牵引供变电电气主设备原理
地铁DC1500V直流牵引供电设备原理 PPT
反向电流保护
直流进线开关设置有反向电流保护。对于进
馈线开关联跳邻所功能及自动重合闸程序
当馈线开关DPU96检测判断发生大电流脱扣分闸、Imax保护、过电 流保护、di/dt保护、ΔI保护，DPU96通过硬线触点向邻所馈线1500V 直流开关发联跳信号 (设计整定脉冲宽度少于500 ms)，联跳邻所馈线 1500 V直流开关；邻所馈线开关DPU96检测到联跳信号后进行判断， 满足条件（联跳脉冲宽度少于500 ms）则跳闸并进入重合闸程序， 如果脉冲宽度大于500 ms（框架保护动作）则跳闸后退出重合闸程 序；供电分区两端的馈线开关跳闸后，如果DPU96进入重合闸程序， 小车的快速合闸功能设定在开启状态，检测到正负极电压高于
直流1500V母线为单母线接线。
一般牵引变电所馈出4回直流1500V电源,分别接至接 触网上下行，与相邻牵引变电所构成双边供电。
1500V直流开关选用SECHERON直流快速断路器，开 关设置在小车上便于维护。进线开关及回流柜采用 SIEMENS 公司的S7控制器，馈线开关采用SIEMENS 公 司的DPU96作测控保护单元。
1500 V直流开关控制方式有三种：
1）在开关本体上直接分闸
打开1500V开关柜门，转动小车面板前的操作手柄至分闸位，不需 要经过DPU96判断条件可以直接分闸，也就是将机械转动直接作用在 大电流脱扣装置上，使开关脱扣分闸。
2）当地位分合闸 在1500V开关柜面板上用分合闸按钮发触发信号给本开关DPU96，
牵引变电所原理
牵引变电所是一种用于电气牵引系统的供电设备，主要用于供应电力给铁路牵引车辆。
其工作原理如下：
1.输电系统：牵引变电所通常连接到高压输电网，通过输电线路将电能传输到牵引变电所。
2.变电系统：牵引变电所内部设有变电设备，包括变压器和开关设备。
变压器将输电线路上的高压电能转换为所需的供电电压，通常为600V或1500V。
3.供电系统：将被转换后的供电电压通过开关设备分配和控制，根据牵引车辆的需要进行调节和供应。
4.牵引系统：最后，供应的电能通过接触线或供电杆传输到铁路牵引车辆，并提供所需的电力供应，以驱动列车行驶。
牵引变电所的工作原理基于电力传输和分配的基本原理，通过变压和电力控制来满足铁路牵引系统对电能的需求。
经过转换和调节后的电能会通过供电系统传输给牵引车辆，实现列车的动力来源。
牵引变电所在实际应用中需考虑安全性、稳定性和可靠性等因素。
同时，为了提高电能的利用效率，牵引变电所还可以采用回馈制动等技术，将列车制动时产生的能量回馈至电网，提高系统的能量利用效率。
总而言之，牵引变电所通过对电能的转换、分配和控制，为铁路牵引系统提供所需的电力供应。
它是电力传输和分配在铁路牵引领域的应用之一，具有重要的作用，提供可靠的动力支持，确保列车行驶安全和顺畅。
轨道交通供电4 牵引变电所的主要电气设备(1)
(3)多绕组变压器：用于电力系统 (4)自耦变电器：用于连接不 中一种电压等级输入变换得到多种 同电压的电力系统。也可做为 不同电压等级。如分裂变压器。 普通的升压或降后变压器用。
4.按冷却方式分：
(2)油浸式变压器：依靠油作冷却 (1)干式变压器：依靠空气对 介质、如油浸自冷、油浸风冷、油 流进行冷却，一般用于局部照 浸水冷、强迫油循环等。 明、电子线路等小容量变压器。
5.按铁芯形式分： (1)芯式变压器：用于高 压的电力变压器。 (2)壳式变压器：用于大电流的特殊 变压器，如电炉变压器、电焊变压器； 或用于电子仪器及电视、收音机等的 电源变压器。
6.按容量分： 按电力部门的相关规定: 630KVA以下为小型变压器；800--6300KVA为中小型变压器； 8000--63000KVA为大型变压器；90000KVA及以上为特大型变压器；
牵引变电所的电源一般来自电力系统的区 域变电所，牵引变电所的任务就是将电力系 统提供的三相工频交流电变为牵引所用的电 能。根据牵引制式的不同，牵引变电所又分 为直流牵引变电所和交流牵引变电所。根据 不同的牵引制式，变电所内完成相应的变压、 变相、变流作用。目前我国的牵引变电所主 要有电气化铁路的单相工频交流制牵引变电 所和城市轨道交通系统（地铁、轻轨）的直 流牵引变电所。
城市轨道交通牵引供电系统构成示意图
城市电网
主变电所
