

16•三相V,V结线牵引变电所的优点是：

克服了单相V,V结线牵引变电所的缺点。

最可

取的是解决了单相VV结线牵引变电所不便于采用固定备用及其自动<投入）的问题。

17•三相V,V结线牵引变电所的优点是：

克服了单相V,V结线牵引变电所的<缺点）。

最可取的是解决了单相V,V结线牵引变电所不便于采用固定备用及其自动投入的问题。

三.选择题

1•为确保电力机车牵引列车正常运行，应适当选择牵引变电所主变压器分接开关的运行

位，使牵引侧母线空载电压保持：

直接供电方式：

28kV—29kV之间；AT

供电方式:

56kV—58kV之间

B.直接供电方式：

25kV—27.5kV之间；AT供电方式:

56kV—58kV之间

C.直接供电方式：

21kV—25kV之间；AT供电方式:

56kV—58kV之间

D.以上答案都不对。

2•工频单相交流制的优点之一是：

与国家电力行业接轨，易于标准化。

采用50Hz工频，使得牵引供电系统的结构和设备大为简化，牵引变电所只要选择适宜的牵引变压器，就可以完成

D.降压、供电的功能。

E.升压、分相、供电的功能。

C.降压、分相、供电的功能。

D.以上答案都不对。

3•低频单相交流制牵引网供电电流频率为：

A•30Hz,或25HzB.Hz，或25HzC.30Hz,或50HzD.以上答案都不对。

四.

简答题16（

1.请简述工频单相交流制电气化铁路的优点

与国家电力行业接轨，易于标准化。

采用50Hz工频，使得牵引供电系统的结构和

设备大为简化，牵引变电所只要选择适宜的牵引变压器，就可以完成降压、分相、供电的功能。

接触网额定电压较高，其中通过的电流相对较小。

从而使接触网导线截面减小、结构简化，牵引变电所之间的距离延长、数目减少，项目投资和金属消耗量降低。

电能损失和运营费用少。

电力机车采用直流串激牵引电动机，牵引性能好，运行可靠。

2•请简述单相结线牵引变电所的优点

牵引变压器的容量利用率<额定输出容量与额定容量之比值）可达100%主接线简单，故障少，设备少，占地面积小，投资省等。

3•请简述单相结线牵引变电所的缺点

对电力系统的负序影响最大。

不能供应地区和牵引变电所三相负荷用电；

不能实现接触网的两边供电。

4•请简述单相V,V结线牵引变电所的优点

牵引变压器的容量利用率可达100%主接线简单，设备少，占地面积小，投资省

对电力系统的负序影响比单相结线小；

在正常运行时，牵引侧保持三相，所以可供应牵引变电所自用电和地区用电；

可同时向左右两边供电臂的牵引网供电。

五．计算题

1．已知某牵引变电所主变压器高压绕组的电压分接范围，变比和级数如下表所示，如系统电压为100000V。

若分接开关选用第HI位运行，则牵引侧母线空载电压为多少？

分接各相抽高压侧低压侧

位置头联接电压（V>电压（V>变比

I.2-3115500275004.2

II.

3-4

112750

27500

4.1

III.

4-5

110000

27500

4.0

IV.

5-6

107250

27500

3.9

6-7

104500

27500

3.8

答案：

U=25000V

2．已知某牵引变电所主变压器高压绕组的电压分接范围，变比和级数如下表所示，如系统电压为110000V。

若分接开关选用第I位运行，则牵引侧母线空载电压为多少？

分接各相抽高压侧低压侧

位置头联接电压（V>电压（V>变比

I.2-3

115500

275004.2

II.

3-4

112750

27500

4.1

III.

4-5

110000

27500

4.0

IV.

