《牵引供电系统》短路的计算

《牵引供电系统》学习包第一章电力系统与牵引供电系统第一节电力系统电力系统是指发电、送电、变电和用电组成的整体。

电力系统的规模大小、结构合理与否直接关系到国家工农业生产和交通运输的发展。

我国电气化铁道的建设更与电力能源的发展和建设紧密相关。

电力系统的组成可用图1一1的示意图说明。

图中的电力系统如果把发电厂的汽轮机、锅炉、水电厂的水轮机、水库等动力部分包括进来，统称为动力系统。

电力系统主要包括以下几部分一、发电厂发电厂将其他形式的能源转换为电能。

根据能源的不同，发电厂分为火电厂，水电厂，核电厂等。

此外还有地热电厂，风力电厂，潮汐海洋电厂。

（一）火电厂：目前我国仍以燃煤为主的火电厂居多数。

这些电厂多建在煤炭基地附近，故称为“坑口”电厂，其单机容量可达600 MW（兆瓦）。

如果把已作过功的乏气再供给用户作为热能，这种电厂又称为热电厂。

（二）水电厂：水电厂是建于江河之上并把河流的落差能量变成电能的发电厂。

水能发电不仅效率高，而且水能是在自然界不断循环的再生资源，具有用之不竭的特点。

我国水能资源丰富，水能发电的潜力很大，目前世界最大发电机的容量为750 MW o我国水轮发电机的单机容量为700 M W，例如长江三峡装设了数台700 M W的水轮发电机。

（三）核电厂：核电厂是将原子核裂变时所产生的核能转变为电能。

核电厂的重要部分是核子反应堆和蒸汽发生器，相当于发电厂的蒸汽锅炉。

其发电设备仍为一般汽轮机和发电机。

核电厂建设需要大量公用辅助和防护设施，故为了提高效益，核电厂的单机容量较大，近年来多在900 MW以上。

发电机一般采用三相同步发电机，电压多为10.5 kV。

每台发电机都有相应的升压变压器，组成发电机一变压器组。

二、电力网及电网电压电力网简称电网，由输电线路，配电线路和变电所组成。

输电线路的作用是输送电能，其特点是电压较高，线路较长；配电线路的作用是分配电能，电压较低，线路较短。

电网按其规模主要分为地区电网和区域电网，前者多限于一个地区或一个省，电压等级为110～220 kV 。

直流系统短路计算1 计算意义为使直流牵引供电系统在城市轨道交通中更有效的发挥作用，必须保证继电保护的可靠性、选择性、灵敏性和速动性。

而直流系统短路计算正是城市轨道交通直流牵引供电系统设备选型及继电保护整定所必须具备的基础条件。

只有在直流系统短路计算之后，才能够进行直流系统设备选型与继电保护整定。

2 计算容直流系统短路计算一般需要计算以下容：(1) 正常情况下双边供电时，各供电区间任一点的直流短路电流。

(2) 任一中间牵引变电所解列时，由相邻牵引变电所构成大双边供电时的区间任一点的直流短路电流。

(3) 端头牵引变电所解列时，由次端头牵引变电所单边供电的区间任一点的直流短路电流。

3 计算方法直流牵引供电系统短路计算有两种方法：电路图法和示波图法，由于示波图法是建立在工程实践基础之上，通过对现场短路试验所拍摄的示波图进行数理分析，而计算出相关参数，因此本文仅应用电路图法进行直流系统短路计算。

(1) 电路图法这一方法是针对城市轨道交通直流牵引供电系统电源多、供电回路多、供电方式多、回路参数多的特点，按照实际供电网络画出等效电路图、进行网络变换，在供电网络中只包括电阻。

