牵引供电系统
说起电气化铁路，大家可能首先想到的就是线路两旁一根根的线杆和列车头顶密如蛛网的电线吧。没错电气化铁路与普通铁路最明显的不同在于，它除了地上一条线（轨道）、还有天上一张网（接触网），是一种立体化的线路。
电力机车所需的电能来自发电厂由输电线路、变电装置、牵引用电网络、回流电路等组成的供用电系统供应。世界各国采用的供电制式各不相同，我国的电气化铁路选择了25千伏单相工频（50赫兹）交流供电制式。这种供电制式与工业生产所使用电流频率简称工频相同能使牵引动力获得最佳效果。从天上到下，一套复杂完整的大系统为电气化列车的运行提供了保证。
1电气化铁路的心脏——牵引变电所
牵引变电所是牵引供电系统的心脏，它的主要任务是将国家电力系统送来的三相高压电变换成适合电力机车使用的单相交流电。牵引变电所从国家电网引入220千伏或110千伏三相交流电将三相电转换为适合电气列车使用的单相交流27.5千伏电源并送上接触网。除此而外，它还起着供电保护、测量、控制电气设备提高供电质量，降低电力牵引负荷对公共电网影响的作用。为确保牵引供电万无一失，牵引供电系统都采用“双备份”模式，两套设备通过切换装置可以互为备用并随时处于“战备”状态，以备不时之需。
通常将变电所设备分为一次设备和二次设备，一次设备是指接触高电压的电气设备，如牵引变压器、高压断路器、高压隔离开关、高压（电压和电流）互感器、输电线路、母线、避雷器等，它们主要完成电能变换、输送、分配等功能。二次设备则主要是控制、监视、保护设备。随着科技的发展，二次设备更加的集成化和智能化，形成了牵引变电所自动化系统为牵引变电所的远动控制提供了可能。
2电气化铁路的动脉——接触网
当我们乘坐在电气化铁路的旅客列车上出行时，会看到路基两旁有一根根电杆竖立着顶端安装有单臂结构装置伸向线路侧上方且悬挂有电线，并将其固定在距轨道面一定高度的地方，在股道多的车站或编组站，悬挂结构及各种线网多如蛛网。这就是电气化铁路牵引供电系统的主要供电设备——接触网。
接触网是在露天设置，不但受到各种气象条件的影响，而且还受到电力机车行走时带来的动作用力，加上接触网又无法设置备用的条件，所以接触网的工作环境条件非常恶劣。为了保证电气化铁路可靠安全运营，接触网的结构必须经久
耐用，这就决定了对接触网要有特殊的结构。
接触网的功能，不但要把电能输送给边行走边受流的电力机车使用，还要保证电力机车在走行时其受电弓与接触线在滑动摩擦接触过程中有良好的受流条件，特别是在环境条件变化的时候，线路基础引起的震动，轨道的不平顺，车体上下弹性跳动，受电弓弓臂和接触滑板在受压状态下机车快速运行时产生的垂直加速度，以及接触网导线不平整等因素的存在，都不应出现受电弓与接触线分离现象（通常称离线），否则将会导致受流恶化，严重时会产生电弧烧伤接触线和受电弓的滑板，后果不堪设想。安全可靠的供电对接触网的结构提出了特殊的要求。通过不断优化，现在的接触网主要有以下几个部分构成：
(1)接触悬挂部分。包括承力索、接触线、吊弦、中心锚结、锚段关节、补偿装置等。其中接触线是与电力机车受电弓直接接触处于滑动摩擦受流的导线。
(2)支持装置。用以悬吊和支撑接触悬挂并将其各种受力载荷传递给支柱或桥隧等大型建筑物，还应通过定位构件将承力索和接触线固定在一定范围内，使受电弓在滑行时与接触线有良好的接触。根据接触网所在位置及工作环境的不同，支持装置的结构又可分为腕臂支持装置、软横跨、硬横跨、桥梁支持装置及隧道支持装置等。
(3)支柱与基础。用以安装支持装置、悬吊接触悬挂并承受其载荷。另有因供电系统需要的供电线、加强线，以及因供电方式不同而设置的回流线、正馈线、保护线等附加导线均安装在支柱的不同高度位置上，以及为了供电安全与维护检修作业的需要而设置的保护设备、电气设备等也安装在支柱上。
随着电气化铁路特别是高速电气化铁路的发展，对接触网结构和供电质虽提出了更加严格的要求。接触网的悬挂方式也衍生出简单接触悬挂、简单链形悬挂弹性链形悬挂、复链形悬挂等多种方式。由于篇幅限制，我们在此就不一一详细介绍了。
3电气化铁路供电方式的变迁
电气化铁路中单相文流电的电流回路主要是由钢轨担任的。但钢轨与大地之间不可能做到理想的绝缘，不仅可能带来危险，还会严重影响沿途通信。为防止电气化铁路的电磁干扰以及减轻回流的泄漏给地下金属管道带来的高电位差，人们采取了各种办法，供电方式的结构形式也在逐渐演变。
(1)直接供电方式供电方式。（TR供电方式）
所谓直接供电，就是牵引网不采取任何措施，回流电通过钢轨返回牵引变电所。由于钢轨和大地之间没有良好的绝缘牵引回流从钢轨泄漏到地中的回流分量
较大，对铁路沿线平行接近的架空通信线和广播线路产生较大的电磁干扰。但这种方式结构最简单，投资最省。我国早期修建的电气化铁路大都是采用这种供电方式。
(2)带回流线的直接供电方式（TN-RF供电方式）
为了改善钢轨中的回路电流流入大地所造成的危险影响和干扰影响，于是在接触网的支柱上再架设一条与钢轨并联的回流线，利用回流线与钢轨间的并联连接线使钢轨中的回路电流尽可能地由回流线流回到牵引变电所中，从而减少大地回流，减小对沿线通信的干扰。这种改进型的直接供电方式的供电性能和供电质量得到了改善，在我国电气化铁路上得到了广泛的采用。
(3)吸流变压器供电方式（BT供电方式）
BT是英文的Booster Transformer的缩写，即“吸流变压器”。吸流变压器并非名符其实的变压器，它既不升压也不降压，仅是一个原边和次边线圈匝数相等的电磁耦合器。它的作用就是通过电磁耦合使牵引电流从钢轨吸引到回流线。由于接触网与回流线中流过的电流
大致相等、方向相反，因此对邻近的架空通信线路和广播线路的电磁感应绝大部分被抵消。吸流变压器使牵引网阻抗约增大50%，能耗增加，应用就受到限制。
(4)自耦变压器供电方式（AT供电方式）
AT是Auto Transformer（自耦变压器）的英文缩写。它是将单相自耦变压器的原理移植到电气化铁路供电系统的供电方式，从自辐变压器绕组的中点抽出一个端子直接接到钢轨，就能把单相变压器的输出端分成两个电压相等的电源。电力机车受电的工作电压是自耦变压器输入端电压的一半，这时牵引变电所牵引变压器的供电电压可达到50千伏，大大提高了供电能力。电力机车从接触网受电后，牵引电流一般由钢轨流回，但由于自耦变压器的作用经钢轨流回的电流经自耦变压器的另一段绕组和正馈线流回牵引变电所。当电力机车取用电流时，由于自祸变压器的作用，流经接触网和正馈线的电流仅为机车负荷电流的一半。另外，这种供电方式可在不提高牵引网绝缘水平的条件下将馈电电压提高一倍，可成倍提高牵引网的供电能力，加上牵引网的阻抗小，电压损失小，电能损耗低，供电距离长，牵引供电的各项技术指标十分优越，在高速、重载等负荷大的电气化铁路，是一种首选的供电方式，目前已得到广泛应用。
