供变电技术
轨道交通牵引供变电技术总结
对于配电装置应满足的基本要求：符合国家基本 建设的有关政策法规；安全性；便于维护；节省投 资；有扩充的余地。
电气接线图
第ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ章 高压配电设置
配电装置，就是对按照主接线的要 求，把各种功能的设备连接组成电能分 配功能电路的称呼。
第二章 高压电器与开关设备
❖ 变电所主要设备和系统（组成、作用、功能） 1、组成
变压器 导线 开关设备 测量和计量仪表 保护装置 自动装置 互感器 直流和交流电源系统 2、功能：电能变换和分配 3、作用：把电能转换成机械能的转换机构，保护装 置自动保护电路（例如过流，过载，电弧等）。
第三章 牵引供变电电气主设备原理
自己的表现
上课的话我都到了，只是有一次是老师你第一次 布置课堂作业的时候没来的及写，就没交了，我表 示抱歉，平时上课的时候我都认真听了啊，练习也 按时写了交了，现在要期末了也开始复习了，上次 出的题目蛮好的，可以多看书，不过希望老师把作 业本发下来这样就更好复习和考试了。
需要重点考虑的一点就是带电设备的最小安全距离
第六章 供变电系统控制、信号、检测
电路和操作电源
变电所中有一次设备，也有二次设备，二次系统 与一次系统相比，具有设备量多、接线复杂的特点。 对于变电所，二次设备主要包括：控制部分、信号 部分、测量部分、保护部分。 ❖ 1.控制方式和二次接线 ❖ 2.高压开关的控制、信号回路 ❖ 3.中央信号系统 ❖ 4.测量系统与绝缘监测电路 ❖ 5.交直流自用电系统与操作电源
第七章 牵引变电所自动化系统
变电所自动化系统是将变电所的二次设备（包括测量仪表、 信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等）经过功能的 组合和优化设计，利用计算机技术、现代电子技术、通信技 术和信号处理技术，实现对全所设备的自动监视、自动测量、 自动控制和保护、以及和调度通信等综合性的自动化功能。 ❖ 1、变电所自动化系统构成及功能 ❖ 2、通信网络及通信协议 ❖ 3、间隔层 ❖ 4、站空层 ❖ 5、牵引变电所自动化新技术
轨道交通牵引供变电技术第3章第3节12脉波整流机课件
（b） Id Idg
、
0
≥
12
时的上述波形
轨道交通牵引供变电技术
从图中线电压曲线uab和 uab 的交点M处开始，由 整流桥RCT1（经D1和D6管）向整流桥RCT2（经和管） 转移负载电流Id时，由于存在平衡电抗器电抗为主 的换相电流（在无平衡电抗器的轴向双分裂四绕组 整流变压器供电的12脉波整流电路中，换相电抗为 变压器的穿越电抗），使换相过程延续时间0 /12， 直到P点才结束，RCT1的负载电流为零。此后一段时 间，全部负载电流由RCT2单独承担。
轨道交通牵引供变电技术
（二）12脉波整流电路工作原理与特性
现以图3.27（c）所示的D,d0,y11接线构成两组 并联三相整流桥的十二相脉波整流电路为例进行说 明，设uab、ubc、uca和、、分别表示整流变压器T 二次绕组y接线和d接线两个绕组的三相输出电压， 可知这两组三相线电压依次形成30相移。
轨道交通牵引供变电技术
对于轴向双分裂四绕组整流变压器的12脉波整 流电路（不带平衡电抗器）而言，当Id＜Idg时，整 流变压器每相换相电抗产生的漏感电势（反电势） 较小，和带平衡电抗器的整流电路一样，不足以使 两组整流桥并联运行。因此，整流电路进入简单的 十二相推挽工作状态。
轨道交通牵引供变电技术
轨道交通牵引供变电技术
（c）Id
点
Idg
、 0
，过渡
6
时的上述波形
轨道交通牵引供变电技术
综合上述 Id ≤Idg 的几种运行工况可知，两组三 相整流桥并联构成的12脉波整流电路，在负载电流 Id ≤Idg 区域内工作时，两组三相整流桥基本上处于 推挽工作状态。此时的主要特点：直流输出电压波 形虽然为12脉波，但电压平均值突升较高（Id接近 空载时）；整流机组效率降低；交直流侧的谐波含 量也要增大，必须尽量降低临界点电流Idg的数值， 将在下面进一步分析。
电气化铁道供变电技术（二次系统）
电气化铁道供变电技术（二次系统）电气化铁道供变电技术（二次系统）第一章二次接线基本常识第一节二次接线概述一、二次接线的功能一次设备一般都是大容量、高电压的设备，为了实现运行维护人员对一次设备进行监控，就必须配臵与一次设备保持电气隔离的低电压、小容量的相应设备，统称这些设备为二次设备。
二次设备通过电压互感和电流互感与一次设备取得电的联系。