高压供电系统
三相交流
牵引变电所 牵引供电系统
馈线 回流线
接触网
直流
轨道
牵引变电所的类型和原理
牵引变电所是城市轨道交通牵引供电系统 的核心，它负担对电动列车直流电能的供 应，它的站位设置，容量大小，需根据所 采用的车辆形式、车流密度、列车编组， 经过牵引供电计算，经多方案比选确定。 牵引变电所有两种形式：户内式变电所和 户外式箱式变电所，前者适宜地下线路， 后者适宜地面线路。
简述直流牵引供电系统的组成及其原理
简述直流牵引供电系统的组成及其原理
直流牵引供电系统是一种为轨道交通设备提供电力的供电系统。
它由调整控制装置、直流变压器、直流供电线路和直流接触网组成。
（1）调整控制装置：调整控制装置是由理论控制器、模拟电路和分立元件组成的，负责对调整信号进行处理，以实现对直流电压的控制，以保证直流牵引供电系统运行的稳定可靠。
（2）直流变压器：直流变压器是一种非常重要的部件，它调节输出电压，将中压市电变压成低压电供给轨道交通直流牵引系统。
（3）直流供电线路：直流供电线路是指轨道交通的特定电力系统中，由供电段和受电段组成的带有架空线路和地线的电气设备，其中电压从高压段逐级降低，直流牵引系统需要的电压就在这里调节。
（4）直流接触网：直流接触网的安装在轨道上，它由上下两部分构成，上部为收电极，下部为接触网。
收电极由直流电流产生电磁力，轨道电车上的接触器上的收电器接受电磁力，通过电动机把接触网上的电流制成电动力给轨道电车提供动力。
直流牵引供电系统是直流电压源控制发电机发出的电压，随着拖动电车的运动调节输出牵引电流，以保证轨道交通设备稳定可靠地运行，从而实现牵引供电系统的节能效果和安全高效的运行。
- 1 -。
电力牵引系统的工作原理
电力牵引系统的工作原理
嘿，你知道电力牵引系统吗？这玩意儿可神奇啦！它就像是一个不知疲倦的大力士，默默地为我们的现代生活提供着强大的动力。
电力牵引系统啊，简单来说，就是利用电能来驱动车辆或其他设备前进。
这不就好比人的心脏为身体输送血液一样重要嘛！它主要由供电系统、牵引电动机、传动装置等部分组成。
供电系统就像是能量的源头，源源不断地提供着电能，那可是电力牵引系统的“粮草”呀！而牵引电动机呢，就是那个真正干活的家伙，把电能转化为机械能，让车子跑起来。
你想想看，要是没有电力牵引系统，我们的火车、地铁还怎么跑得那么快、那么稳呢？它让我们的出行变得如此便捷和高效。
这难道不令人惊叹吗？
传动装置呢，就像是一个协调者，把电动机产生的动力合理地分配到各个部位，让一切都有条不紊地进行着。
这不就跟乐队的指挥一样嘛，指挥着各个乐器演奏出美妙的乐章。
而且啊，电力牵引系统还有很多优点呢！它比传统的燃油牵引更加环保，不会排放那么多的废气污染环境，对我们的地球多友好啊！它还很节能，能把电能高效地利用起来，这不是很棒吗？
再看看我们生活中的那些电力牵引设备，它们在轨道上飞驰，在城市中穿梭，为我们带来了多少便利呀！这一切都要归功于电力牵引系统这个神奇的家伙。
它就像是一个默默奉献的英雄，一直在背后为我们的生活保驾护航。
电力牵引系统的发展也是日新月异啊！科学家和工程师们一直在不断地改进和创新，让它变得更加强大、更加智能。
说不定未来的某一天，它会给我们带来更多意想不到的惊喜呢！
总之，电力牵引系统真的是太重要、太神奇了！它是现代科技的杰作，是我们生活中不可或缺的一部分。
我们应该好好珍惜它，让它为我们的生活创造更多的美好！。
牵引变电所主要电气元件简介
-1-牵引变电所主要电气元件简介：变电所是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。
为保证电能的质量以及设备的安全，在变电所中还需进行电压调整、潮流（电力系统中各节点和支路中的电压、电流和功率的流向及分布）控制以及输配电线路和主要电工设备的保护。
按用途可分为电力变电所和牵引变电所（电气铁路和电车用）。
下面这张图片是一个牵引变电所的远景：通过这张图片，我们可以对整个变电所在外观上有个更加合理和深刻的认识，对整个变电所有更加深刻的立体感。