现在，我国铁路根据实际情况，对沿线通信无特殊要求的一般区段，基本上
都还采用带回流线的直接供电方式(TR-NF)，在重载、高速、大密度的繁忙干线和电源设施薄弱的地区，则采用AT供电方式。
4电力牵引的特点及优越性
电气化铁路的供电系统是由发电厂集中提供电能，经变电站，通过高压输电线（110kV）传输给牵引变电所，转变成电压27.5kV或55kV送到接触网上，供给沿线运行的电力机车。而牵引供电是指电力系统从铁路牵引变电所开始，向牵引接触网的供电。电力牵引是一种新型有轨运输牵引动力形式。在干线铁路、城市轨道交通运输和工矿运输中有着广泛的作用。电力牵引是利用电能作为牵引动力，将电能转换为机械能，驱动铁路列车、电动车组和城市轨道交通车辆等有轨运输工具运行的一种运输形式。
电力牵引按其牵引网供电电流制式不同，分为工频单相交流制、低频单相交流制和直流制。我国电气化铁路采用工频单相交流制电力牵引，直流制电力牵引仅用于城市轨道交通运输系统和工矿运输系统。我国电力牵引供电系统的主要特点有以下几方面：
(1)电力机车是单相移动性随机负荷，是一种负序源。
(2)非线性整流器机车，成为一种谐波源，并从电力系统和牵引供电系统获取无功。
(3)供电方式及设备种类多样化，有直接供电方式、带回流线的直接供电方式、串联吸流变压器、BT供电方式、自耦变压器AT供电方式，这些供电方式的技术和经济特性有较大的差异。对牵引变压器，有单相、YN，d11接线、斯科特接线、伍德桥接线、阻抗匹配平衡型、三相不等容量型等形式，它们具有不同的结构和性能特点。由于供电方式不同，接触网结构类型也较多。
(4)牵引供电系统和电力机车在电气上是—个连续的整体，易于实现自动化和信息化管理。
电力牵引的优越性主要有以下几点：
(1)电力牵引的动力大，生产效率高
电力牵引的能量取于强大的电力系统，牵引动力大，能最大限度适应铁路运输多拉快跑的需要。据有关资料统计，电力牵引的生产效率比内燃机车的生产效率高50％以上，对于客货运输繁忙的铁路干线，电力牵引的这种优越性尤为显著。
(2)电力牵引节省能源，经济效益好
一方面电力机车本身的电能转换效率高；另一方面，电力的生产能够高效率地综合利用各种廉价的自然能源，这对于节约国家有限的煤炭、石油资源，提高铁路运输的经济效益十分有利。
(3)有利于优化生态环境，改善劳动条件
电力机车运行时不会产生有害气体，对铁路沿线的居民和列车乘客不会造成危害，特别是在多隧道的山区线路，这种无有害气体产生的优点更为可贵。电力机车的司乘人员工作条件好，维护检修工作量小，大大降低了工人的劳动强度。
5电气化铁路供电系统设计中存在的问题
(1)牵引变压器的选型问题
铁路部门从经济性考虑，在牵引变压器选型方面大多会采用V/V（V/X）接线变压器，会产生较严重的三相功率不平衡问题。而可大大减少对电力系统负序影响的阻抗平衡牵引变压器或Scott牵引变压器，由于造价相对较高，往往不被选用。特别是220kV 三相平衡牵引变压器，铁路部门认为目前尚无可靠制造和应用经验，广泛推广面临困难。
(2)系统短路容量问题
从保证高速铁路牵引供电系统的电压水平、确保动车组稳定正常运行的角度出发，要求在牵引变电站进线处外部配套电源的系统短路容量一般不小于特定数值。目前给牵引变电站供电的110kV电源，铁路方面提出的系统短路容量大都低于1000MV A，相当多的牵引变电站短路容量在500 MV A 以下，有的甚至只有200、300 MV A，按此标准建设电气化铁路供电工程，将导致系统压降很大。从供电安全可靠性考虑，要达到这个要求供电部门有一定困难。因此为保障电气化铁路的安全供电，要加强对电气化铁路短路容量问题的合理性研究。
(3)负序谐波治理问题
近年来电气化铁路大量投运，现有电气化铁路仍有部分线路存在着负序、谐波超标等问题。随着电气化铁路运力的不断提高，三相不平衡、谐波以及短路电流过大等问题会更加突出。由于铁路部门在设备选取时注重经济性因素，电气化铁路对电网电能质量的影响愈加突出。以大秦铁路湖东牵引站为例，需要采用SVC实现谐波、负序治理，但铁路部门反映设备占地面积大、不实用，新型、有利于治理负序和谐波的技术难以推广。
1 题目 某牵引变电所位于大型编组站内，向两条复线电气化铁路干线的两个方向供电区段供电，已知列车正常情况的计算容量为22000 kV A (三相变压器)，并以10kV 电压给车站电力照明机务段等地区负荷供电，容量计算为2200 kV A ，各电压侧馈出数目及负荷情况如下：25kV 回路(1路备)：两方向年货运量与供电距离分别为 kM 50Mt 30L Q 11??=，kM 30Mt 40L Q 22??=，kM Mt 10kWh 120Δq ?=。10kV 共4回路(2路备)。 供电电源由系统区域变电所以双回路110kV 输送线供电。本变电所位于电气化铁路的首端，送电线距离30km ，主变压器为SCOTT 接线。 2 题目分析及解决方案框架确定 2.1 牵引变压器台数和容量的选择 三相牵引变压器的计算容量是由牵引供电计算求出的。本变电所考虑为固定备用方式，按故障检修时的需要，应设两台牵引用主变压器，地区电力负荷因有一级负荷，为保证变压器检修时不致断电，也应设两台。 由已知牵引负荷量，可知25kV 侧的额定电流e I 为 =e I U 3S/=523(A)25)3(22000=? SCOTT 变压器计算容量公式为： 当Mx Tx I I >时： (kV A)2UI S Tx = 当Tx Mx I I >时： 2Tx 2 Mx I 3I U S +=(kVA) 校核容量公式为： 当Mmax Tmax I I >时： (kV A)2UI S Tmax bmax = 当Tx Mx I I >时： 2Tmax 2 Mmax bmax I 3I U S +=(kVA) (kV A)k S S bmax 校核=(k=1.5) 方案A ：当Mx Tx I I >时，假设M I =0、T I =Tx I (kV A)2UI S Tmax bmax =29150(kVA)523252=??= 当Tx Mx I I >时，假设T I =0，M I =Mx I 2Tmax 2Mmax bmax I 3I U S +==A)23875.9(kV 25523305233252=??=+?? 校核容量为取两者较大的，所以：29150(kV A)S bmax = (kV A)k S S bmax 校核==19767(kV A)1.529150=
电力牵引传动与控制第一章电力牵引传动与控制系统概述 一、系统组成与功用 1.①内燃机车电力传动与控制系统组成 ②电力机车电力传动与控制系统组成 2.机车理想牵引特性曲线 图1.2 牛马特性 理想特性要求：机车在运行时能经常利用其动力装置的额定功率.即：F·V=3.6η·N=const.
