北交大17秋 《牵引供电系统》
第二次作业（2019年4月6日----2018年5月6日）
1. 电气化铁道牵引变压器的接线方式有哪些？各有何特点？
答：铁道电气化牵引供电方式有①、AT方式（自耦变供电）；②、BT方式（吸流变）；③、直供方式。不同的供电方式，需要的变压器是不同的。 ①、在一些老的支线上采用Dy11接线，此种变压器制造简单，运行中会产生严重的负序分量，容量利用率也低，大约在70%多。后来经过云南变压器厂的改进，虽然提高了容量利用率，但负序问题没有解决；②、为了解决负序问题，就出现了平衡变压器，国外有斯科特和李伯来斯等接线方式。国内有阻抗匹配平衡变压器，后者不仅解决了负序问题，还提高了容量利用率（达100%），高压侧可有中性点引出。但设计和制造复杂，由云南变压器厂制造；③、目前高铁常用的是220kV比27.5kV的单相变压器。其制造简单、运行可靠。
2. 当前高速铁路普遍采用的变压器接线方式是哪一种？为什么？
答：现在用的比较多的就是带回流线的直接供电方式和AT方式。 一般接触网电压不应低于20kv即可。 牵引网阻抗主要和接触线规格有关，另外AT方式的阻抗分长回路阻抗和段中阻抗两项。
3. 变压器的计算容量，校核容量，最大容量，安装容量有何不同？ 答：设备容量：该变压器所带的所有用电设备额定容量的和。
计算容量：1、单个用电设备，设备容量与用电负荷存在一个设备效率的差异。 2、针对某一组具体用电设备，每台设备运行时也并不一定运行在额定状态，必须考虑负载系数的问题；所有的用电设备并非同时运行，这就需要考虑设备的同时系数问题。
3、多个组的用电设备，还存在是否同时运行的因素，因此需要考虑多个组的同期系数。
4. 变压器的过负荷能力对变压器容量有和影响？
答：如果电机的容量大于变压器容量，实际上的物理反应就是变压器绕组过热，时间长了就导致线圈烧毁。
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5. 变压器的备用方式对变压器 容量的选择有何影响？当前高速铁路采用的是那种备用方式？
答：移动备用和固定备用，目前牵引变压器大多数都采用固定备用方式。固定备用的本
质是单台变压器承担全所负荷；移动备用本质是两台并联运行承担全所负荷。
6.计算题：
沪宁线（单线考虑）某变电所（镇江变电所）供电分区内：列车运行密度N=25对/天，假设每列列车牵引能耗A=1750KVAH，所有列车累计运行时间56min,供电分区内有6个车站，该变电所采用三相变压器，固定备用，请确定该变电所的安装容量。
Iav1?1.667?25?1750?10?3?72.93AIav1?Iav2Ke1?Ke2?1.391Ie1?Ie2?1.391?72.93?101.45ASc?0.9?27.5?(2?101.45?0.65?101.45)?6653.84KVA答：I?2.39?2.4?1750?358.5A
max28Smax?0.9?27.5?(2?358.5?0.65?101.45)?19377.76KVAS19377.76Sj?max??12918KVA?1.5
7、牵引网阻抗是什么？牵引网阻抗包含哪些回路，请画出单线铁路等值电路图。 答：牵引网阻抗是从牵引变电所电源端到接触网分相绝缘器间的单位长度电阻与电抗，
目前采用的是近似计算方法，不计较分布电容效应，不计较大地的不均匀，不计较吊弦
的分流，不计较架空地线的影响；
有2个回路：接触网和大地的回路，钢轨和大第回路；
I1??I1U1?Z1Z12Z2?I2I2?
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8、牵引网阻抗的影响因素是什么？
答：牵引网阻抗的影响因素： 供电方式，地质条件，导线参数（接触线，承力索，钢轨，
等截面，有效半径，当量系数，电阻和电抗），导线布置方式和布置几何均距。
9、如何计算牵引网阻抗？
答：计算各回路自阻抗，互阻抗，计算接触线与承力索等值自阻抗，计算钢轨等值自阻
抗，计算接触网和钢轨回路互阻抗，利用如下公式计算牵引网阻抗：
? Z2U1jgZ??Z?jc? ZgI1
BT方式与AT方式主要考虑的是牵引电流分布（导线电抗，钢轨地电抗，BT线圈电抗，AT线圈电抗等）因素
10、 计算牵引网阻抗有何意义？
答：（1）提供设计之初的原始参数； （2）电能损耗设计计算； （3）电压损耗设计计算； （4）距离保护设计整定需要； （5）系统设计需要； 11、
如何测量牵引网阻抗？
答：采用大容量移相低频电压电流法，现场测试时给测量分段施加低频电压，测量对应电流，按公式Z?U??1计算得到； I??212、计算：新建合肥至上海（按单线考虑）客专，接触网采用 GJ-70+GLCA100/215 已知数据：导线有效电阻R1=0.184欧/公里，当量系数A=0.95
计算半径9.025毫米；等导线有效电阻R1=0.184欧/公里，当量系数A=0.95 承力索GJ-70计算参数：
有效电阻R2=1.93欧/公里，当量系数A=0.95
计算半径5.75毫米；等导线有效电阻R2=0.184欧/公里，当量系数B=0.1
导线高度H1=6200毫米；结构高度h=1500毫米；驰度f=700毫米
钢轨参数：有效电阻R3=0.18欧/公里；计算半径96.5毫米；当量系数A=0.16；
等值半径15.4毫米；大地土壤电导率??10?4/??cm 试计算牵引网阻抗。
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Dg?0.208550?10?10?4?9?930M2djg?6241mm,djc?1500??500?1033mm3dcg?7268mm;Zj?(0.234?j0.73)?/KM;Zc?(1.98?j0.875)?/KMZjc?(0.05?j0.428)?/KM答:
Zw?Zcj?111?Zj?ZcjZc?Zcj
(0.429?j0.744)?/KMZg?(0.14?j0.05)?/KMZ?Zw?2ZgwZg?(0.519?j0.598)?/KM
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