二次设备是指对一次设备的工作状态进行控制、保护、监察和测量的一系列低压、弱电设备、又称为辅助设备，包括测量仪表、控制和信号器具、继电保护装臵、自动远动装臵、操作电源、控制电缆及熔断器等。
二次设备按一定顺序相互连接而成的电路称为二次电路，也称为二次接线。
二次接线只描述二次电气设备的外部接线和接线原理。
二次接线的基本任务是：反映一次设备的工作状况，控制一次设备；当一次设备发生故障时，能将故障部分迅速退出工作，以保护电力系统处于最佳运行状态。
二、二次接线的分类二次接线按电流分为：直流回路和交流回路；按工作性质分为：监视、测量回路，控制回路，信号回路，调节回路，继电保护与自动装臵，自动和远动装臵以及操作电源系统等几个部分。
1、监视、测量回路主要由各种显示仪表、测量元件及其相关回路组成，其作用是监视、测量一次设备的工作状态，以便运行人员掌握一次设备运行情况，为运行管理、事故分析提供参数。
2、控制回路主要由控制开关、相应的控制继电器组成，其作用是对一次高压开关设备进行合、分闸操作。
控制回路按自动化程度可分为手动控制和自动控制两种；按控制距离可分为就地控制和距离控制两种；按控制方式可分流分散控制和集中控制两种，分散控制均为“一对一”控制，集中控制有“一对一”控制和“一对N”的选线控制；按操作电源性质分为直流操作和交流操作两种；按操作电源电压和电流的大小可分为强电控制和弱电控制两种，强电控制采用较高电压（直流110V或220V）和较大电流（交流5A），弱电控制采用较低电压（直流60V以下，交流50V以下）和较小电流（交流0.5∽1A)。
电力牵引供变电技术2
4、电力系统的特点
电力系统的优越性 ③有利于采用大容量和标准化的发电机组和电力设备， 可以节省建设投资和运行费用，以提高投资效益和 运行经济性； ④便于在电力系统发生故障时，各地区间电力的相互 支援，提高系统运行的安全性； ⑤便于集中管理，实现经济调度与电力的合理分配等。 目前，世界上已出现了总装机容量达几亿千瓦，供 电范围横跨几千公里的巨大电力系统。
1、发电厂
火电厂的燃料属于消耗性能源，燃料燃烧产 生环境污染，电能成本较水电厂高。但是火 电厂的初期投资较水电厂小，布局比较灵活， 装机容量可视需要而定。汽轮发电机组操作 控制比较复杂，开停机时间长，因此在电力 系统中易于带基本负荷和中间负荷，不易于 担任系统中变化较大的尖峰负荷，否则不仅 使煤耗增大而且会缩短机组寿命。
1、发电厂
列车电站 发电设备安装在特种铁路车辆上的移动式 发电站。它可按要求迅速转移到铁路能到达的任何 地点，对当地进行紧急供电。 施工电厂 用于铁路、工矿的工程施工、野外作业时 的发电厂。一般指利用柴油发电机的小型发电厂。 自备电厂 在电力系统供电范围内作为应急备用电源， 或在电力系统输送不到的地方以及一些流动用户所 采用的发电厂。一般采用柴油发电机组作为发电设 备。
2、电力网
输、配电网可按电压等级的高低分层，或按 负荷密集的地哉分区。不同容量的发电厂和 电力用户应分别接入不同电压等级的电力网。 铁路电力牵引负荷由110 kV~220 kV电力网 供电，城市交通电力牵引负荷由10 kV~35 kV 配电网供电，铁路电力负荷则一般由10 kV、 35 kV~110 kV配电网供电。此外，电力系统 还包括为保证其安全可靠运行的继电保护和 安全自动装置、调自动化和通信等相应的辅 助系统
4、供电的可靠性
供电的可靠性的衡量指标是以年平均供电小 时占全年小时数的百分数表示。
电气化铁路牵引供变电技术—第一章—绪论
第一章 概 述
第二节 牵引供电系统概述
一、牵引供电系统的电流制
电力牵引供电系统是指从电力系统或一次供电系统接受电能，通过变 压、变相或换流（将工频交流变换为低频交流或直流电压）后，向电 力机车负载提供所需电流制式的电能，并完成牵引电能传输、配电等 全部功能的完整系统。电流制是指牵引供电系统中牵引网的供电电流 种类。目前中国主要采用直流制和交流制。
③三级负荷。是指不属于上述一类和二类负荷的其他负荷。如： 农村负荷等。对供电无特殊要求。
第一章 概 述
三、电力系统中性点运行方式 电力系统的中性点的运行方式主要有中性点不接地、中性点
经消弧线圈接地和中性点直接接地三种。前两种又称为小电流 接地系统，后一种称为大电流接地系统。
中性点不接地
中性点经消弧线圈接地
第一章 概 述
总结： 线路首端至末端损耗组成：绕组损耗（5%）+线路损耗（5%） ①普通线路：首端高10%，末端为线路额定电压。 ②连接发电机：首端高5%，末端变压器高5%。 ③连接短线路发电机：首端高5%，末端为线路额定电压。
第一章 概 述
2、电能的电压指标 （1）电压偏差
电压偏差是指用电设备的实际工作电压与额定电压的差值，通常 用百分数表示。