3.电传动装置的功用？ 图1.3 柴油机功率特性和扭矩特性 ①充分利用和发挥机车动力装置的功率； ②扩大机车牵引力F与速度V的调节范围； ③提高机车过载能力，解决列车起动问题； ④改善机车牵引控制性能。 Why要电传动：柴油机通过机械直接传动不能适应机车起动、过载、恒功等要求 二、系统分类 1.直-直电力传动系统 内燃或电力机车采用直流牵引发电机或直流电网直接向数台直流牵引电动机供电的传动方式。 特点： ①调速性能优良，系统简洁。 ②直流牵引电机造价较高，但可靠性、维护性相对较差。 ③受直流电机换向条件和机车限界、轴重等限制，主发电机单机功率受到限制。一般在2200KW以下。 ④车型：早期DF,DF2,DF3,ND1,ND2等
2.交-直电力传动系统 内燃或电力机车采用交流牵引发电机或单相交流网及变压器，通过整流器向数台直流牵引电动机供电的传动方式。 特点： ①采用三相交流同步发电机，结构简单，可靠性高，重量轻，造价较低。 ②适用于大功率机车。 ③车型：DF4，DF5，DF7，DF11，ND4，ND5，SS3-SS9等。 3.交-直-交电力传动系统 内燃或电力机车采用交流牵引发电机或单相交流电网及变压器，经整流器将交流电变换成直流，再通过逆变器将直流电变换成频率和幅值按列车运行控制要求变化的交流电，向数台交流牵引电动机供电的传动方式。 特点： ①采用交流牵引电机，彻底克服了直-直系统的不足，重量轻，造价低，可靠性及维修性好 ②良好的粘着性能 ③适用于大功率 ④控制系统复杂 ⑤车型：DF4DAC,NJ1; DJ,DJ2,DJJ1,DJ4; HX、CRH系列等 三、发展历史与现状 1.大功率（内然）机车电力传动与液力传动两种主要传动方式的演变与发展 主要趋势：电力传动 2.电力传动形式的发展：直-直→交-直→交-直-交 发展趋势：大功率、电力牵引、交流传动
牵引供电系统简介： 将电能从电力系统传送给电力机车的电力装置的总称叫电气化铁路的供电系统，又称牵引供电系统，主要由牵引变电所和接触网两大部分组成。牵引变电所将电力系统输电线路电压从110kV（或220kV）降到27.5kV，经馈电线将电能送至接触网；接触网沿铁路上空架设，电力机车升弓后便可从其取得电能，用以牵引列车。牵引变电所所在地的接触网设有分相绝缘装置，两相邻牵引变电所之间设有分区亭，接触网在此也相应设有分相绝缘装置。牵引变电所至分区亭之间的接触网（含馈电线）称供电臂。 牵引供电回路是由牵引变电所——馈电线——接触网——电力机车——钢轨——回流联接——（牵引变电所）接地网组成的闭合回路，其中流通的电流称牵引电流，闭合或断开牵引供电回路会产生强烈的电弧，处理不当会造成严重的后果。通常将接触网、钢轨回路（包括大地）、馈电线和回流线统称为牵引网。 牵引供电设备的检修运行由供电段负责，牵引供电系统的运行调度则由供电调度负责。供电调度通常设在铁路局调度所。 牵引供电系统供电示意图如下所示： 二、牵引变电所、分区所、开闭所 牵引变电所：牵引变电所的任务是将电力系统三相电压降
低，同时以单相方式馈出。降低电压是由牵引变压器来实现的，将三相变为单相是通过变电所的电气接线来达到的。 牵引变压器（主变）是一种特殊电压等级的电力变压器，应满足牵引负荷变化剧烈、外部短路频繁的要求，是牵引变电所的“心脏”。我国牵引变压器采用三相、三相——二相和单相三种类型，因而牵引变电所也分为三相、三相——二相和单相三类。 随着技术水平的提高，我国干线电气化铁路已推广使用集中监视及控制的远动系统，牵引变电所将逐步实现无人值班，直接由供电调度实行遥控运行。 分区所：分区所设置在两个变电所中间，作用有三：提高供电质量、供电分段、越区供电。 ?开闭所：一般设置在大型站场附近，进线由变电所或接触网引入，由开关馈出多个供电线路向多个供电设备供电。作用是增强供电的灵活性，便于供电设备的运行及检修，便于行车组织，缩小供电事故及故障范围。 ? ? 三、接触网 接触网是沿铁路沿线架设的特殊电力线路，电力机车受电弓通过与之滑动摩擦接触而授流，取得电能。所以两者均应保持良好的工作状态。
《 电力系统课程设计《三相短路故障分析计算机算法设计》 一． 基础资料 1. 电力系统简单结构图如图 25MW cos 0.8N ?=cos 0.85 N ?=''0.13 d X =火电厂 110MW 负载 图1 电力系统简单结构图 '' 0.264 d X = 2．电力系统参数 如图1所示的系统中K （3） 点发生三相短路故障，分析与计算产生最大可能的故障电流 和功率。 （1）发电机参数如下： 发电机G1：额定的有功功率110MW ，额定电压N U =；次暂态电抗标幺值'' d X =，功率因数N ?cos = 。 … 发电机G2：火电厂共两台机组，每台机组参数为额定的有功功率25MW ；额定电压U N =； 次暂态电抗标幺值'' d X =；额定功率因数N ?cos =。 （2）变压器铭牌参数由参考文献《新编工厂电气设备手册》中查得。 变压器T1：型号SF7-10/，变压器额定容量10MV ·A ，一次电压110kV ，短路损耗59kW ，
空载损耗，阻抗电压百分值U K %=，空载电流百分值I 0%=。 变压器T2：型号，变压器额定容量·A ，一次电压110kV ，短路损耗148kW ，空载损耗，阻抗电压百分值U K %=，空载电流百分值I 0%=。 变压器T3：型号SFL7-16/，变压器额定容量16MV ·A ，一次电压110kV ，短路损耗86kW ，空载损耗，阻抗电压百分值U K %=，空载电流百分值I 0%=。 （3）线路参数由参考文献《新编工厂电气设备手册》中查得。 线路1：钢芯铝绞线LGJ-120，截面积120㎜2 ，长度为100㎞，每条线路单位长度的正 序电抗X 0（1）=Ω／㎞；每条线路单位长度的对地电容b 0(1)=×10﹣6 S ／㎞。 对下标的说明 X 0(1)=X 单位长度（正序）；X 0（2）=X 单位长度（负序）。 / 线路2：钢芯铝绞线LGJ-150，截面积150㎜2 ，长度为100㎞，每条线路单位长度的正 序电抗X 0（1）=Ω／㎞；每条线路单位长度的对地电容b 0(1)=×10﹣6 S ／㎞。 线路3：钢芯铝绞线LGJ-185，截面积185㎜2 ，长度为100㎞，每条线路单位长度的正 序电抗X 0（1）=Ω／㎞；每条线路单位长度的对地电容b 0(1)=×10﹣6 S ／㎞。 （4）负载L ：容量为8＋j6（MV ·A ），负载的电抗标幺值为=* L X ** 22 *L L Q S U ；电动机为2MW ，起动系数为，额定功率因数为。 3．参数数据 设基准容量S B =100MV ·A ；基准电压U B =U av kV 。 （1）S B 的选取是为了计算元件参数标幺值计算方便，取S B -100MV ·A ，可任意设值但必须唯一值进行分析与计算。 （2）U B 的选取是根据所设计的题目可知系统电压有110kV 、6kV 、10kV ，而平均额定电压分别为115、、。平均电压U av 与线路额定电压相差5%的原则，故取U B =U av 。 / （3）'' I 为次暂态短路电流有效值，短路电流周期分量的时间t 等于初值（零）时的有效值。满足产生最大短路电流的三个条件下的最大次暂态短路电流作为计算依据。 （4）M i 为冲击电流，即为短路电流的最大瞬时值（满足产生最大短路电流的三个条件 及时间K t =）。一般取冲击电流M i =2×M K ×''I ='' I 。 （5）M K 为短路电流冲击系数，主要取决于电路衰减时间常数和短路故障的时刻。其范围为1≤M K ≤2，高压网络一般冲击系数M K =。 二．设计任务及设计大纲 1.各元件参数标幺值的计算，并画电力系统短路时的等值电路。 （1）发电机电抗标幺值 N B G G P S 100%X X ?= N ?cos 公式①