首先我们来介绍整个变电所最高的钢架结构：避雷针.如右图所示，避雷针位于变电所的四个角落，在雷雨天气，高空出现带电云层时，迅雷针被感应上大量电荷，由于避雷针针头是尖的，而静电感应时，导体尖端总是聚集了最多的电荷．这样，避雷针就聚集了大部分电荷．避雷针又与这些带电云层形成了一个电容器，由于它较尖，即这个电容器的两极板正对面积很小，电容也就很小，也就是说它所能容纳的电荷很少．而它又聚集了大部分电荷，所以，当云层上电荷较多时，避雷针与云层之间的空气就很容易被击穿，成为导体．这样，带电云层与避雷针形成通路，而避雷针又是接地的．避雷针就可以把云层-2-上的电荷导人大地，使其不对整个变电所构成危险，保证了它的安全。
说到避雷针，我们就不得不提起我们的高压进线上的防雷措施了，避雷线是我们变电所最常用的避雷措施，通常避雷线长2km左右，如下图的结构我们可以看见，在人字杆的顶部有一个钢架结构，在结构的顶端有一个挂环，起到连接避雷线的作用，由于高压进线线路较长，而我们的避雷针只能保护所内电气设备免受直击雷和雷电过电压的冲击，对于高压进线起不到保护的作用，而如果靠近变电所的高压进线受到直击雷和雷电过电压的影响，变电所内部分仪表可能由于过电压的作用，产生误动作，对整个电力系统的稳定性存在较大的影响。
为保证电力系统稳定可靠的运行，保证合格的供电质量，减少设备误动作率，所以，高压进线的防雷是非常必要的，选用避雷线也是比较经济合适的。
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
城市轨道交通供电系统 模块2 牵引变电所的主要电气设备
1. 变换设备
变换设备是指用以变换电能电压或电流的设备，如电力变压器、整流器、电压互 感器、电流互感器等。
2. 控制设备
控制设备是指用以控制电路通断的设备，如各种高、低压开关设备。
3. 保护设备
保护设备是指用以保护电路过电流或过电压的设备，如高、低压熔断器和避雷器 等。
4. 补偿设备
补偿设备是指用以补偿电路的无功功率，以提高系统功率因数的设备，如高、低压电 容器和静止无功补偿装置等。
2.1.4牵引变电所的设备分类
牵引变电所通过把各种电气设备按照一定的接线方案连接 起来组成完整的供配电系统，以实现其受电、变电和配电的 功能。牵引变电所供配电系统中担负输送、变换和分配电能 任务的电路称为主电路（一次电路），用来控制、指示、检 测和保护主电路及其主电路中设备运行的电路称为二次电路 （二次回路）。主电路中的所有电气设备称为一次设备（一 次元件），二次电路中的所有电气设备称为二次设备（二次 元件）。其中，一次设备按其在主电路中的功用可分为变换 设备、控制设备、保护设备、补偿设备和成套设备等。
2.1.2牵引变电所的特点
1. 结构紧凑，占地面积小
轨道交通沿线的土地价格相对较高，征用土地困难，牵引变电所通常建于地下建 筑结构或高架建筑结构内，其占用面积应尽可能小，以降低土建费用。
2. 防火要求高
牵引变电所内部相关高压电气设备多，电压高，电流大，防火要求高。
3. 维护周期长
牵引变电所用的变压器、整流器、中低压开关设备需要进行人工维护，一般白天 进行设备维护，维护周期相对较长，因此尽量选用设备范围内免维护、免维修的设 备。
3. 额定容量
额定容量是指变压器在额定电压、额定电流下连续运行时能输送的容量，用SN表示， 单位为kV·A。单相变压器的额定容量为SN=UNIN，三相变压器的额定容量为SN=3UNIN。
牵引供电系统保护基本原理全
➢动作时限
t' 0s
没有人为延时，只考虑继电 保护固有动作时间
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❖保护范围校验
最大运行方式下三相短路时保护范围最大，最小运行 方式下两相短路时保护范围最小。
最小运行方式下两相 短路时的保护范围
Lb%L Lm AiB n100%(15%~20% )
线路全长
ห้องสมุดไป่ตู้17
❖ 电流速断保护的评价
➢ 优点：简单可靠，动作迅速 ➢ 缺点：
jX
Zset
ZK
k
R
jX
1 2 Z set
o
Zset
1 Z K 2 Z set
ZK R
全阻抗继电器
方向阻抗继电器
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方向阻抗继电器的死区及消除死区的方法
当在保护安装地点正方向出口处发生相间短路时,故 障环路的故障电压将降低为零,此时任何具有方向性 的阻抗继电器将因加入的电压为零而不动作,从而出 现保护装置的死区。 为减少和消除死区，可采用以下方法： ➢ 记忆回路 ➢ 装设辅助保护（主要为电流速断保护）
