城市轨道交通牵引供电系统复习资料.doc

城市轨道交通牵引供电系统复习资料
第一章电力牵引供电系统概述
1、电力牵引的制式概念：
供电系统向电动车辆或电力机车供电所采用的电流或电压制式，包括直流/交流制、电压等级、交流电频率、交流制中单相/三相等问题。
2、电力牵引系统性能要求：
①启动加速性能：启动力矩大，加速平稳；
②动力设备容量利用充分：轻载时，运行速度高；重载时，运行速度可以低一些。功率容量P=FV近似于常数；
③调速性能：速度调节容易实现，能量损耗小。
满足上述条件：直流串激（串励）电动机。
3、直流串励电动机优缺点：
通过串联电阻调速，原理简单，调速范围宽，供电系统电压损失和能量消耗较大，而且需要换向。
4、城市轨道交通牵引制式：直流供电制式。
城市轨道机车功率不大，供电半径小，城市之间运营供电电压不能太高，以确保安全。我国国标规定采用750V和1500V直流供电两种制式，不推荐600V。
5、城市轨道交通电力牵引供电系统组成：发电厂（站）、升压变压器、电力网（110-220KV）、主降压变电站（110~220KV→10~35KV）、直流牵引变电所（10~35KV→1500、750V）、馈电线、接触网、走行轨道、回流线。

6、组成统一的电力供电系统的优点：
①充分利用动力资源；②减少燃料运输；③提高供电可靠性；④提高发电效率。
7、环形供电接线：由两个或两个以上主降压变电站和所有的牵引变电所用输电线联成一个环行。
8、环形供电接线的优缺点：环行供电是很可靠的供电线路，因为在这种情况下，一路输电线和一个主降压变电站同时停止工作时，只要其母线仍保持通电，就不致中断任何一个牵引变电所的正常供电。但其投资较大。
9、双边供电接线：由两个主降压变电站向沿线牵引变电所供电，通往牵引变电所的输电线都经过其母线联接，为了增加供电的可靠性．用双路输电线供电，而每路按输送功率计算。这种接线可靠性稍低于环行供电。当引入线数目较多时，开关设备多，投资增加。

10、电网向牵引变电所供电形式：环形供电接线、双边供电接线、单边供电接线、辐射形供电接线。
11、最简单单相半波整流：

12、单相半波整流原理：13、单相全波整流原理：

14、三相半波整流原理：

三个二极管轮流导通，导通角均为180°，脉动性减小。
15、三相全波整流原理：

时间段1：此时间段A相电位最高，B相电位最低，因此跨接在A相B相间的二极管D1、D4导电。电流从A相流出，经D1，负载电阻，D4，回到B相，见图14-1-3中红色箭头指示的路径。此段时间内其他四个二极管均承受反向电压而截止，因D4导通，B相电压最低，且加到D2、D6的阳极，故D2、D6截止；因D1导通，A相电压最高，且加到D3、D5的阴极，故D3、D5截止。
时间段2：此时间段A相电位最高，C相电位最低，因此跨接在A相C相间的二极管D1、D6导电。
16、谜流腐蚀：牵引机车由第三轨作为通电回路，由于钢轨与大地之间不是绝缘的，因此由钢轨回流牵引变电所的电流必有部分经大地流回牵引变电所。

17、谜流腐蚀的防护：①增加轨道与大地间的绝缘；②降低走行航道的电阻；③缩短变电所之间的距离；④金属管道远离轨道线路和其他专门的“电保护”。

第二章变电所的主要电气设备
1、变电所内的电气设备按所属电路性质分类分为两类：
一次设备：一次高压电路中所有的电气设备；
二次设备：二次控制测量电路中的所有电气设备。
2、一次设备按其在一次电路中的功用分为：
变换设备：电力变压器、整流器；
控制设备：控制电路开关设备，如高、低压开关设备；
保护设备：防护电路过电流或过电压的设备，如高低压熔断器，防雷器；
补偿设备：补偿电路的无功功率以提高系统功率因数的设备，如高电压电容器，静止无功补偿装置；
成套设备：高低压配电柜。
3、变压器的作用：将交流电源的电压进行升高或降低。
4、变压器的工作原理：它是一种按电磁感应原理工作的电气设备。一个单相变压器的原、副边两个线圈绕在一个铁心上，副边开路．原边施加交流电压U1，则原边线圈中流过电流I1，在铁心中产生磁通。磁通穿过副边线圈在铁心中闭合．在副边感应一个电动势E2。当变压器副边接负载后，在电势的作用下将有副边电流I2通过，这样负载两端会有一个电压降U2。
5、变压器的主要主要技术指标：
额定电压：UN，包括变压器一次侧和二次侧的额定电压UN1和UN2。
额定电流：IN，指线圈额定电流。
额定容量：SN，额定电压和额定电流条件下，连续运行输送的容量；单相SN＝UNIN，三相SN＝3UNIN。
变比K：UN1/UN2或者N1/N2。
铜损∆S0：指变压器一次、二次额定电流流过绕组时产生的能量损耗。
铁损∆Sk：指变压器在额定电压下，在铁心中产生的能量损耗。
阻抗电压降U0%、空载电流Ik%、连接组别。
6、变压器的分类（了解）：
①按