电力牵引传动课程设计 实验报告
三相异步电机的VVVF控制实验报告 一、实验目的 通过实验将学习到的理论知识与实际相结合，进一步加深对三相异步电机VVVF调速控制的理解，深入了解VVVF控制的基本原理以及基本控制方法。 二、实验原理 1、变频调速基本控制方法 n=n01?s=60f1 p 1?s 一台电机如若希望获得良好的运行性能、力能指标，必须保持其磁路工作点稳定不变，即保持每极磁通量?m额定不变。 异步电机定子每相电势有效值公式： E1=4.44f1W1K w1?m 其中：f1—定子供电频率（HZ）；W1—定子每相串联匝数； K w1—基波绕组系数；?m—每极气隙磁通（Wb）。 ?m∝E1/ f1 E1不易控制。频率f1只要不很低，定子阻抗远远小于励磁阻抗，此时定子压降可忽略不计，U1近似等于E1。而U1很容易控制。 只要控制U1/ f1恒定，即实现恒压频比，即可使气隙磁通?m维持在额定值。
（1）基频以下调速 机械特性： T m = 3 2Ω0 U 2 R 1+ (X 1+X 2′)2 +R 12 ≈32Ω0U 12 X 1+X 2 ′=3p 1U 121 12′ =C （U 11 ）2 S m ≈R 2′12′=11n 0=60f 1 ∝f 1 最大转速降n 0S m 为恒定值。 低频时定子电阻R 1不能忽略 , 因此U 1不能认为近似等于E 1。如果还是控制U 1/ f 1恒定，并不能保证E 1/ f 1恒定，气隙磁通?m 就不能维持在额定值，而是小于额定值，电机没有得到充分利用，带载能力下
降，致使最大转矩T m减小。 低频时对定子电压进行相应补偿，才能保证E1f1恒定，如要求调速过程中电机的过载能力不变，即过载倍数K T不变，而电机容许输出转矩（额定转矩）T N=T m/K T,如前所述，T m为恒定值，所以T N也为恒定值。可见基频以下调速可实现恒转矩输出。 基频以下，磁通恒定时转矩也恒定，属于“恒转矩调速” （2）基频以上调速 机械特性：
数字电路课程设计 一、概述 任务：通过解决一两个实际问题，巩固和加深在课程教学中所学到的知识和实验技能，基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力，为今后从事生产和科研工作打下一定的基础。为毕业设计和今后从事电子技术方面的工作打下基础。 设计环节：根据题目拟定性能指标，电路的预设计，实验，修改设计。 衡量设计的标准：工作稳定可靠，能达到所要求的性能指标，并留有适当的裕量；电路简单、成本低；功耗低；所采用的元器件的品种少、体积小并且货源充足；便于生产、测试和维修。 二、常用的电子电路的一般设计方法 常用的电子电路的一般设计方法是：选择总体方案，设计单元电路，选择元器件，计算参数，审图，实验（包括修改测试性能），画出总体电路图。 1．总体方案的选择 设计电路的第一步就是选择总体方案。所谓总体方案是根据所提出的任务、要求和性能指标，用具有一定功能的若干单元电路组成一个整体，来实现各项功能，满足设计题目提出的要求和技术指标。 由于符合要求的总体方案往往不止一个，应当针对任务、要求和条件，查阅有关资料，以广开思路，提出若干不同的方案，然后仔细分析每个方案的可行性和优缺点，加以比较，从中取优。在选择过程中，常用框图表示各种方案的基本原理。框图一般不必画得太详细，只要说明基本原理就可以了，但有些关键部分一定要画清楚，必要时尚需画出具体电路来加以分析。 2．单元电路的设计 在确定了总体方案、画出详细框图之后，便可进行单元电路设计。 （1）根据设计要求和已选定的总体方案的原理框图，确定对各单元电路的设计要求，必要时应详细拟定主要单元电路的性能指标，应注意各单元电路的相互配合，要尽量少用或不用电平转换之类的接口电路，以简化电路结构、降低成本。
电气化铁路供电系统 试卷1一、单项选择题（在 每小题的四个备选答案中，选出一个正确的答案，并将其代码填入题干后的括号内。每小题1分，共20分） 1．我国电气化铁道牵引变电所由国家（ ）电网供电。 （ ） A 超高压电网 B 区域电网 C 地方电网 D 高压电网 2．牵引网包括 （ ） A 馈电线、轨道和大地、回流线 B 馈电线、接触网、轨道和大地、回流线 C 馈电线、接触网、回流线 D 馈电线、接触网、电力机车、大地 3．通常把（ ）装置的完整工作系统称为电力系统。 （ ） A 发电、输电、变电、配电、用电 B 发电、输电、配电、用电 C 发电、输电、配电、 用电 D 发电、输电、用电 4．低频交流制牵引网供电电流频率有：（ ） （ ） A 50Hz 或25Hz B 30Hz 或50Hz C 2 163 Hz 或25Hz D 20Hz 或25Hz 5．单相结线牵引变电所牵引变压器的容量利用率（额定输出容量与额定容量之比值）可达( )。 （ ） A 100% B 75.6% C 50% D 25% 6．牵引变压器采用阻抗匹配平衡变压器时，阻抗匹配系数等于1时， 且副边两负荷臂电流I I αβ=&&，原边三相电流（ ） （ ） A 平衡 B 无负序电流 C 对称 D 有零序电流 7．交流牵引网对沿线通信线的静电影响由（ ）所引起。 （ ） A 牵引网电流的交变磁场的电磁感应 B 牵引网电场的静电感应 C 牵引网电场的高频感应 D 牵引电流的高次谐波 8．牵引网导线的有效电阻0r r ξ=（0r 是直流电阻；ξ是有效系数）。对于
工频和牵引网中应用的截面不太大的铝、铜等非磁性导线，有效系数ξ（ ）。 （ ） A ξ≈1 B ξ≈2 C ξ≈3 D ξ≈4 9．以下不属于减少电分相的方法有（ ）。 （ ） A 采用单相变压器 B 区段内几个变电所采用同相供电 C 复线区段内采用变电所范围内同行同相，上、下行异相 D 采用直供+回流线供电方式 10．对于简单悬挂的单线牵引网，1z 、2z 和12z 分别表示接触网—地回路， 轨道—地回路的自阻抗及两回路的互阻抗，牵引网的等值单位阻抗z （ ）。 （ ） A 2 12 21 z z z - B 12212z z z z - C 12221 z z z z - D 212 12 z z z - 11．单链形悬挂的单线牵引网比简单悬挂相比多了一条（ ）。 （ ） A 承力索 B 接触网 C 回流线 D 加强导线 12．根据国家标准《铁道干线电力牵引交流电压标准》的规定，铁道干线 电力牵引变电所牵引侧母线上的额定电压为（ ）kV 。 ( ) A 27.5 B 25 C 20 D 19 13．牵引网的电压损失等于牵引变电所牵引侧母线电压与电力机车受电弓 上电压的 ( ) A 平方差 B 算数差 C 向量差 D 平均值 14．牵引网当量阻抗Z 为 ( ) A sin cos R X ??+ B cos sin R X ??+ C sin R X ?+ D cos R X ?+ 15．对于三相结线变压器，应以（ ）向轻负荷臂供电为宜。 （ ） A 任一相 B 引前相 C 滞后相 D 以上答案都不对 16．牵引供电系统的电能损失包括（ ）。 （ ） A 电力系统电能损失，牵引网电能损失 B 电力系统电能损失，牵引变电所电能损失 C 牵引网电能损失，牵引变电所电能损失 D 牵引变电所电能损失，馈线电能损失 17．按经济截面选择接触悬挂，如果增大导线截面引起的一次投资增量，