◆相控整流电力机车负荷电流中含有丰富的奇次谐波 分量（三次谐波为最多），而牵引网短路电流接近于 正弦波，因此可利用三次谐波的含量区分正常工作与 故障状态； ◆电力机车通过电分相或空载投入AT，牵引网产生 的励磁涌流接近故障电流，但其中含有较高的二次谐 波分量，因此可利用二次谐波区分励磁涌流和故障电 流。
保护2 电流速断
保护1 电流速断
A
B
C
D
2
1
t
t' 2
t '' 2
t '' 1
t
t ' t
1
l
铁路牵引供电系统基础知识
全并联AT供电方式主接线图
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全并联AT供电方式特点
全并联AT供电方式与不并联的AT供电方式相比，减小牵引网单位长度阻抗，减少电压损 失和增强供电能力。在相同的负载条件下，可以减少牵引网电力损失大约10％。同时， 由于在每一AT站都进行了并联，负荷电流在上下行牵引网进行了均分，使得线路运行更 加均衡，大大提高了供电的可靠性和带负载能力及减少对周围通讯的干扰。
7
8
接触网
附支定支接 加柱位持触 悬和装装悬 挂基置置挂
础
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AT供电接触网结器（电分段）：分为纵向电分段和横向电分段，前者用线路接触网上，后者用于 站场各条接触网之间。通过其上的隔离开关将有关接触网进行电气连通或断开，以保证供 电的可靠性、灵活性和缩小停电范围等。
带回流线的直接供电方式，是在接触网同高度的外侧增设了一条回流线，减轻了接触网对 邻近通信线路的干扰。这种供电方式的特点是：结构简单，投资和维护量小；供电可靠性 高；牵引网阻抗比直供和BT方式都小，能耗较低，供电距离增长；防干扰效果强于直供不 如BT供电方式。
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AT供电方式
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AT供电方式牵引网的构成
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牵引网
牵引网是由馈电线 （供电线）、接触网 、钢轨、大地和回流 线组成的供电系统， 完成对电力机车的送 电任务。
馈电线：连接牵引变电所和接触网的导线和电缆。它把牵引变电所 主变压器二次侧27.5KV的电压输送到接触网。
接触网：一种特殊的输电线，架设在铁路上方，机车受电弓与其磨 擦受电。
钢轨、大地和回流线：牵引变电所处的横向回流线，它将轨或与轨 平行的其它导线与牵引变压器指定端子相联。又能大大降低牵引负 荷电流对通信的干扰。
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接触网分相绝缘器
简述直流牵引供电系统的组成及其原理
直流牵引供电系统的基本原理及组成1. 直流牵引供电系统的基本原理直流牵引供电系统是一种为电力机车提供牵引能源的系统。
它的基本原理是将交流电源转换为直流电，然后通过集电装置将直流电传送给电力机车。
直流牵引供电系统主要由供电装置、集电装置、牵引变流器、架空线路、接触网和地下配电装置等组成。
直流牵引供电系统的基本原理包括： 1. 外部电源供电：直流牵引供电系统通过接触网和集电装置与外部电源相连，从而获得电力能源。
2. 电能转换：直流牵引供电系统使用牵引变流器将交流电源转换为相应的直流电，并根据电力机车的需求进行调节和控制。
3. 电能传输：通过集电装置和架空线路，将转换后的直流电能传输给电力机车，以供其运行和牵引。
4. 地下配电装置：直流牵引供电系统还包括地下的配电装置，用于控制和分配电力能源，确保系统的稳定和可靠运行。
2. 直流牵引供电系统的组成直流牵引供电系统由多个组件组成，主要包括供电装置、集电装置、牵引变流器、架空线路、接触网和地下配电装置。
下面将逐一介绍各个组成部分的功能和原理。
a. 供电装置供电装置是直流牵引供电系统的起点，它与电力系统相连，将交流电转换为直流电并供应给集电装置。
供电装置通常由变电所和变电设备组成，变电所将高压交流电转换为低压交流电，然后交由变电设备进行进一步处理，最终输出给集电装置。
