牵引变电基础知识

第一章牵引变电一次设备

一、概述

1、牵引供电系统由哪几部分组成?

牵引供电系统由以下几部分组成:地方变电站、110kv（220KV）输电线、牵引变电所、接触网、电力机车、轨回流线、地回流线。

2、牵引变电所的作用是什么?

牵引变电所从地方引入110kv（220KV）高压电，通过牵引变压器降至适合电力机车运行的27.5kv电压，送至接触网，供给电力机车运行。其作用是接受、分配、输送电能。

3、牵引变电一次设备包括什么?

牵引变电一次设备由以下几部分组成:牵引变压器、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、母线、避雷器、电抗器、电容器、接地装置等。

4、牵引变电所一次接线方式有哪几种?

牵引变电所一次接线主要有直供方式接线、桥式接线和双T型接线三种。

二、变压器

5、牵引变压器的作用是什么?

牵引变压器是牵引变电所最主要的设备之一。其作用是将电压从高压变为低压，把发电厂输送的110kv（220KV）高压通过降压变为适合电力机车运行的27. 5kv电压。

6、变压器的工作原理是怎样的?

变压器是一种按电磁感应原理工作的电器设备。

7、牵引变压器由哪些主要部件组成?各部件的作用是什么?

牵引变压器是油浸式变压器，它主要是由铁芯、线圈、油箱、套管、油枕、防爆管、净油器、散热器、呼吸器、温度计、瓦斯继电器等组成。

(1)铁芯:是变压器最基本的组成部分之一，它由硅钢片叠装而成，变压器的一、二次线圈都绕在铁芯上。

(2)线圈:用铜线或铝线绕成圆筒形的多层线圈，有一次侧线圈和二次侧线圈，都绕在铁芯上，导线外边用纸或沙包绝缘。

(3)油箱:是变压器的外壳，内部充满变压器油，使铁芯与线圈浸在变压器油内。变压器油的作用是绝缘与散热。

(4)绝缘套管:变压器各侧引线必须使用绝缘套管，为了线圈的引出线从油箱内引到油箱外，使带电的引线穿过油箱时与接地的油箱绝缘。绝缘套管作用是绝缘和支持。

(5)油枕:变压器油因温度的变化会发生热胀冷缩的现象，油面也会由于温度的变化而发生上升和下降。油枕的作用就是储油和补油，使油箱内保证充满油，同时油枕缩小了变压器与空气的接触面，减少油的劣化速度。油枕侧面的油位计还可以监视油的变化

(6)呼吸器:油枕内空气随变压器油的体积膨胀或缩小，排除或吸入的空气都经过呼吸器。呼吸器内装有干燥剂(硅胶)来吸收空气中的水分，过滤空气，从而保持油的清洁。

(7)防爆管:装于变压器顶盖上管口用薄膜封住。变压器内部故障时，油箱内温度升高，产生大量气体，压力也增大，油和气体便冲破防爆管口薄膜向外喷出，防止变压器油箱爆炸或变形。(注:本所变压器无防爆管装置)

(8)散热器:当变压器上层油温和下层油温产生温差时，通过散热器形成油的对流，经散热器冷却后流回油箱以降低变压器温度。为提高冷却效果可采用风冷、强迫油循环风冷、强迫油循环水冷等措施。

(9)瓦斯继电器:装在油箱与油枕的连接管上。当变压器内部严重故障时，接通跳闸回路，当变压器内部不严重故障时，接通信号回路。瓦斯保护是变压器内部故障的主保护。

(10)温度计:用来测量油箱内上层油温，监视变压器是否正常运行。

三、断路器

8、断路器的作用是什么？

高压断路器在电网中的作用共分为以下几点：

（1）能切断或闭合高压线路的空载电流；

（2）能切断与闭合高压线路的负荷电流；

（3）能切断与闭合高压线路的故障电流；

（4）与继电保护配合，可快速切除故障，保证系统安全运行。

9、真空断路器有哪些优点？

真空断路器是利用真空作为灭弧与绝缘介质的，其优点主要有以下四点：

(1)真空断路器利用真空扩散灭弧，有很高的断路能力(又称为自能灭弧方式)，断路器位于分闸位置时，若触头间发生击穿，无论何时都具有与断路器分闸时相同的开断能力。所以发展性故障与多次雷击的情况对真空断路器不会构成威胁，仍能断开。