太光发电是不通过热过程而直接将太阳的光能转换成电能。 7）潮汐发电— 利用潮汐的动能和势能发电。
第一章 概 述
①火力发电厂 按照能源输出的形式可分为：凝汽式发电厂、热电厂。 火力发电厂结构：燃烧系统，汽水系统，电气系统。
化学能——蒸汽热能——电能 特点： 布局灵活，建设周期较短，投资较少，但运行费用较高； 启动时间长，煤耗大； 污染环境。
中性点直接接地
第一章 概 述
1、中性点不接地 ①发生单相金属性接地（直接接地故障，阻抗值小）或单相非金
《城市轨道交通供变电技术》课程标准
《城市轨道交通供变电技术》课程标准一、课程基本信息课程代码：18072034学时数：108学分：6先修课程：《城市轨道交通电工电子技术》、《液压传动和气动》、《城市轨道交通概论》等。
后续课程：《城市轨道交通列车运行控制系统》、《城市轨道交通通信信号系统运行与维修》、顶岗实习等。
二、课程性质该课程是五年制高职学校学生的一门专业课程，为培养轨道交通机电技术的高素质人才的目标服务，在前续课程的基础上进一步培养学生的安全意识，为后续课程打下基础。
1与前续课程的联系通过《城市轨道交通电工电子技术》、《液压传动和气动》、《城市轨道交通概论》等的学习，学生了解了城市轨道交通供电系统的一些基础知识和总体组成，为以后学习打好基础。
2.与后续课程的关系为学生后续课程《城市轨道交通列车运行控制系统》、《城市轨道交通通信信号系统运行与维修》、顶岗实习等课程学习打下高度的相关基础，为学生在以后工作中提供轨道交通机电技术方面的必要知识。
三、课程的基本理念本课程所面向的职业岗位为城市轨道交通供电系统设备操作员、施工工艺员、检修员、维护员等，主要从事城轨交通供电系统设计、施工、设备检修、维护、实验调试等工作。
根据职业岗位分析，确定本课程的基本理念是：遵循系统化原则，将教学内容分为城市轨道交通供电系统与供电结构分析两大部分。
通过本课程的学习，使学生掌握城轨牵引供电系统的组成与作用，并具有一定的操作检修能力，为学生走向工作岗位打下坚实的基础。
四、课程的设计思路本课程其总体设计思路是，打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式，转变为以专题形式组织课程内容，并让学生在完成专题学习过程中学会完成相应活动任务，比如变压器、电弧、断路器的操动机构等构建相关理论知识，逐层深入，全面讲授供电系统的相关知识。
教学过程中，要通过理论教学与学生实践活动相结合，通过多种途径充分开发学习资源，给学生提供丰富的实践机会。
五、课程的目标1.知识能力了解城轨交通供电系统的组成以及各组成部分的功能。
城市轨道交通供变电技术第一章城市轨道交通供电系统概述 文档全文预览
第一节 城市轨道交通供电系统的组成及功能
3.牵引供电系统 将交流中压经降压整流变成直流1500V或直流750V
电压 ，为城轨电动列车提供牵引供电 。牵引供电系统 包括牵引变电所与牵引网两个部分 。
城轨牵引供电系统示意图
第一节 城市轨道交通供电系统的组成及功能
4.动力照明供电系统 将交流中压（35kV或10kV） 降压变成交流
220/380V电压 ， 为运营需要的各种机电设备提供电源。 它包括降压变电所（站） 、动力照明配电系统。
城轨动力照明供电系统
第一节 城市轨道交通供电系统的组成及功能
5.杂散电流腐蚀防护系统 在城市轨道交通中由于采用直流牵引供电， 电流有
牵引变电所的正极出发 ，经由接触网、电动列车、钢 轨、回流线返回牵引变电所负极 。 由于钢轨与隧道或 道床等结构之间的绝缘电阻不是无穷大 ，不可避免地 将造成部分电流不从钢轨回流,而是通过沿线的道床钢 筋、隧道、高架桥或建筑物的结构钢筋或土壤回流到 牵引变电所（甚至不回流而散入大地） ,这一部分电流 就是杂散电流,也叫迷流。
第二节 城市轨道交通的供电系统的制式
二 、电压等级
世界各国城市轨道交通的供电电压均在 550～1500V之间 ，其中间档级很多 ， 这 是由各种不同交通形式 、不同发展历史 时期造成的 。现国际电工委员会拟定的 电压标准为：600V、750V、1500V三种， 后两种电压为推荐值 。我国国标亦规定 为750V和1500V ， 不推荐600V电压等级 。
第二节 城市轨道交通的供电系统的制式
三 、馈电方式 牵引网的馈电方式有架空接触网和接触
城市轨道交通供变电技术课件
城市轨道交通供变电系统的定义和作用
定义：城市轨道交通 供变电系统是为城市 轨道交通提供电力供 应和变换的电气系统。
作用：保证城市轨道 交通的正常运行，提 供稳定的电力供应， 保证列车的正常运行 和乘客的安全。