新能源与动力工程学院课程设计报告 远程监控技术课程设计 专业电力工程与管理 班级电力1201 姓名周勇 学号201211321 指导教师王书平 2015年7月
兰州交通大学新能源与动力工程学院课程设计任务书 课程名称：远程监控技术课程设计指导教师（签名）： 班级：电力工程与管理1201 姓名：周勇学号：201211321 一、课程设计题目 电力系统远动变电站综合自动化的设计。 二、课程设计使用的原始资料（数据）及设计技术要求： 初步掌握变电站监控设计步骤和方法；了解变电站监控系统的整体构成。 三、课程设计的目的 主要目的是通过该课程设计使学生了解变电站监控系统的整体构成及关 键性技术，进一步巩固所学知识并能够合理利用。 四、课程设计的主要内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求、工作量要求等） 1. 主要设计原则和主要设计标准； 2. 根据原始资料确定系统应实现的功能，包括调度中心及RTU应实现的功能。 3. 变电站监控系统的系统构成及配置； 4. 调度中心：系统构成、系统网络结构、软硬件配置等； 五、工作进度安排 7月 9 日熟悉课程设计内容及要求制定方案。 7月10日设计电路及软件测试。 7月11日采购数字电压表组件按照设计电路进行焊接。 7月12日产品整理并完成设计报告及答辩。 六、主要参考文献 [1] 柳永智，刘晓川主编．电力系统远动中国电力出版社，2006年7月。 [2]刘功，合肥供电公司，变电站综合自动化系统的发展。 审核批准意见 系主任（签字）年月日
指导教师评语及成绩指 导 教 师 评 语 成绩设计过程 （40） 设计报告 （50） 小组答辩 （10） 总成绩 （100） 指导教师签字： 年月
电力系统分析 综合课程设计报告 电力系统的潮流计算和故障分析 学院：电子信息与电气工程学院 专业班级： 学生姓名： 学生学号： 指导教师： 2014年 10月 29 日
目录 一、设计目的 (1) 二、设计要求和设计指标 (1) 2.1设计要求 (1) 2.2设计指标 (2) 2.2.1网络参数及运行参数计算 (2) 2.2.2各元件参数归算后的标么值： (2) 2.2.3 运算参数的计算结果： (2) 三、设计内容 (2) 3.1电力系统潮流计算和故障分析的原理 (2) 3.1.1电力系统潮流计算的原理 (2) 3.1.2 电力系统故障分析的原理 (3) 3.2潮流计算与分析 (4) 3.2.1潮流计算 (4) 3.2.2计算结果分析 (8) 3.2.3暂态稳定定性分析 (8) 3.2.4暂态稳定定量分析 (11) 3.3运行结果与分析 (16) 3.3.1构建系统仿真模型 (16) 3.3.2设置各模块参数 (17) 3.3.3仿真结果与分析 (21) 四、本设计改进建议 (22) 五、心得总结 (22) 六、主要参考文献 (23)
一、设计目的 学会使用电力系统分析软件。通过电力系统分析软件对电力系统的运行进行实例分析，加深和巩固课堂教学内容。 根据所给的电力系统，绘制短路电流计算程序，通过计算机进行调试，最后成一个切实可行的电力系统计算应用程序，通过自己设计电力系统计算程序不仅可以加深学生对短路计算的理解，还可以锻炼学生的计算机实际应用能力。 熟悉电力系统分析综合这门课程，复习电力系统潮流计算和故障分析的方法。了解Simulink 在进行潮流、故障分析时电力系统各元件所用的不同的数学模型并在进行不同的计算时加以正确选用。学会用Simulink ，通过图形编辑建模，并对特定网络进行计算分析。 二、设计要求和设计指标 2.1设计要求 系统的暂态稳定性是系统受到大干扰后如短路等，系统能否恢复到同步运行状态。图1为一单机无穷大系统，分析在f 点发生短路故障，通过线路两侧开关同时断开切除线路后，分析系统的暂态稳定性。若切除及时，则发电机的功角保持稳定，转速也将趋于稳定。若故障切除晚，则转速曲线发散。 图1 单机无穷大系统 发电机的参数： SGN=352.5MWA,PGN=300MW,UGN=10.5Kv,1=d x ,25.0'=d x ,252.0''=x x ,6.0=q x , 18.0=l x ,01.1'=d T ,053.0"=d T ,1.0"0=q T ,Rs=0.0028,H(s)=4s;TJN=8s,负序电抗：2.02=x 。 变压器T-1的参数:STN1=360MVA,UST1%=14%,KT1=10.5/242; 变压器T-2的参数:STN2=360MVA,UST2%=14%,KT2=220/121;
目录 1 选题背景 (1) 2 方案论证 (1) 2.1 变压器容量和台数选择 (1) 2.2 主接线方案拟定 (1) 3 过程论述 (3) 3.1 电压不对称系数计算 (3) 3.2 变压器与配电装置的一次投资与折旧维修费 (6) 3.3 各方案的电能损耗 (7) 4 设计体会 (9) 参考文献 (11)
1 选题背景 题目：某牵引变电所位于大型编组站内，向两条复线电气化铁路干线的三个方向馈电区段供电，已知列车正常情况的计算容量为12000kV A（三相变压器），并以10kV电压给车站电力照明机务段等地区负荷供电，容量计算为3850kV A。各电压侧馈出线数目及负荷情况如下： 25kV回路（1路备）：两方向年货运量与供电距离分别为Q1L1=33×60Mt.Km; Q2L2=31×25Mt.Km，K R=0.2，△q=100KWh/Kt.Km。 10kV回路（2路备）：供电电源由系统区域变电所以双回路110KV输送线供电。 本变电所是终端变，送电线距离10kM。 主变压器为三相接线，要求：画出变电所得电气主接线。（包括变压器容量计算；各种方案主接线的比较；主设备的选择；） 由题意知，本牵引变电所担负着重要的牵引负荷供电任务（一级负荷）、馈线数目多、影响范围广，应保证安全可靠持续性的供电。10千伏地区负荷主要为编组站自动化驼峰、信号自动闭塞、照明及其自动装置等一部分为一级负荷、其他包括机务段在内的自用电和地区三相负载等均为二级负荷，也应满足有足够安全可靠供电的要求。本变电所为终端变电所，一次侧无通过功率。 2 方案论证 2.1 变压器容量和台数选择 三相牵引变压器的计算容量是由牵引供电计算求出的。本变电所考虑为固定备用方式，按故障检修时的需要，应设两台牵引用主变压器，地区电力负荷因有一级负荷，为保证变压器检修时不致断电，也应设两台。 因没有校核容量，只考虑计算容量来选择变压器，牵引变压器计算容量为12000kV A,故选择容量为12500kV A的变压器，而地区变压器选择6300kV A变压器。 根据原始资料和各种负荷对供电可靠性要求，主变压器容量与台数的选择，可能有以下两种方案： 方案A:2×12500kV A牵引变压器+2×6300kV A地区变压器，一次侧同时接于110kV母线，（110千伏变压器最小容量为6300kV A）。 方案B:2×16000kV A的三绕组变压器，因10千伏侧地区负荷与总容量比值超过15%， 采用电压为110／25／10.5kV A，结线为 0// Y??两台三绕组变压器同时为牵引负荷与地区电力负荷供电。各绕组容量比为100:100:50。 2.2 主接线方案拟定 按110kV进线和终端变电所的地位，考虑变压器数量，以及各种电压级馈线数目、可靠供电的需要程度选择结线方式。 （1）对于上述方案A，因有四台变压器，考虑110kV母线检修不致全部停电，采用
