北交大牵引供电系统作业2

北交大17春 《牵引供电系统》第二次作业参考答案

（2018年10月6日----2018年11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？

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？

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？

4. 变压器的过负荷能力对变压器容量有和影响？

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？

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。

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。

8、牵引网阻抗的影响因素是什么？

9、如何计算牵引网阻抗？

10、 计算牵引网阻抗有何意义？

11、如何测量牵引网阻抗？

12、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410/cm α-=Ω⋅

试计算牵引网阻抗。

1.常用的有四种接线方式：平衡变压器（阻抗匹配，非阻抗匹配；斯科特（Scoot）接线

方式；三相接线方式；单相接线方式；

特点：平衡变压器与斯科特变压器的利用率较高，对系统的不对称影响最低；单相的容量可以很大，但对系统影响较大，三相变压器利用率接近0.79-0.82，制造工艺成熟，质量稳定，有中性点，但对系统的影响较大。

2.当前高速铁路较多采用单相接线VV方式，大容量单相变压器制造容易，采用220KV的

电源网络，对系统影响可降至最低。

3.计算容量：根据列车正常运行密度（年货运量），线路区间状况（区间数），列车运行特

征（能耗）等计算条件确定的最小容量；

最大容量：根据列车紧密运行密度（年货运量），线路区间状况（区间数），列车运行特征（能耗）等计算条件下，馈线短时最大工作电流时的容量；

校核容量：利用变压器的过负能力，最大容量与过负荷系数的比值，成为校核容量；

安装容量：根据运行备用方式和校核容量，综合计算容量，最大容量，在产品序列中选取确定的变压器最终容量。

4.变压器的过负荷能力越强，（即在运行条件下过负荷的倍数大和时间长），变压器校核容

量越小。但工程实践中，变压器负荷率一般在0.75是变压器的工作状态最好，功率因数最高，安全性能最稳定，因此实际的变压器都取较大容量，留有足够备用，虽然增加了工程静态投资，建设成本升高，但可最大限度延长变压器使用寿命，已策安全。

5.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.

3

1

12

12

12

max

max

1.667251750107

2.93A

1.391

1.3917

2.93101.45A

0.927.5(2101.450.65101.45)

6653.84KVA

1750

2.39 2.4358.5A

28

0.927.5(2358.50.65101.45)

19377.76KVA

av

av av

e e

e e

c

j

I

I I

K K

I I

S

I

S

S

-

=⨯⨯⨯=

=

==

==⨯=

=⨯⨯⨯+⨯

=

=⨯⨯=

=⨯⨯⨯+⨯

=

max

19377.76

12918KVA

1.5

S

λ

===

7.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；

8. 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. 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：

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？

（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？

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12

U Z I ϕϕ∠=∠计算得到； 12、计算题

•

2

211jg jc g Z U Z Z Z I ••==-