5-6

107250

27500

3.9

6-7

104500

27500

3.8

答案：

U=26190V

第三讲习题

一.判断题

1．对于三相YN，dll结线牵引变压器当两供电臂负荷电流大小相等时，重负荷绕组的电流大约是轻负荷绕组的电流的3倍。

2．三相YN，d11结线牵引变电所的缺点之一是：

不能供应牵引变电所自用电和地区三

相电力。

3•斯科特结线牵引变压器的容量利用率：

M和T座两供电臂负荷电流大小相等、功率因

数也相等的条件下，变压器的容量利用率=85%

4•斯科特结线牵引变电所的优点之一是：

当M座和T座两供电臂负荷电流大小相等、功

率因数也相等时，斯科特结线变压器原边三相电流对称。

不存在负序电流；

5.—边供电：

接触网供电分区由两个牵引变电所从两边供应电能。

6•最简单的牵引网是由馈电线、接触网、轨道和大地、回流线构成的供电网的总称。

V）

二•填空题

1•三相YN,d11结线牵引变电所的缺点是：

牵引变压器容量不能得到<充分）利用。

牵引变压器的输出容量只能达到其额定容量的75•6%,弓I人温度系数也只能达到84%。

2•三相YN,d11结线牵引变电所的缺点是：

牵引变压器容量不能得到充分利用。

牵引

变压器的输出容量只能达到其额定容量的75．6％，引人<温度）系数也只能达到84％。

3•三相YN,d11结线牵引变电所的缺点是：

牵引变压器容量不能得到充分利用。

牵引

变压器的<输出）容量只能达到其额定容量的75.6%，引人温度系数也只能达到84%。

4.三相YN,d11结线牵引变电所的优点之一是：

对接触网可实现两边<供电）。

5.三相YN,d11结线牵引变电所的优点之一是：

对<接触网）可实现两边供电。

6.M和T座两供电臂负荷电流大小<相等）、功率因数也相等的条件下，斯科特结

线牵引变压器原边三相电流大小相等、相位互差1200,即原边三相电流对称。

7.M和T座两供电臂负荷电流大小相等、功率因数也相等的条件下，斯科特结线牵引变压器原边三相电流大小<相等）、相位互差1200,即原边三相电流对称。

8.M和T座两供电臂负荷电流大小相等、功率因数也相等的条件下，斯科特结线牵引

变压器原边三相电流大小相等、相位互差1200,即原边三相电流<对称）。

9.斯科特结线牵引变压器制造难度较大，造价<较高）。

牵引变电所主接线复杂，设备较多,项目投资也较多。

维护、检修工作量及相应的费用也有所增加。

10．斯科特结线牵引变压器制造难度较大,造价较高。

牵引变电所主接线<复杂）,

设备较多,项目投资也较多。

维护、检修工作量及相应的费用也有所增加。

11．同相一边并联供电是：

在每个供电臂的末端,将上、下行接触网（联通>。

这种供

电方式称为同相一边并联供电,也称上、下行串联供电。

12．同相一边并联供电是：

在每个供电臂的（末端>,将上、下行接触网联通。

这种供

电方式称为同相一边并联供电,也称上、下行串联供电。

13．同相一边并联供电是：

在每个供电臂的末端,将上、下行（接触网>联通。

这种供

电方式称为同相一边并联供电,也称上、下行串联供电。

三．选择题

1．最简单的牵引网是由（A>构成的供电网的总称。

D.馈电线、接触网、轨道和大地、回流线

E.馈电线、接触网、轨道和回流线

F.接触网、轨道和大地、回流线

D.以上答案都不对。

2.接触网包括：

F．接触线,馈电线,承力索,吊弦等

G．接触线,承力索,回流线,吊弦等

H．接触线,承力索,吊弦等

D.以上答案都不对。

3．对于三相YN,dll结线牵引变压器当两供电臂负荷电流大小相等时,重负荷绕组的电流大约是轻负荷绕组的电流的

A.0.3倍B.3倍C.1.3倍以上答案都不对。

四.简答题

1.请简述三相YN,d11结线牵引变电所的优点牵引变压器低压侧保持三相,有利于供应牵引变电所自用电和地区三相电力；在两台牵引变压器并联运行的情况下,当一台停电时,供电不会中断,运行可靠

方便。

能很好地适应山区单线电气化铁路牵引负载不均衡的特点;对接触网可实现两边供电。

2•请简述斯科特结线牵引变电所的优点

当M座和T座两供电臂负荷电流大小相等、功率因数也相等时，斯科特结线变压

器原边三相电流对称。

不存在负序电流；

变压器容量可全部利用；

能供应牵引变电所自用电和站区三相电力；

对接触网的供电可实现两边供电。

3•请简述斯科特结线牵引变电所的缺点

斯科特结线牵引变压器制造难度较大，造价较高。

牵引变电所主接线复杂，设备较多，项目投资也较多。

维护、检修工作量及相应的费用也有所增加。

斯科特结线牵引变压器原边T接点<0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。

2•电力机车功率因数平均为：

0.6--0.75

3•电力机车功率因数平均为：

0.8--0.85

4.牵引变电所容量计算和选择，进行。

5.牵引变电所容量计算和选择，进行。

二.填空题

1.电力机车功率因数平均为：

就是指牵引变压器容量的计算和选择。

一般分三个步骤

就是指牵引变压器容量的计算和选择。

一般分两个步骤

<0.8--0.85）

2.机车电流是周期性的<

3.机车电流是<周期

4.列车用电有效电流的公式为:

非）正弦波。

）性的非正弦波。

<1.二k」二1.051）。

V）

5.牵引变压器校核容量的计算条件：

1应用非平行运行图区间通过能力（N非来校核。

2重负荷臂按对应于非平行运行图区间通过能力碱按线路输送能力）的95%列车数

概率积分最大值来计算供电臂最大短时电流<简称最大电流），轻负荷臂取对应<或线路输

送能力非的供电臂有效电流。

6•牵引变压器校核容量的计算条件：

1应用非平行运行图区间通过能力来（N校核>。

2重负荷臂按对应于非平行运行图区间通过能力碱按线路输送能力）的95%列车数

概率积分最大值来计算供电臂最大短时电流<简称最大电流），轻负荷臂取对应<或线路输送能力非的供电臂有效电流。

7.牵引变压器校核容量的计算条件:

1应用非平行运行图区间通过能力来校核。

N非

（N非：

或按线路输送能力）的

＜简称最大电流），轻负荷臂取对应

＜或按线路输送能力）的95%列车数

重负荷臂按对应于非平行运行图区间通过能力

95%列车数概率积分最大值来计算供电臂最大短时电流＜或线路输送能力）的供电臂有效电流。

&牵引变压器校核容量的计算条件：

1应用非平行运行图区间通过能力来校核。

N非

2重负荷臂按对应于非平行运行图区间通过能力

概率积分最大值来计算供电臂（最大＞短时电流＜简称最大电流），轻负荷臂取对应＜或线

路输送能力非的供电臂有效电流。

9•列车用电有效电流系数等于＜k..=1.05）。

三•选择题

1•当采用近期运量计算时，~十算列车数

算时，~十算列车数N的计算条件为：

（

K时込算列（列/日）

365G净

线10（列/日）

365G净

2A10/

C.N-（列/日）

365GY净

N的计算

以上答案都不对。

2•净当需要输送能力接近线路输送能力时，计算列车数条件为：

＜B＞

N列/日）

365G?

净

2A10

C.N二（列/日）

D.以上答案都不对^65G四净简答题

1.请简述牵引网向电力机车的供电方式种类

牵引网向电力机车的供电方式有：

直接供电＜DF）方式、带回流线的直接供＜DN电方

式、自耦变压器＜AT供电方式、吸流变压器＜BT供电方式和同轴电力电缆＜CC供电方式

等。

2.请简述牵引变电所容量计算和选择的三个步骤

牵引变电所容量计算和选择，就是指牵引变压器容量的计算和选择。

一般分三个步骤进行。

1按给定的计算条件求出牵引变压器供应牵引负荷所必须的最小容量，称为计算容量。

2按列车紧密运行时供电臂的有效电流与充分利用牵引变压器的过负荷能力，求出所需要的容量，称为校核容量。

确保牵引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），最后按实际系列产品

的规格选定牵引变压器的台数和容量，称为安装容量或设计容量。

3•请简述列车用电量的计算条件1＞一般对于不同类型的列车，都按满载货物列车考虑。

2＞当电力牵引的旅客列车数比例较大时，或上＜下）行方向空载车数比例很大时，也可

按实际的客、货、空列车的用电量计算。

4.请简述列车电流的基本特征

牵引变电所的负荷主要是电力牵引列车。

与电力系统的负荷相比有很大的差别，其特点有：

1列车以变化的速度沿线路运行，即牵引负荷的位置是移动的。

2牵引负荷的大小随线路坡度。

列车密度等因素而发生很大的变化，当列车上大陡坡车密集运行时则负荷电流大，反之则负荷电流小以至为零，牵引变压器负荷率很低。

3列车可以在供电分区任意分布，即牵引负荷在供电分区任意分布。

4因为采用整流器式电力机车，接触网电流变为非正弦波。

以上这些特点，使牵引供电计算变得相当复杂。

5•.请简述列车用电平均电流I:

列车在计算区段内运行时，在用电运行时间内，列车瞬时电流的平均值。

即:

6..请简述列车用叨方根电流'

列车用电均方根电流，也叫列车用电有效电流，为

净=0.705

I名=JI；~/Jihdt

某单线区段，近期年运量，牵弓I定数Igocte吨10年吨，波动系数，储备系数。

日列车数=答12：

34对k?