牵引供电系统简介 （丁为民） 一、系统功能 牵引供电系统的主要功能是：将地方电力系统的电源（交流电气化铁路： AC110 kV或AC220kV ，城市轨道交通：中心变电所AC220kV 或AC110kV →AC35 kV 环网）引入牵引供电系统的牵引变电所，通过牵引变压器变压为适合电力机车运行的电压制式（交流电气化铁路：AC25kV 或AC2×25kV ，城市轨道交通：DC750V 、DC1500V 或DC3000V ），向电力机车提供连续电能。 电力牵引负荷为一级负荷，引入牵引变电所的外部电源应为两回独力可靠的电源，并互为热备用，能够实现自动切换。 交流电气化铁路及城市轨道交通牵引供电系统简图分别如图1.1和图1.2所示。 图1.1 交流电气化铁路牵引供电系统
图1.2 城市轨道交通牵引供电系统 二、牵引网供电方式 1. 交流电气化铁路 交流电气化铁路牵引网供电方式大体上可分为三种：直接供电方式（包括带回流线的直接供电方式）、BT 供电方式和AT 供电方式。 （1）直接供电方式 直接供电方式又可分为不带回流线直接供电方式(图2.1 和带回流线的直接供电方式(图2.2 两种。 图2.1 不带回流线的直接供电方式
图2.2 带回流线的直接供电方式 不带回流线的直接供电方式在我国早期的电气化铁路中采用，机车电流完全通过钢轨和大地流回牵引变电所，牵引网本身不具备防干扰功能。在接地方面，每根支柱需单独接地（设接地极或通过火花间隙），或者通过架空地线实现集中接地（架空地线不与信号扼流圈中性点连接）。 带回流线的直接供电方式，机车电流一部分通过钢轨和大地流回牵引变电所（约70%），其余通过回流线流回牵引变电所（约30%）。由于流经接触网的电流和流经回流线的电流虽然大小不等，单方向相反，且安装高度比较接近，两者对铁路沿线通讯设施的电磁干扰影响趋于抵消，因此牵引网本身具备防干扰功能。在接地方面，接触网支柱通过回流线实现集中接地，回流线每隔一个闭塞分区通过吸上线（铝芯或铜芯电缆，常用VLV-70和2xVLV-150）与信号扼流圈中性点连接（吸上线间距3～4km ）。 （2） BT 供电方式 BT （Boost Transformer）供电方式又称吸流变压器供电方式，也是在我国早期电气化铁路中有采用，其主要目的是为了提高牵引网防干扰能力，但随着通讯线路电缆化和光缆化，防干扰矛盾越来越不突出，其生命力也已大大降低，该种供电
信息工程系 2011-2012学年度下学期电力系统分析课程设计 电力系统短路故障的计算机 算法程序设计 姓名 学号 班级K0309414 指导教师钟建伟
信息工程学院课程设计任务书
电力系统短路故障的计算机算法程序设计 目录 1前言 (4) 1.1短路的原因 (4) 1.2短路的类型 (4) 1.3 短路计算的目的 (4) 1.4 短路的后果 (5) 2电力系统三相短路电流计算 (6) 2.1电力系统网络的原始参数 (6) 2.2制定等值网络及参数计算 (6) 2.2.1标幺制的概念 (6) 2.2.2有三级电压的的网络中各元件参数标幺值的计算 (7) 2.2.3计算各元件的电抗标幺值 (7) 2.2.4系统的等值网络图 (10) 3程序设计 (11) 3.1主流程图 (11) 3.2详细流程图 (12) 3.2.1创建系统流程图 (12) 3.2.2加载系统函数流程图 (13) 3.2.3计算子函数流程图 (14) 3.2.4改变短路点流程图 (15) 3.3数据及变量说明 (15) 3.4程序代码及注释 (16) 3.5测试例子 (17) 4结论 (23) 5参考文献 (24)
1前言 因为它们会破坏对用户的供电和电气设备的正常工作，而且还可能对人生命财产产生威胁。从在电力系统的设计和运行中，都必须考虑到可能发生的故障和不正常运行的情况，电力系统的实际运行情况看，这些故障绝大多数多数是由短路引起的，因此除了对电力系统的短路故障有一较深刻的认识外，还必须熟练掌握电力系统的短路计算。 短路是电力系统的严重故障。所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地的系统）发生通路的情况。 1.1 短路的原因 产生短路的原因很多，主要有如下几个方面：（1）元件损坏，例如绝缘材料的自然老化、设计、安装及维护不良所带来的设备缺陷发展成短路等；（2）气象条件恶劣，例如雷击造成的网络放电或避雷器动作，架空线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌等；（3）违规操作，例如运行人员带负荷拉闸，线路或设备检修后未拆除接地线就加上电压等；（4）其他，如挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在裸露的载流部分等。 1.2 短路的类型 在三相系统中，可能发生的短路有：三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路。三相短路也称为对称短路，系统各项与正常运行时一样仍处于对称状态。其他类型的短路都是不对称短路。 电力系统的运行经验表明，在各种类型的短路中，单相短路占大多数，两相短路较少，三相短路的机会最少。三相短路虽然很少发生，但情况较严重，应给予足够的重视。况且，从短路计算方法来看，一切不对称短路的计算，在采用对称分量法后，都归结为对称短路的计算。因此，对三相短路的的研究是具有重要意义的。 1.3 短路计算的目的 在电力系统的设计和电气设备的运行中，短路计算是解决一系列问题的不可缺少的基本计算，这些问题主要是： （1）选择有足够机械稳定度和热稳定度的电气设备，例如断路器、互感器、瓷瓶、母线、电缆等，必须以短路计算作为依据。这里包括计算冲击电流以校验设备的电动力稳定度；计算若干时刻的短路电流周期分量以校验设备的热稳定度；计算指定时刻的短路电流有效值以校验断路器的断流能力等。 （2）为了合理地配置各种继电保护和自动装置并确定其参数，必须对电力网中发生的各种短路进行计算和分析。在这些计算中不但要知道故障支路中的电流值，还必须知道电流在网络中的分布情况。有时还要知道系统中某些节点的电压值。 （3）在设计和选择发电厂和电力系统主接线时，为了比较各种不同方案的接线图，确定是否需要采取限制短路电流的措施等，都要进行必要的短路电流计算。 （4）进行电力系统暂态稳定计算，研究短路对用户工作的影响等，也含有一部分短路计算的内容