b. 集电装置集电装置位于电力机车顶部，并通过接触网与架空线路相连接。
它的主要功能是在行驶过程中与架空线路保持接触，接收集电弓传输的直流电能，并将其传送给电力机车。
集电装置主要由集电弓、导电轨和接触爪等组件组成。
集电装置的工作原理是通过集电弓与架空线路形成一种机械连接，当电力机车行驶时，集电弓会与架空线路接触，形成电气回路，电能从架空线路输入电力机车。
c. 牵引变流器牵引变流器是直流牵引供电系统的关键组件之一，其主要功能是将交流电转换为直流电，并提供给电力机车进行牵引和运行。
牵引变流器能够根据电力机车的需求对输出的直流电进行调节和控制，以保证电力机车在不同工况下的牵引性能和运行稳定性。
地铁DC1500V直流牵引供电设备原理
1500V直流开关控制
1500 V直流开关控制方式有三种： 1）在开关本体上直接分闸 打开1500V开关柜门，转动小车面板前的操作手柄至分闸位，不 需要经过DPU96判断条件可以直接分闸，也就是将机械转动直接作 用在大电流脱扣装臵上，使开关脱扣分闸。 2）当地位分合闸 在1500V开关柜面板上用分合闸按钮发触发信号给本开关DPU96， 经DPU96运算判断后进行分合闸。 3）远方位控制 牵引所内4台馈线直流1 500 V开关的DPU96、2台进线直流1 500 V开关及回流柜的S7各自通过通信模块，以PROFIBUS总线协议构成 网络，经牵引所内RTU进行通信协议转换后，实现牵混所中央信号屏、 牵混所监控微机、 OCC控制中心对1 500 V直流开关的分合闸，并取 得开关保护、电流电压量、操作记录等数据。 2012.4.9
1500V直流开关的保护
大电流脱扣保护 直流进线、馈线开关设臵大电流脱扣保护。 大电流脱扣主要用于接触网近端短路保护，它 在1500 V直流开关上利用电磁原理实现保护 分闸。进线开关整定值为12000A，馈线开关 整定值为9000 A。
2012.4.9
1500V直流开关的保护
Imax保护 直流馈线开关设臵有Imax保护，即电流速断 保护。在DPU96中可设定Imax的整定值，只要 DPU96检测到开关主电路中电流大于此整定值 则DPU96保护分闸。馈线开关整定值 Imax=7500 A
2012.4.9
1500V直流开关的保护
框架保护 直流开关柜、整流器柜、回流柜设臵有框架 保护。框架保护分为电流型框架保护和电压型 框架保护。其原理为:负极柜的S7 （控制器） 检测框架与大地之间的电流和框架对负极的电 压，达到整定值则S7输出控制，通过硬线触点 向本所所有1500V直流开关及邻所相邻 1500V 直流开关发出联跳信号(脉冲宽度大于500ms)， 每个直流开关的DPU96或S7收到信号后保护分 闸同时闭锁自动重合闸程序。
牵引供电系统继电保护原理
测量元件
用于检测被保护设备的故障或异常状态，输出相应的电气量。
逻辑元件
根据测量元件的输出结果，按照一定的逻辑关系判断是否发生故障 或异常，并输出相应的动作信号。
执行元件
根据逻辑元件输出的动作信号，执行相应的断路器跳闸或信号报警 等操作。
继电保护的配置原则
01
02
03
04
可靠性
继电保护装置应能够可靠地检 测和隔离故障元件，避免误动
灵敏度要求
继电保护装置应具备足够的灵敏度， 能够快速、准确地检测到故障信号。
选择性要求
继电保护装置应具备一定的选择性， 优先切除距离故障点最近的断路器， 缩小故障影响范围。
继电保护的优化策略
配置优化
通信优化
合理配置继电保护装置，提高系统的 整体保护效果。
加强继电保护装置之间的通信联系， 确保信息传输的准确性和稳定性。
总结词
牵引变压器是牵引供电系统中的重要设备，其继电保护对于保障牵引供电系统 的正常运行至关重要。
详细描述
牵引变压器的继电保护主要包括过电流保护、电流速断保护、过负荷保护以及 瓦斯保护等。这些保护措施可以有效防止牵引变压器在运行过程中发生短路、 过载等故障，从而保障牵引供电系统的稳定性和可靠性。
输电线路的继电保护
总结词
输电线路是牵引供电系统的重要组成部分，其继电保护对于 保障牵引供电系统的安全性和稳定性具有重要意义。
详细描述
输电线路的继电保护主要包括距离保护、电流保护、方向保 护以及差动保护等。这些保护措施可以有效检测输电线路的 故障，并及时切除故障线路，从而避免故障扩大，保障牵引 供电系统的正常运行。
牵引网与辅助设备的继电保护