(2)真空断路器的电弧电压很低，触头间的电磨损很轻微。只要触头烧损不大于允许的烧损量，但能满足规定的耐压要求，断路器则仍然具有开断电弧的能力。

(3)不产生有害气体，装配容易，维护简单。

(4)灭弧室采用对电弧有强大的电磁推力的触头结构，以驱使电弧高速旋转，

防止电弧集中燃烧，迫使电弧在电流自然过零时熄灭，灭弧室结构具有

散热效果好，电场分布均匀，不受其它因素影响，外形尺寸小的优点。

四、隔离开关

10、隔离开关的作用

(1)隔离电源，将需要检修的电气设备与带电的电网可靠地隔离，以保证检修工作人员的安全；

(2)倒闸作业(倒母线作业)，在双母线制的电路中，用隔离开关将电气设备或供电线路从一组母线切换到另一组母线；

(3)用以连通或切断小电流电路。

11、隔离开关是如何分类的？

(1)按绝缘支柱数目，可分为单柱式、双柱式和多柱式隔离开关；

(2)按闸刀的运行方式，可分为水平旋转式、垂直旋转式、摆动式和插入式

四种；

(3)按有无接地闸刀，可分为有接地闸刀和无接地闸刀两种；

(4)按装设地点不同，可分为户内式和户外式两种；

(5)按操作机构不同，可分为手动、电动等类型。

12、隔离开关为什么不能用来接通或切断负载电流或短路电流？

隔离开关因为没有专门的灭弧装置，所以不能用来接通或切断负载电流和短路电流。

13、操作隔离开关有哪些注意事项？

合闸时要迅速而果断，但在合闸终了时不能用力过猛，使合闸终了时不发生冲击。操作完毕后，应检查是否已合上，合好后应使刀闸完全进入固定触头，并检查接触的严密性。

拉闸时开始要慢而谨慎，当刀片刚离开固定触头时应迅速。特别是切断变压器的空载电流，架空线路及电缆的充电电流，架空线路的小负荷电流，以及切断环路电流时，拉刀闸更应迅速果断，以便能迅速消弧，拉闸操作完毕后应检查刀闸每相确实已在断开位置，并应使刀片尽量拉到头。

14、操作中发生带负荷错拉、错合隔离开关时怎么办？

错拉隔离开关在触头刚分开时便产生电弧，这时应立即合上，可以熄灭电弧，避免事故，但如刀闸已全部拉开，则不允许将误拉的刀闸再合上，若是单级刀闸，操作一相后发现错拉对其它两相则不应继续操作。

错合隔离开关时，即使在合闸时发生电弧，也不准将隔离开关再拉开。因为带负荷拉隔离开关将造成弧光放电，烧损设备。

15、为什么停电时要先拉负荷侧隔离开关，再拉电源侧；送电时先合电源侧，再合负荷侧？

停电时先拉负荷侧隔离开关，送电时先合电源侧隔离开关，都是为了在发生错误操作时，缩小事故范围，避免人为扩大事故。

(1)在停电时，可能出现的误操作情况有：断路器开关尚未断开电源，先拉隔离开关刀闸，造成带负荷拉隔离开关刀闸。

当断路器开关尚未断开电源时,误拉隔离开关刀闸。如先拉电源侧隔离开关，弧光短路点在断路器内侧，将造成母线短路，但入先拉负荷侧隔离开关，则弧光短路点在断路器外，断路器开关保护动作跳闸，能切除故障，缩小了事故范围，所以停电要先拉负荷侧隔离开关。

(2)送电时，如断路器误在合闸位置，便去合隔离开关，此时如先合负荷侧隔离开关，后合电源侧隔离开关，等于用电源侧隔离开关带负荷送电，一旦发生弧光短路便造成母线故障，人为扩大了事故范围。如先合电源侧隔离开关。后合