电力系统综合自动化 课程设计 题目: 两相负调差电路设计 院系名称：电气工程学院 专业班级：电气0803 学生姓名：郭荣翔 学号： 200848720303 指导教师：邵锐
目录 1 概述……………………………………………………………………………… 2 调差系数调整原理……………………………………………………………… 3 两相负调差电路……………………………………………………………………设计心得…………………………………………………………………………… 参考文献……………………………………………………………………………
1概述 对自动励磁调节器进行调整，主要是为了满足运行方面的要求。这些要求是：①保证并列发电机组间无功电流的合理分配，即改变调差系数；②保证发电机能平稳地投入和退出工作，平稳地改变无功负荷，而不发生无功功率冲击的现象，即上下平移无功调节特性。 在实际运行中，发电机一般采用正调差系数，因为它具有系统电 压下降而发电机的无功电流增加这一特性，这对于维持稳定运行是十 分必要的。至于负调差系数，一般只能在大型发电机-变压器组单元 接线时采用，这时发电机外特性具有负调差系数，但考虑变压器阻抗 降压以后，在变压器的高压侧母线上看，仍具有正调差系数。因此负 调差系数主要用来补偿变压器阻抗上的压降，使发电机-变压器组的 外特性下倾度不至于太厉害，这对于大型机组是必要的。 2调差系数调整原理 图a 发电机调差系数与外特性 当调差系统δ>0，即为正调差系统时，表示发电机外特性下倾，即发电机无功电流增加，其端电压降低；当调差系统δ<0，即为负调
差系统时，表示发电机外特性上翘，即发电机无功电流增加，其端电压上升；当调差系统δ=0，即为无差调节。图a表明了上述情况。 图b 调差系数调整原理框图 正、负调差系数可以通过改变调差接线极性来获得，调差系数一般在±5%以内。调差系统的调差系统的调节原理如下。 在不改变调压器内部元件结构的条件下，在测量元件的输入量中，除UG外，再增加一个与无功电流IQ成正比的分量，就获得了调整调差系数的效果。 在图b中，测量单元的内部结构并未改变，其放大倍数仍为K1，只是将输入量改为UG±KδIQ 于是测量输入变为UBEF-(UG±KδIQ)=UG KδIQ 由于测量单元的放大倍数K1并未变化，所以可适当选择系数Kδ，就可以改变调差系数δ的大小。
电力牵引供电系统课程设计评语： 考勤（10） 守纪 （10） 设计过程 （40） 设计报告 （30） 小组答辩 （10） 总成绩 （100） 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导教师：
目录 1 设计原始题目 (1) 1.1具体题目 (1) 1.2要完成的内容 (2) 2 设计课题的计算与分析 (2) 2.1计算的意义 (2) 2.2详细计算 (2) 2.2.1 牵引变压器容量计算 (2) 2.2.2 牵引变压器过负荷能力校验 (3) 2.2.3 牵引变压器功率损耗计算 (3) 2.2.4 牵引变压器在短时最大负荷下的电压损失 (3) 2.2.5 牵引变电所电压不平衡度 (3) 2.2.6 牵引变电所主接线设计 (4) 3 小结 (5) 参考文献 (6) 附录 (7)
1 设计原始题目 1.1 具体题目 《供变电工程课程设计指导书》的牵引变电所B。包含有A、B两牵引变电所的供电系统示意图如图1所示。设计基本数据如表1所示。 SYSTEM2SYSTEM1 L1L2L3 B A 图1 牵引供电系统示意图 表1设计基本数据 项目B牵引变电所 左臂负荷全日有效值（A）320 右臂负荷全日有效值（A）290 左臂短时最大负荷（A）410 右臂短时最大负荷（A）360 牵引负荷功率因数0.85（感性） 10kV地区负荷容量（kVA）2*1200 10kV地区负荷功率因数0.83（感性） 牵引变压器接线型式YN,d11 牵引变压器110kV接线型式简单（双T）接线 左供电臂27.5kV馈线数目 2 右供电臂27.5kV馈线数目 2 10kV地区负荷馈线数2回路工作，一回路备用 预计中期牵引负荷增长40%
电力系统课程设计报告 电力系统继电保护技术在创新的同时，对运行维护以 及装置保护原则等相关内容也有了新要求，下面是小编整理的电力系统课程设计报告，希望对你有帮助。 第一篇：电力系统继电保护二次回路维护与检修 传统的保护设备维护检修工作复杂，而且而保护性能不强，难以满足当前电力系统的使用需求，无法提供有效的保护，降低故障概率。相比之下，继电保护系统不仅能够为电力系统提供有效的保护，还能增加电力系统技术数据信息的安全性，对整个电力系统有着高效的防护和监视作用。继电保护装置结构相对简单，安装简便，在安装过程中所需的人力和物力资源较少，安装工作的时间较短，成本较低，减少了企业的资金投入，有助于企业的长久发展。继电保护装置的零部件通常是由绝缘材料制成，继电保护装置采用绝缘材料可以有效的对装置起到保护作用，同时可以避免设备遭到腐蚀。从当前继电保护装置的发展趋势来看，采用新型的保护材料是一种必然趋势，这不仅可以保证装置的有效运行，还可以保障整个电力系统的安全可靠运行，确保电力作业人员的安全。 有效维护电力系统数据信息安全；现代社会已经进入 了信息时代，信息安全受到了前所未有的重视，电力行业作为社会运行的基础，其信息安全值得重视。继电保护二
次回路作为一种新型的现代化电力系统设备，不仅能够降低系统痴线故障的几率，保证继电保护工作及时有效地进行，还能对电力系统中的数据信息进行有效的保护，防止信息泄露，保护电力系统的平稳运行。减少电网运行投资成本；继电保护二次回路构造简单，运用现代新型材料制成的回路系统成本相对更加低廉，其体型较小，质量不大，方便于继电保护二次回路的施工，也利于继电保护二次回路的维护，人力物力投入相对较少，减少了资金投入。继电保护装置性能优越；继电保护二次回路可以提高装置的抗腐蚀能力，避免其在运行过程中因为受外在因素影响而发生腐蚀问题，另外，其特殊的材质还可以防止电磁效应对继电保护装置产生影响，从而大幅度提升了继电保护装置的抗干扰能力。继电保护二次回路的自动化优势；电力系统如果出现系统性故障，继电保护装置就能够及时准确的判断出系统以及设备元件所存在的问题，同时对运行中的设备进行切断保护，并且能够提醒运行维护管理人员设备故障的准确位置，从而方便工作人员对故障进行排查检修，与其它设备相比，其优势十分明显。能耗损失小，安装方便；随着电力相关技术的不断完善，继电保护装置的综合性能越来越好，其在实际运行过程中所需的能耗也越来越小，其经济效益相对较高。此外，继电保护装置的安装与拆卸比较简单，只需按照安装图纸操作即
电力系统课程设计大纲、计划及指导书 设计班级 10电42 设计时间 14--17周 指导教师贾传圣朱呈祥邹宽胜 马兆兴李洪美（1123386605） 电气工程及自动化学院电气工程教研室 2013年11月