组成部分：包括供电 系统、变电系统、配 电系统、接地系统等。
特点：可靠性高、安 全性好、节能环保、 智能化程度高。
特点：高效、节能 、环保、安全、可 靠
高压开关柜
功能：控制和保护高压电路
特点：安全可靠、操作方便、维护 简单
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组成：断路器、隔离开关、接地开 关等
应用：城市轨道交通、电力系统、 工业企业等
配电变压器
功能：将高压电转换为低压电，为城市轨道交通供电 结构：主要由铁芯、绕组、油箱、冷却装置等组成 工作原理：通过电磁感应原理，将高压电转换为低压电 特点：体积小、重量轻、效率高、可靠性高、维护方便
Part Three
城市轨道交通供变 电系统的运行和管
理
供变电系统的运行方式
供电方式：采用直流供电或交流供电
供电电压：根据线路长度和负载情况 确定
供电频率：根据线路频率和负载情况 确定
供电质量：保证供电的稳定性和可靠 性
供电监控：实时监控供电系统的运行 情况
供电维护：定期对供电系统进行维护 和检修
低压开关柜
组成：断路器、接触器、继 电器等
功能：控制和保护低压配电 系统
特点：体积小、重量轻、安 装方便
应用：城市轨道交通、工业 自动化等领域
继电保护装置
功能：保护电力系 统免受故障影响
组成：电流互感器、 电压互感器、继电 器等
工作原理：检测异 常电流、电压，发 出报警信号
供变电技术(铁路方向)第2章 供变电基础知识
通信干扰的效果很好。
BT/回流线方式
BT
BT
N
C
T
•（3） AT供电方式
•• 一AT般并A联T间于隔牵约引1网0中km，左克右服，了ATB供T串电入方网式中的B钢T轨分电段位的较缺低陷， 使抑供制电道电路压干成扰倍的提效高率，与牵BT引-回网流阻线抗方小式，相供近电，距投离资长要（高约一为些直。接 供AT电供方电式方的式1在70日%本-20山0阳%新）干，线网上应压用损，和后能来损法都国小、，美是国一种适 于（高25速H、z）重、载原等苏大联电、流我牵国引等方相式继。采用。
• 1. 电气化铁道的电流制与额定电压 • 根据电流形式：
直流制: 主要用于城市轨道交通 额定电压有1500V和750V
交流制:
低频单相交流制: 少量国家
16 2 Hz, 25Hz 3
工频单相交流制: 50Hz，60Hz 主要用于大运量、重载的铁路运输 额定电压为25kV，广泛采用 三相交流制: 淘汰
结论：两回独立可靠的电源，互为热备用。外部电源进线优 先采用220kV及以上电压等级。
3.供变电装置的结构与作用
z 电力牵引供变电系统构成：
¾ 进线：连接电力系统与电力牵引供变电系统的纽带，用于把电能从电力系 统中输送到电力牵引供变电系统；
¾ 变电所：针对供电制式不同，有交流牵引变电所和直流牵引变电所，前者 应用于电气化铁道，后者应用于城市交通和矿山运输系统；
AT
<60
首尔～釜山 412 AT
45.8
供电电压 变压器结线
城轨供变电技术 第二章
第二章城市轨道交通外部供电系统【问题导入】城市轨道交通需要从城市电网取得外部电源，城市轨道交通供电系统可以简单地分为外部电源与内部系统。
城市轨道交通对外部电源有何要求？城轨的外部电源通过什么方式对城市轨道交通供电？城轨供电系统对城市电网有何影响呢？【教学目标】1.了解城轨供电系统的外部电源系统的组成。
2.了解城轨供电系统对外部电源的要求。
3.掌握外部电源对城轨供电系统供电的几种方式的特点4.了解主变电所的作用、主要设备，了解主变电所的输电方式。
5.了解中压网路的电压等级和构成形式。
第一节外部电源城市轨道交通供电系统的外部电源供电系统就是为城轨供电系统的主变电所或电源开闭所提供电能的外部城市电网电源供电系统。
图2-1为城市轨道交通外部电源和牵引供电系统的连接图。
59二＞671oO图2-1城市轨道交通外部电源与牵引供电系统的连接1-发电厂（站）2-升压变压器3-电力网4-主降压变电站5-直流牵引变电所6-馈电线7-接触网8-走行轨9-回流线一.城市轨道交通对外部电源的要求1.两路独立的进线电源城市轨道交通作为城市电网的重要电力用户，属于一级用电负荷。
城市轨道交通供电系统的主变电所（或电源开闭所）要求有两路独立的进线电源，这两路电源可以来自城市电网的不同变电所，也可来自城市电网的同一变电所的不同母线。
主变电所进线电源应至少有一路为专线电源。
2.每路进线电源的容量应满足所内全部一、二级负荷的要求。
3.两路电源应分列运行，互为备用，当一路电源发生故障时，另一路电源不应同时受到损坏，由另一路电源保证对城轨供电系统供电。
4.为了便于运营管理和减少损耗，外部电源点应尽可能地靠近城市轨道交通线路。