智能决策与控制
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
轨道交通牵引供变电技术第3章第4节 基于两套整流机组四组三相整流桥并联构成的等效24脉波整流电路
牵引供变电电气主设备 原理
第四节 基于两套整流机组四组三相整流 桥并联构成的等效24脉波整流电路
轨道交通牵引供变电技术
第四节 基于两套整流机组四组三相整流桥 并联构成的等效24脉波整流电路
由电工基本知识可知，经整流机组整直电流的 波纹系数愈小，愈接近直流，则其谐波总含量愈小， 功率因数愈高，运营愈经济合理，并有利于提高电 能质量。要达到这一目标，最简单的方法是增大整 流电路每工频周期的导电相数。近年来轨道交通中 广泛采用由两套12脉波整流机组构成的等效24脉波 整流电路，从而可在一个工频周期的时间内形成24 脉波整流的效果。
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本节前述由轴向双分裂四绕组整流变压器供电 的两组整流桥构成的12脉波整流电路相同，当I d I dg 时，整流变压器每相换相电抗（漏电抗）产生的漏 感电势（反电势）较小，不足以使24脉波整流电路 中的每套两组整流桥（如RCT1，RCT2）以及四组整 流桥并联运行。因而整流电路进入24相推挽工作状 态，即24相输入电压按相序（见图3.34）依次使控 制其供电的整流臂整流管轮流导通，一个工频周期 内各导电两次。
uad1 U 2Lm sin(t 7.5) uay1 U 2Lm sin(t 30 7.5) U 2Lm sin( t 22.5 ) uad 2 U 2Lm sin(t 60 7.5) U 2Lm sin( t 52.5 ) uay2 U 2Lm sin(t 30 7.5) U 2Lm sin(t 22.5 )
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图3.34 24脉波整流电路阀侧线电压相量图
注： u 反相（ 180 ）电压
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由于采用了轴向双分裂结构的整流变压器，归 算到阀侧（二次侧）绕组的每相漏抗和分裂电抗较 大，可取代平衡电抗器的作用，故接线图中不设平 衡电抗器。整流变压器原边绕组采用延边三角形接 线移相方式，已在本章第二节中讲述。
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)：
城市轨道交通牵引供电系统
城市轨道交通牵引供电系统简介城市轨道交通牵引供电系统是城市轨道交通运行的重要组成部分，负责向轨道交通车辆提供电力供应。
它不仅直接影响着轨道交通的运营效率和电力消耗情况，还与乘客的乘坐舒适度和安全性息息相关。
本文将介绍城市轨道交通牵引供电系统的基本原理、组成结构以及未来发展趋势。
基本原理城市轨道交通牵引供电系统的基本原理是将电源通过接触网供应给轨道交通车辆。
具体来说，电源会通过接触网上的触网集电装置传送给牵引系统。
牵引系统由主变压器、牵引变流器和牵引电动机组成，负责将电能转换为机械能，驱动轨道交通车辆运行。
组成结构城市轨道交通牵引供电系统由多个组成部分构成，包括接触网、辅助设备和车辆终端设备。
接触网接触网是城市轨道交通牵引供电系统的核心部分，通常安装在轨道上方。
它由导线、吊杆、挂装件等组成，用于提供电力给牵引系统。
接触网一般采用带电架空式供电，即以高架的方式悬挂在轨道上方，通过接触网上的触网集电装置与车辆终端设备连接。
辅助设备城市轨道交通牵引供电系统还包括一系列辅助设备，用于确保供电系统的正常运行。
辅助设备主要包括配电变压器、开关设备、保护和监控装置等。
配电变压器用于将高压电源转换为适合牵引系统使用的低压电源；开关设备用于控制电能的分配和传输；保护和监控装置则用于监测供电系统的运行状态，及时处理故障和异常情况。
车辆终端设备车辆终端设备是城市轨道交通车辆上的设备，用于接收来自接触网的电能，并将其转换为机械能，驱动车辆行驶。
未来发展趋势随着城市轨道交通的不断发展，牵引供电系统也在不断创新和改进。
以下是一些未来发展趋势：高效能源利用未来的城市轨道交通牵引供电系统将更加注重能源的高效利用。