一、课程的性质、地位和作用 电力系统课程设计是电气工程及其自动化专业人才培养目标的重要环节，也是整个实践教学系统中的有机组成部分。本课程设计目的是对电力系统基础课知识的综合运用，并为后续专业课程的学习打下良好的基础，更重要的是它将进一步培养学生的实践能力，锻炼学生分析问题和解决问题的能力，通过对学生进行电力系统方面的设计进行初步训练，培养学生的科研素质和创新意识，为将来毕业设计和撰写毕业论文等工作打下基础。 二、内容与要求 要求学生能够进行电气工程专业电力系统方向简单的设计工作，按照要求完成课题设计任务。通过集中的课程设计实践，使学生能够了解电力系统课程设计的要求、设计内容和设计方法。课程设计选题尽可能结合所学的基本理论、基本知识。课程设计原则上一人一题或自由选题。在几个学生共选一个课题的情况下，各人的设计要求及工艺设计内容，绘图种类，应有所区别。强调独立完成，以学生自身的独立工作为主，教师指导帮助为辅。在设计过程中，适当组织针对性参观，并配以有助于开拓思路的多种形式讲座。课程设计应强调以能力培养为主，在独立完成设计任务的同时，注重多方面能力的培养与提高，主要包括以下几个方面：（1）独立工作能力和创造力。 （2）综合运用专业及基础知识， （3）解决实际工程技术问题的能力。 （4）查阅图书资料，产品手册和各种工具书的能力。 （5）工程绘图能力。 （6）撰写技术报告和编制技术资料的能力。 在课程设计中，以学生为主体，充分发挥学生的自主性和创造性。教师的指导作用主要体现在工作方法、思维方法的引导。 为保证顺利完成任务，要求如下： （1）在接受设计任务并选定课题后，应根据设计要求和应完成的设计内容，拟
高速铁路牵引变电所电气主接线的设计 摘要：牵引变电所是电气化铁路牵引供电系统的心脏，它的主要任务是将电力系统输送来的三相高压电变化成适合电力机车使用的电能。而电气主接线反映牵引变电所设施的主要电气设备以及这些设备的规格、型号、技术参数以及在电气上是如何连接的，高压侧有几回进线、几台牵引变压器，有几回接触网馈电线。通过电气主接线可以了解牵引变电所等设施的规模大小、设备情况。 1.2 电气化铁路的国内外现状 变电所是对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。在电能是社会生产和生活质量中最为重要的能源和动力的今天，变电所的作用是很重要的当前我国进行的输变电建设和城乡电网的建设与改造，对未来电力工业发展有着重要的作用。因此，产品技术要先进，产品质量要过硬，应达到30～40年后也能适用的水平；而且产品必须要国产化。现阶段我过主要是使用常规变电所。常规变电所即采用传统模式进行设计、建造和管理的变电所，一般为有人值班或驻所值班，有稳定的值班队伍。继电保护为电磁型，电器就地控制，不具备四遥、远方操作功能，需要一支训练有素的运行与检修队伍和一整套相应的管理机构、制度进行管理，以满足安全运行的要求。这种模式有许多不足之处。我国的近期目标是既要充分利用原有设备，又要能够适应微机远动自动化系统；既要实现无人值班，又要满足安全经济运行的要求。 国外的变电所研究已经远远超过我国，他们在变电站的运行管理模式上, 已经能做到无人值守。 1.3 牵引变电所 1.3.1 电力牵引的电流制 电力牵引按牵引网供电电流的种类可分为三种电流制，即直流制、低频单相交流制和工频单相交流制。 (1) 直流制 即牵引网供电电流为直流的电力牵引电流制。电力系统将三相交流电送到牵引变电所一次侧，经过牵引变电所降压并整流变成直流电，再通过牵引网供给电力机车使用。直流制发展最早，目前有些国家的电气化铁路仍在应用。我国仅工矿、城市电车和地下铁道采用。牵引网电压有1200V，1500V，3000V和600V，750V等，后两种分别用于城市电车、地下铁道。直流制存在
1前言 (2) 1.1短路的原因 (2) 1.2短路的类型 (2) 1.3短路计算的目的 (2) 1.4短路的后果 (3) 2电力系统三相短路电流计算 (4) 2.1电力系统网络的原始参数 (4) 2.2制定等值网络及参数计算 (5) 2.2.1标幺制的概念 (5) 2.2.2有三级电压的的网络中各元件参数标幺值的计算 (6) 2.2.3计算各元件的电抗标幺值 (8) 2.2.4系统的等值网络图 (9) 2.3短路电流计算曲线的应用 (9) 2.4故障点短路电流计算 (10) 2.4.1f1点三相短路 (10) 2.4.2f3点短路 (12) 3电力系统不对称短路电流计算 (15) 3.1对称分量法的应用 (15) 3.2各序网络的制定 (16) 3.2.1同步发电机的各序电抗 (16) 3.2.2变压器的各序电抗 (16) 3.3不对称短路的分析 (17) 3.3.1不对称短路三种情况的分析 (17) 3.3.2正序等效定则 (20) 3.3.3不对称短路时短路点电流的计算 (21) 4结论 (27) 5总结与体会 (28) 6谢辞 (29) 7参考文献 (30)
1前言 在电力系统的设计和运行中，都必须考虑到可能发生的故障和不正常运行的情况，因为它们会破坏对用户的供电和电气设备的正常工作，而且还可能对人生命财产产生威胁。从电力系统的实际运行情况看，这些故障绝大多数多数是由短路引起的，因此除了对电力系统的短路故障有一较深刻的认识外，还必须熟练掌握电力系统的短路计算。 短路是电力系统的严重故障。所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地的系统）发生通路的情况。 1.1 短路的原因 产生短路的原因很多，主要有如下几个方面：（1）元件损坏，例如绝缘材料的自然老化、设计、安装及维护不良所带来的设备缺陷发展成短路等；（2）气象条件恶劣，例如雷击造成的网络放电或避雷器动作，架空线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌等；（3）违规操作，例如运行人员带负荷拉闸，线路或设备检修后未拆除接地线就加上电压等；（4）其他，如挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在裸露的载流部分等。 1.2 短路的类型 在三相系统中，可能发生的短路有：三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路。三相短路也称为对称短路，系统各项与正常运行时一样仍处于对称状态。其他类型的短路都是不对称短路。 电力系统的运行经验表明，在各种类型的短路中，单相短路占大多数，两相短路较少，三相短路的机会最少。三相短路虽然很少发生，但情况较严重，应给予足够的重视。况且，从短路计算方法来看，一切不对称短路的计算，在采用对称分量法后，都归结为对称短路的计算。因此，对三相短路的的研究是具有重要意义的。 1.3 短路计算的目的 在电力系统的设计和电气设备的运行中，短路计算是解决一系列问题的不可缺少的基本计算，这些问题主要是： （1）选择有足够机械稳定度和热稳定度的电气设备，例如断路器、互感器、瓷瓶、母线、电缆等，必须以短路计算作为依据。这里包括计算冲击电流以校验设备的电动力稳定度；计算若干时刻的短路电流周期分量以校验设备的热稳定度；计算指定时刻的短路电流有效值以校验断路器的断流能力等。 （2）为了合理地配置各种继电保护和自动装置并确定其参数，必须对电力网中发生的各种短路进行计算和分析。在这些计算中不但要知道故障支路中的电流值，还必须知道电流在网络中的分布情况。有时还要知道系统中某些节点的电压值。