二.外部电源系统的组成外部电源系统由发电厂、电力网组成，而电力网由各种电压等级的输、配电线路和变（配）电站（所）组成。
发电厂（站）是电能的来源。
按其利用的能源的不同可以分为火力发电厂、水力发电厂、原子能发电厂以及风力、地热、太阳能和潮汐发电厂等等。
电气化铁路牵引供变电技术—第四章—电气主接线
一、桥型接线
1、桥型接线是无汇流母线的一种接线方式，桥型接线的桥臂是 由断路器及两侧隔离开关组成，根据桥臂的位置可分为内桥接线、外 桥接线和双断路器桥型接线。特点：断路器少；灵活性可靠性差；广 泛应用在6-22KV电气主接线。
第四章 电气主接线
2、内桥接线 结构特点：联络断路器在线路断路器在线路断路器的内侧。 运行特点： ①线路发生故障时，仅故障线路的断路器1QF或2QF跳闸，其余线路 可继续工作，并保持相互之间的联系。（检修同理） ②变压器故障时，联络断路器QFL及与故障变压器同侧的线路断路器 1QF或者2QF均自动跳闸，使未故障线路供电受影响。（检修同理） ③变压器投切复杂 适用情况：适用于线路较长，线路故障率较高、穿越功率少，变压器 不需要经常改变运行方式的场合。
第四章 电气主接线
八、变电所类型
①中心变电所。具有4路及以上电源进线并有系统功率穿越，除了 完成一般变电所的功能，还向其他变电所供电。
②中间（或终端）变电所。变电所有2路电源进线的为中间（或终 端）变电所。其中，有系统功率穿越的称为通过式变电所；没有系统 功率穿越的称为分接式变电所。
第四章 电气主接线
②明确倒闸操作中相应的继电保护及自动装置调整和转换。 ③停电时，从负荷侧开始，先分断负荷侧开关，后分电源侧开关 ；送电时，先合电源侧开关，后合负荷侧开关。 ④隔离开关与断路器串联时，隔离开关应先合后分。隔离开关与断 路器并联时，隔离开关应先分后合，隔离开关无论是分闸还是合闸都 是在断路器闭合状态下进行，从而保证了隔离开关不带负荷操作。 ⑤隔离开关带接地刀闸时，送电时应先断接地刀闸，后合主刀闸 ；停电时应先断主刀闸，后合接地刀闸。否则，将造成接地短路。
电气化铁路牵引供变电技术
电力牵引供变电技术高压断路器的构造及工作原理
根本结构： 金属熔体、支持熔体的触头装置和外壳
参数和型号： 额定电压、额定电流、熔体的额定电流、极限分断能力 熔体的额定电流不得超过熔断器的额定电流。
型号表示方式：
R
额定电流(A) 额定电压(KV) 设计序号
Id
U(1eRLt ) R
+
R
U
L
-
它是按指数曲线增长的。
短路电流的增长迅速，为了防止对电气设备的损坏， 并改善直流开关的熄弧条件，必须在其在到危险值这前快 速断路。
曲线1—稳态短路电流曲线
曲线2—快速开关的电流整定值和全分断时间的关系曲线
I zd --快速开关的电流整定值
T—全分断时间
其中T包括： t1—电流到达整定值所需的时间； t2—开关断路的固有时间，它由快速开关的结构所决定； t3—电弧燃烧时间，它与熄弧措施和结构所决定。
化学性能：在常温下是极为稳定的气体，其惰性远远超过 氮气；
绝缘性能：在三个大气压时，它与变压器油的绝缘强度相 等，压力越高，绝缘性能越好。在均匀电场及相同压力下， 它的绝缘性能为空气2～3倍；
灭弧性能：SF6具有很强的灭弧能力，在自由开断的情况下， 它的灭弧能力要比空气大约100倍。
(二)六氟化硫断路器的典型结构 瓷瓶支持敞开式结构，如下图。 灭弧室被密封在瓷套管1内， 并固定在支持瓷瓶上。 断路器出线端和静触头座2 相连，动触杆3通过 传动机构4、连杆5和 断路器的操作箱14相连接。 操作箱内装有气动操作 机构。 支持瓷瓶不仅起支持灭 弧室的作用，而且使高压 电导电局部和断路器机座 绝缘。
额定开断电流 I ek (kA，有效值)：
电气化铁道供变电技术(一次系统)
去游离过程一般由下述两个过程组成： （1）复合过程：电弧中带不同电荷的质点在运动中互相接触交换多余的能量成 为中性质点的过程叫复合。 （2）扩散过程：电弧中有足够动能的带电质点，克服电场力的束缚，逸入周围 介质中去变为中性质点的过程叫扩散。
因此，影响去游离过程的因素如下： （1）与触头间电场的强弱有关。它决定带电质点发射的强度和带电质点运动的 速度。电场弱，带电质点运动速度慢，复合过程强。 （2）与开断的电流大小有关。电流小，弧柱细，温度低，易复合。 （3）与触头间隙的介质种类有关。分子量大、化学性能稳定的介质易复合。 （4）与气体介质的压力有关。根据巴申曲线压力大至十几个大气压以上或接近 真空有利于复合。 （5）与触头材料有关。触头材料的热容量大，导热系数大，不易产生热电子发 射，使游离过程减弱，易复合。 （6）与弧柱内外的温度差、离子浓度差有关。温差大，浓度差大，易扩散。 四、交流电弧的特性