=12

某单线区段，近期年运量，牵弓弓定数2500®啦0（年吨，波动系数，储备系数。

日列车数k答2：

24对k=仁2

1■〜2*f，

某单线区段，近期年运量，牵引定毅500万吨l^j年吨，波动系数，储备系数，。

牵引计算结果：

：

供电臂I-—-^^2lH5kV/1-2tg1=29.3min;供电臂2----n=3,

求：

馈线平均电流。

1R，1卩2二.A2=1725kVA•二tg2=28.3min;

答案：

lP=119.9A；Ir=97.7A

牵引计算结果:

：

供电臂丨-an=2l3F5kV1c^Ztg1=29.3min;

供电臂2----n=3,

求：

馈线平均电流。

IP,I石A2=1725kVA,送tg2=28.3min;

答案：

Ip=84.6A；Ip2=69A

运行图区间通过能力。

k2=1.2

牵引计算结果：

供电臂1'一-An=2115kVA,'tg1=29.3min;供电臂2——n=3,

求：

馈线有效电流。

1&」xA2=1725kVA"tg2=28.3min;

答案：

IX1=179.85A;*2i48.5A

6.某单线区段，近期年运量，牵引定数2500万吨00年，波动系数，储备系数。

净二0.705

牵引计算结果：

供电臂I—-an=21k5kVA:

^Ltg1=29.3min;

供电臂2—---n=3,

求：

馈线有效电流。

Gi^x；A2=1725kVA「tg2=28.3min;

答案：

IX1=145.5A；lX2=115.23A

9.已知某单线区段，Ir=119.9A;Ip2=97.7A;lx’=179.85Alx2=148.5A

求：

三相牵引变电所主变压器的计算容量。

答案：

10350

10.已知某单线区段，IP=84.6A;lp2=69A;lXl=145.5A;IX^115.23A

求：

三相牵引变电所主变压器的计算容量。

答案：

8620

第六讲习题

一.判断题

1•变压器具有过负荷能力：

是在保证变压器正常寿命的前提下，可以带超过额定值的负

荷运行一段时间.而不损害变压器的正常使用期限的能力。

2•运行温度并不对变压器寿命起着决定性的作用。

3•运行温度对变压器寿命起着决定性的作用。

4•温度高于98°C时所增加的变压器寿命损失可由低于98°C时所减少的寿命损失补偿。

5•采用移动变压器作为备用的方式，称为移动备用。

6•牵引变压器的安装的容量是选择计算容量和校核容量两者中较大者。

7•牵引变压器的安装的容量是选择计算容量和校核容量两者中较小者。

二•填空题

1•变压器的寿命是由绝缘（主要指匝绝缘>材料的<老化）程度决定的.而绝缘材料的老化，主要取决于运行温度、绝缘材料结构中的氧气含量、含潮率等。

2•变压器的寿命是由绝缘（主要指匝绝缘>材料的老化程度决定的.而绝缘材料的老化，主要取决于运行<温度）、绝缘材料结构中的氧气含量、含潮率等。

3•变压器的寿命是由绝缘（主要指匝绝缘>材料的老化程度决定的.而<绝缘）材料的老化,主要取决于运行温度、绝缘材料结构中的氧气含量、含潮率等。

4.在负载周期内，如果变化的负载系数所引起的相对寿命（损失>率等于I，则变压器

具有正常寿命.

5.在负载周期内，如果变化的负载系数所引起的相对寿命损失率等于（l>，则变压器具

有正常寿命.

6.在负载周期内，如果变化的负载系数所引起的相对寿命损失率等于I，则变压器具有

（正常>寿命.

7•三相YNd11结线牵引变压器最大容量的计算公式为：

&单相结线牵引变压器最大容量的计算公式为：

9•单相V,V结线牵引变压器最大容量的计算公式为：

10•

求。

17•对牵引变压器进行容量校核，要达到两方面的目的：

一方面是为了满足列车紧密运行

的需要，称为<最大）容量。

另一方面为了保证牵引变压器在充分利用过负荷能力的情况

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