通过采用先进的能量回收技术，如再生制动系统、能量储存装置等，将能源回收再利用，减少能源的浪费。
无线供电技术无线供电技术有望成为未来城市轨道交通牵引供电系统的重要发展方向。
通过利用无线传输技术，可以不再依赖接触网，实现轨道交通车辆的无线供电，提高供电系统的稳定性和可靠性。
绘制牵引供电系统的工作原理图,并陈述工作原理
绘制牵引供电系统的工作原理图,并陈述工作原理
绘制牵引供电系统的工作原理图，并陈述工作原理如下：
将交流中压电压经降压整流变成直流1500V或直流750V的电压，为电动列车提供牵引供电。
牵引变电所可以分成正线牵引变电所、车辆段或停车场牵引变电所，正线牵引变电所义分为车站牵引变电所和区间牵引变电所。
牵引变电所一般采用设备安装在建筑物内的形式，另外也有少量的箱式牵引变电所。
直流制牵引变电所用主变压器降压并把三相交流电变换为6相
或12相，然后用整流器整流。
工频单相交流制在牵引变电所只进行降压，主要设备是降压变压器，称为主变压器。
牵引变电所按主变压器绕组接线方式，分为三相、单相和三相－二相牵引变电所。
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图3.12 12脉波整流机组电路图 轨道交通牵引供变电技术
其阀侧（次边电压）星形（y接线）绕组接至 一组三相整流桥RCT1，三角形（d接线）绕组接至另 一组三相整流桥RCT2，由于整流变压器阀侧星形和
三角形绕组对应的线电压相等，相位差为 / 6（星 形绕组引前 / 6），两组三相整流桥并联连接构成
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图3.14 轴向双分裂四绕组变压器的一 相绕组
在直流牵引供电系 统中，采用轴向双分 裂四绕组牵引整流变 压器的目的，在于利 用其两个二次绕组连 接的多组三相桥式整 流电路并联构成的12 脉波和24脉波整流装 置中，
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图3.14 轴向双分裂四绕组变压器的一 相绕组
第三章 牵引供变电电气主设备 原理
第二节 牵引整流变压器与硅整流器结构 和技术特性
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第二节 牵引整流变压器与硅整流器结构和技 术特性
一、三绕组牵引整流变压器 牵引整流机组中应用的三绕组牵引整流变压器
一般的接线方式为Ydy和Ddy两种，整流器由两组并 联的三相6脉波全波整流器组成。如图3.12所示为 Ddy接线三绕组整流变压器。
由于该类分裂绕组 变压器每相漏抗增大， 可取代通用的平衡电 抗器的作用（见图 3.12），使整流电压 波形平缓，延长整流 桥每个桥臂整流管的 导电时间，而在并联 整流桥的电路中不设 平衡电抗器。
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图3.14 轴向双分裂四绕组变压器的一 相绕组
由于轴向双分裂式四绕组牵引整流变压器的绕 组配置结构与普通多绕组变压器不同，其等值电路、 阻抗参数和运行特性有较大差别，在轨道交通地下 建筑牵引变电所中应用时对其绝缘结构、冷却方式 和安全等方面也有特殊的要求。下面分别给予分析 和介绍。
12脉波整流电路。
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对于常规的三绕组整流变压器，为使上述整流 波形平缓，延长整流桥整流管的导电时间，往往在 两组整流桥共阴极输出电路中串联接入较大电抗量 的平衡电抗器Lp，如图3.12所示。图中、为负载电 阻和电抗。
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常规三绕组牵引整流变压器与电力系统中通用 的三绕组变压器的铁心和绕组结构基本相同，两个 二次绕组容量相等，因其向担负牵引负荷的多相整 流电路供电，为适应轨道交通地下建筑环境的特殊 要求，在变压器绝缘结构、冷却方式和安全方面的 标准更高，要求更为严格。
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三绕组牵引整流变压器的结构和技术特点：