（一）SF6 气体的特性 1、SF6 气体是一种无色、无味、无毒、无嗅、不可燃亦不助燃的惰性气体。常 温常压下密度约为空气的 5 倍，常压下，升华温度为—63.8℃,常温 下,21X9.8X104Pa 的气压时仍为气态. 2、六氟化硫分子结构呈正八面体，属于完全对称结构。硫原子和六个氟原子间 以极强的共价键相连，化学性能稳定，不易电离。它不溶解于水和变压器油中； 它与氧、氢、铝以及其他许多物质不发生化学反应；热稳定性高，在 500℃时 不分解。 3、六氟化硫分子在电弧高温下分解成低氟化合物（如 SF4、SF3、SF2、SF、F、 S 等）；但一旦促使它分解的能量解除，分解将急速再结合为 SF6。结合时间不 大于 10-5S。因此，在电流过零时，弧隙介电强度恢复极快，大约是空气的 100 倍。可承受很高的恢复电压，故其单断口耐压很高。因此，在 9.8X104Pa 气压 下，其绝缘能力超过空气的 2 倍，在 3X9.8X104Pa 的气压气压下，其绝缘能力 和变压器油相当。 4、电弧在 SF6 气体中直径很小，电弧电压低，只有几十伏到几百伏（而在油开 关中可达 1KV 以上），这样在燃弧过程中，电源注入弧柱的能量就小。抑制热游 离，提高了灭弧能力。 5、SF6 气体的热导率（导热系数），在常温下比空气低 30%，但由于分子量大， 热容量大，若包括自然对流效应，总的热传导能力远比空气好。 6、六氟化硫分子具有强负电性，而且体积大，容易捕获电子并能吸收其能量， 生成低活动性的稳定负离子，在电场力的作用下，其自由行程短，运动速度慢， 复合过程强烈。使弧隙中带电粒子减少，导电率下降，电弧易熄灭。
城轨供变电技术课程设计
城轨供变电技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解城市轨道交通供变电技术的基本原理，掌握供变电系统的组成和功能；2. 掌握城市轨道交通供变电设备的工作原理及其运行维护方法；3. 了解城市轨道交通供变电技术的发展趋势及其在我国的应用现状。
技能目标：1. 能够分析城市轨道交通供变电系统的工作原理，并进行简单的故障排查；2. 学会使用相关工具和设备进行供变电设备的日常维护和检修；3. 能够运用所学知识，对城市轨道交通供变电系统的改进提出合理建议。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对城市轨道交通供变电技术的兴趣，激发其学习热情；2. 增强学生的团队合作意识，培养其在实际工作中解决问题的能力；3. 提高学生对我国城市轨道交通事业的自豪感，树立正确的职业观念。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程旨在让学生掌握城市轨道交通供变电技术的基本知识和技能，培养具备实际操作能力的高素质技能型人才。
通过本课程的学习，学生将能够更好地服务于我国城市轨道交通行业，为我国城市交通事业的发展贡献力量。
同时，课程目标的分解为具体的学习成果，便于后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 城市轨道交通供变电技术概述- 了解城市轨道交通供变电技术的基本概念、发展历程和应用领域；- 分析我国城市轨道交通供变电技术现状及发展趋势。
2. 供变电系统组成及工作原理- 掌握供变电系统的组成部分，包括供电系统、牵引变流器、牵引电机等；- 学习供变电系统的工作原理，了解各部分之间的协调关系。
3. 供变电设备及其运行维护- 学习供变电设备的主要类型、结构特点及工作原理；- 掌握供变电设备的运行维护方法，了解常见故障及其处理措施。
4. 城市轨道交通供变电系统案例分析- 分析典型城市轨道交通供变电系统的运行状况，了解实际应用中的优缺点；- 学习供变电系统改进方案，探讨技术升级和创新方向。
5. 实践教学环节- 安排学生进行供变电设备拆装、检修及故障排查等实践活动；- 组织学生参观城市轨道交通供变电现场，了解现场工作环境及实际操作流程。
供变电技术答案
供变电技术答案判断题（总共题）1. （判断题）从主降压变电站及其以后部分统称为“动力照明供电系统”。
A、正确B、错误【正确答案】：B2. （判断题）35~~110kV电流互感器多数采用油浸式电流互感器。
A、正确B、错误【正确答案】：A3. （判断题）调度端不仅能收集RTU的数据，还能进行大量的数据处理。
A、正确B、错误【正确答案】：A4. （判断题）电力避雷器是用在电力输配线路上限制操作引起的内部过电压或雷电过电压的装置。
A、正确B、错误【正确答案】：A5. （判断题）SF6气体电流互感器适用于110kV、50Hz电力系统中作电流、电能测量及继电保护用。
A、正确B、错误【正确答案】：A6. （判断题）接触轨可采用低碳钢材料或钢铝复合材料。
A、正确B、错误【正确答案】：A7. （判断题）被控站是微机监控系统乃至牵引供电系统的调度指挥中心。
A、正确B、错误【正确答案】：B8. （判断题）在刚性接触网中，把接触网不同设备之间相互连通提供电流通路的设备称为电连接。
A、正确B、错误【正确答案】：A9. （判断题）发电厂(站)是发出电能的中心，一般可分为火力发电厂、水力发电站和原子能核电站等，再无其他。
A、正确B、错误【正确答案】：B10. （判断题）高压负荷开关是一种结构简单、具有一定开断和关合能力的开关电器。
A、正确B、错误【正确答案】：A11. （判断题）桥型接线属于无母线的接线形式，简单清晰，设备少，造价低，也易于发展过渡为单母线分段或双母线接线。
A、正确B、错误【正确答案】：A12. （判断题）变压器是牵引变电所的核心设备，是列车组高速、安全、可靠、经济、节电运行的保证。
A、正确B、错误【正确答案】：B13.（判断题）城市轨道交通电能由国家统一电网供给。
A、正确B、错误【正确答案】：A14. （判断题）M1级隔离开关:具有1000次操作循环的机械寿命，适合输、配电系统中使用且满足一般要求的隔离开关。
电力牵引供变电技术第一章及第三章
3.查看LH的铁芯数，即副绕组数，是否满足需要。
六、检查避雷器的配置情况 有些电气主接线图中并不绘出，就不用检查。而绘出时，
应检查是否配置齐全。
七、综合评价 从安全、可靠、经济、方便四个方面，对主接线图分析，
四、检查开关设备的配置情况
1.对断路器的检查： 与电源有联系的各侧都应配置断路器，否则发生故障时，
无法迅速切除。如果该有DL处没有，则此电气主接线图不 符合要求。
2.对隔离开关的检查： 该装GK处是否都装了(检修工作需要) GK接线绘制方法是否正确(有没有将刀片端与电源端相连
的)。 五、检查互感器的配置情况
1B
2B
10~35kV的地区负荷。
为2.了单克母服线上分述段缺结点线，通常采用： （1）用D1SLL或2GSKL 将母线分段，以提3高SL供4电SL的可靠性和运行的 灵活性 （2）增设旁1G路母2G线和相应的设备，使3G检修4GDL时该回路不停电
1DL 2DL
3DL 4DL
MG1 MG2
1M
MG7 MG5
旁
1M
2M
路
110kV
MG5
FG1
FG2
110kV MG6
母
线
5DL
FD
6DL
的
结
PM
5PG
6PG
线ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1B
2B
这种结线解决了断路器的公共备用和检修备用，在调试、 更换断路器和整定继电保护装置时都可不必停电，提高了供 电的可靠性。它广泛应用于牵引负荷和35kV以上线路中，特 别是负荷较重要，线路断路器较多，检修断路器不允许停电 的场合。
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供变电技术
一、填空
1．导体，绝缘介质，导体
2．增强电弧的因素作用的结果，我们称为游离，而削弱电弧的因素作用的结果，我们称为去游离。
3．我国牵引供电系统为工频单相交流制供电制式
4电气主结线设计一般分为以下几个阶段：方案论证和确定、初步设计、施工设计。
5、在变电所中，一般装设两类电气参数表计：测量监视仪表和计量仪表。
二、名词解释
1、分区所：交流电气化铁道上为了增加供电的灵活性，提高运行的可靠性，在两个牵引变电所的牵引供电区间加设分区所
7、高压断路器：又称高压开关，它不仅可以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流，而且当系统发生故障时，通过继电保护装置的作用，切断过负荷电流和短路电流。
它具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力。
8、一次设备：是用于完成电能变换、输送、分配等功能的设备，如高压开关、输电线路、母线、避雷器等，可以用一句话来理解：接触高电压的电气设备。
9、母线是从变电所的变压器或配电所的电源进线到各条馈出线路之间的电气主干线，它起着从电源接收电能和给各馈出线分配电能的作用。
母线的作用是汇集、分配和传送电能。