（1）按城轨交通地下工程的要求，牵引整流变压器 绝缘材料采用环氧树脂浇注，整体为户内型、自然 风冷干式结构，具有体积小（约为同容量油冷变压 器体积的1/2）、重量轻、噪声小（额定负荷时小于 55dB）、损耗低、防潮性能好、机械强度高、抗负 荷冲击能力强等结构特征和运行特性。
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（1）穿越阻抗XK：阀侧（二次绕组）两个绕组并联 运行时，该侧绕组对不分裂的网侧（高压绕组）绕 组间的阻抗。
（2）半穿越阻抗Xb：阀侧两个绕组中任一绕组开路， 另一绕组对不分裂的网侧绕组间的阻抗。
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图3.14 轴向双分裂四绕组变压器的一 相绕组
而径向布置则是将 分裂的二次绕组布置 在一次绕组的两侧， 将增大铁心的径向空 间。
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图3.14 轴向双分裂四绕组变压器的一 相绕组
分裂绕组变压器由 于其漏抗增大，在电 力系统大型机组发电 厂的厂用电中常用这 种分裂绕组变压器限 制短路电流数值。
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三绕组整流变压器的重要电气参数和等值电 路：由于三个绕组在磁路上相互耦合，所以每个绕 组都存在自感和该绕组与其他绕组产生磁通交链形 成的互感，从而任一绕组等值电路的电压方程中， 必然包括绕组本身的自感电动势和与其他绕组之间 的互感电动势，从这样一组电压方程，即可得到三 个绕组包括绕组自感电抗和互感电抗在内的组合电 抗（或称等值电抗），如图3.13所示。
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图3.13 三绕组整流变压器 组合电抗等值电路图
图中X1、X2和X3是各绕组的组合电抗，而不 是漏抗，其值一般通过短路实验求得。制造厂给出 的三绕组整流变压器的短路阻抗百分值，则是按阀 侧两绕组全短路情况下的实验数值（其值≤8%）得 到的。
从上述等值电路图3.13可知，三个绕组的电 路是互相关联的，在运行中，一个绕组负荷电流的 变化将会影响其他绕组的电压值。
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二、轴向双分裂式四绕组牵引整流变压器
所谓双分裂式绕组是指在多绕组牵引整流变 压器中的两个二次绕组，分裂成额定容量相等的两 个支路，它们在电气上没有联系，仅有较弱的磁耦 合。在牵引供电系统中应用较多的是轴向双分裂式 四绕组三相牵引整流变压器，它有两个并联的高压 一次绕组和两个分. 等值电路和阻抗参数
按图3.14绕组布置的轴向双分裂式四绕组牵引 整流变压器的简化等值电路如图3.15（a）所示，图 中各阻抗均忽略电阻成分。轴向的上、下两层绕组 即L1、H1和L2、H2之间存在中间（过渡）阻抗，设 为Xm，并定义该类变压器不同运行方式下的3种阻抗 如下：
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其结构上有轴向 布置和径向布置之分， 如图3.14所示是三相 三柱式铁心结构的三 相整流变压器中一相 绕组的轴向布置示意 图。
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图3.14 轴向双分裂四绕组变压器的一 相绕组
图中一次绕组分成两 个并联的绕组H1和H2， 分别对应排列两个分 裂的二次绕组L1和L2， 它们沿铁心上下轴向 布置。适当选择H1、 L1和H2、L2之间的距 离可调节两者之间的 阻抗电压百分数。
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（2）承担列车运行启动、加速频繁、波动性大的 牵引负荷，负荷等级为Ⅵ类（按国家标准），即在1 00%IN（额定负荷）下保持连续工作；150%IN时，工 作2小时；300%IN时，工作1分钟；抗短路电流能力 为在其次边完全短路持续2秒时，应不造成整流变压 器任何热和机械的损伤，短路后铜导体绕组平均最 高温度应小于350C（短路前为额定负荷）。