10、 GIS ：是指六氟化硫封闭式组合电器，国际上称为“气体绝缘金属封闭开关设备”, 它将一座变电站中除变压器以外的一切设备，包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管等，经优化设计有机地组合成一个整体
三、简答题
1、答①答：1）单母线接线的优点：结构简单、清晰、设备少、投资小、运行操作方便且有利于扩建。
隔离开关仅在检修电气设备时作隔离电源用，不作为倒闸操作电器。
从而避免因用隔离开关进行大量倒闸操作而引起的误操作事故。
特点：1）结线简单、设备少、投资省；2）母线失效，检修母线、断路器和隔离开关都会造成不同范围的停电。
因此，这种接线只适用于小容量和用户对供电可靠性要求不高的发电厂或变电所中。
2）双母线接线，它有两组母线，一组为工作母线，一组为备用母线。
两组母线之间通过母线联络断路器（简称母联断路器）连接。
采用两组母线后，使运行的可靠性和灵活性大为提高，其特点如下：（1）运行方式灵活。
（2）检修母线时，电源和出线都可以继续工作，不会中断对用户的供电。
这种接线适用于大容量和用户对供电可靠性要求高的发电厂或变电所中。
②单母线分为单母线无分段、单母线有分段、单母线分段带旁路母线等形式
2、电力牵引供电系统与电力系统有什么关系？
答：电力牵引供电系统是指从电力系统或一次供电系统接受电能，通过变压、变压或换流后，向电力机车负荷提供所需电流制式（交流或直流）的电能，并完成牵引电能传输、配电等全部功能的完整系统。
工频交流单相电力牵引供电系统主要由牵引变电所、牵引网、分区所、开闭所等部分组成；
3、变电所中对一次设备有哪些控制方式？各有什么特点和应用场合？
答：按执行地点不同，可分为就地控制、距离控制和远动控制三种控制方式。
1）就地控制：即在一次电气设备安装地点进行直接控制，断路器等位置信号也在配电间隔上显示。
仅适用于交流10kV及以下的电气设备。
2）距离控制：即在主控制室内对变电所的一次电气设备集中进行控制，监测仪表和开关位置信号、中央信号以及继电保护装置等也都配置在主控室的屏台上，便于监视和管理运行。
距离控制按其实现方法的不同分为：一对一的分别控制方式和集中选控方式。
距离控制是目前牵引变电所的主要控制方式。
3）远动控制即在远离变电所的调度端对变电所的电气设备进行控制。
4、请简单叙述电气主结线设计应遵循的主要原则
答：（1）应以批准的设计任务书为依据，以国家经济建设的方针政策和有关部委的技术政策、技术规范和规程为准则，结合工程具体特点和实际调查掌握的各种基础资料，进行综合分析和方案研究。
（2）主结线设计与整个牵引供电系统方案、电力系统对电力牵引供电方案密切相关，应通过供电系统计算进行全面的综合技术经济比较，确定牵引变电所的主要技术参数和各种技术要求。
（3）根据供电系统计算结果提供的各种技术参数和有关资料，全面考虑对主结线的基本要求，做出综合分析和方案比较，以期设计合理的电气主结线。
（4）新技术的应用对牵引变电所主结线结构和可靠性等方面，将产生直接影响，按具体情况深入分析研究和考虑。
5、答：①相同点：都是接通或断开电路的开关设备。
作用是：正常工作情况下可靠地接通或断开电路；在改变运行方式时进行切换操作；当系统中发生故障时迅速切除故障部分，以保证非故障部分的正常运行；在设备检修时隔离带电部分，以保证工作人员的安全。
不同点： 1．断路器有灭弧机构，不仅能接通或断开负荷电流，而且还能断开短路电流。
2. 隔离开关没有灭弧装置，只有明显隔开的触点结构，是一种主要用于检修时隔离电压或运行时进行倒闸操作的开关电器，只有在断路器断开时才能进行操作。
3. 熔断器容量小，每次熔断后须停电更换熔件才能再次使用，只能用来断开短路电流或过负荷电流。
4. 负荷开关能在正常情况下开断和关合工作电流的开关电器，也可以开断过负荷电流，但不能开断短路电流。
因此，一般情况下要与熔断器配合使用。
②答：高压断路器按安装地点可分为屋内式和屋外式两种；按所采用的灭弧介质可以分为四种：（1）油断路器（2）压缩空气断路器（3）真空断路器（4）六氟化硫断路器
1）油断路器。
以绝缘油为灭弧介质，结构简单，制造方便，便于在套管上加装电流互感器，配套性强。
使用较少了。
2）六氟化硫断路器。
以SF6为灭弧介质，结构简单，工艺及密封要求严格，对材料要求高；体积小、重量轻；用于封闭式组合电器时，可大量节省占地面积。
3）压缩空气断路器。
以空气为灭弧介质，结构复杂，工艺和材料要求高；需要装设专用的空气压缩系统。
用于110KV以上电力系统。
4）真空断路器。
以真空为灭弧介质，灭弧室材料及工艺要求高；体积小、重量轻；触头不易氧化；灭弧室的机械强度比较差，不能承受较大的冲击振动。
目前在我国，真空断路器主要应用在35kV及以下电压等级的配电网中。