再将网络变换后的电路图利用基本定律—欧姆定律、基尔霍夫定律进行计算。

该方法只能计算稳态短路电流I，而不能计K算供电回路的时间常数τ和短路电流上升率di/dt,这是该计算方法的不足。

①用电路图法进行直流短路计算需要以下两个假设条件：a 牵引供电网络中，电源电压U相同。

b 牵引变电所为电源电压，其阻ρ因不同的短路点而改变，不认为是一个固定值。

②用电路图法进行直流短路计算需要输入以下三个条件：a 牵引变电所直流母线电压U （V ）；b 牵引变电所阻ρ（Ω）；c 牵引网电阻R （Ω）。

(2) 牵引变电所阻牵引变电所阻包括以下四个部分设备的阻抗：交流中压电缆、牵引变压器、整流器、直流电缆。

下面介绍从地铁现场短路试验中心总结出来的，便于工程应用的经验公式（1-1），其计算结果包括了中压电缆和直流电缆。

牵引供电系统继电保护配置及整定计算技术导则1. 引言哎呀，大家好！今天我们来聊聊牵引供电系统的继电保护配置和整定计算这块儿。

听上去可能有点专业，但其实跟咱们生活中的电器保护是一个道理，简单明了。

想象一下，你家里的电器突然短路，咱们肯定希望它能及时“跳闸”保护自己，对吧？同样，铁路的供电系统也需要这样的保护措施，以确保安全、可靠地运行。

2. 牵引供电系统的基本概念2.1 什么是牵引供电系统？简单来说，牵引供电系统就是为列车提供动力的电力系统。

就像给汽车加油，列车也是需要电的！这个系统包括变电站、供电线路，还有各种电气设备。

想象一下，变电站就像是一个巨大的电源插座，负责把电输送到列车上。

没电，列车就“趴窝”了，别说出门了，连站着都没劲儿。

2.2 继电保护的重要性说到继电保护，简单理解就是一种“保护伞”。

它能帮助咱们在电力系统出现故障的时候，及时切断电源，避免更大的损失。

这就像是你在家里发现漏水了，第一反应就是赶紧关掉水阀！在牵引供电系统中，这个保护装置能确保设备和人身安全，防止发生火灾、设备损坏等风险。

3. 继电保护的配置3.1 保护配置的原则好，咱们接下来聊聊保护配置。

首先，配置原则得好好琢磨。

通常来说，要根据设备的重要性、故障类型以及运行条件来进行合理配置。

比方说，重要设备就要更严格地保护，像是家里的冰箱，万一坏了可就麻烦了！保护配置要做到“因地制宜”，这样才能真正在关键时刻保护好设备。

3.2 整定计算的关键要素整定计算就有点儿像做一道数学题，但别担心，我们不是要考高数。

它主要是计算保护装置在何种情况下能够及时跳闸，具体参数要根据设备的额定电流和故障电流来决定。

比如说，如果你知道你家电器的最大负荷是2000瓦，那你就得确保保护装置在这个负荷出现异常的时候能够迅速反应。

简而言之，就是要把一切都安排得妥妥当当，像是给电器穿上了“防护服”。

4. 结论总的来说，牵引供电系统的继电保护配置和整定计算是个细致活儿，绝不能马虎。

直流系统短路计算1 计算意义为使直流牵引供电系统在城市轨道交通中更有效的发挥作用，必须保证继电保护的可靠性、选择性、灵敏性和速动性。

而直流系统短路计算正是城市轨道交通直流牵引供电系统设备选型及继电保护整定所必须具备的基础条件。

只有在直流系统短路计算之后，才能够进行直流系统设备选型与继电保护整定。

2 计算内容直流系统短路计算一般需要计算以下内容：(1) 正常情况下双边供电时，各供电区间任一点的直流短路电流。

(2) 任一中间牵引变电所解列时，由相邻牵引变电所构成大双边供电时的区间任一点的直流短路电流。

(3) 端头牵引变电所解列时，由次端头牵引变电所单边供电的区间任一点的直流短路电流。

3 计算方法直流牵引供电系统短路计算有两种方法：电路图法和示波图法，由于示波图法是建立在工程实践基础之上，通过对现场短路试验所拍摄的示波图进行数理分析，而计算出相关参数，因此本文仅应用电路图法进行直流系统短路计算。

(1) 电路图法这一方法是针对城市轨道交通直流牵引供电系统电源多、供电回路多、供电方式多、回路参数多的特点，按照实际供电网络画出等效电路图、进行网络变换，在供电网络中只包括电阻。

再将网络变换后的电路图利用基本定律—欧I，而不能计姆定律、基尔霍夫定律进行计算。

该方法只能计算稳态短路电流K算供电回路的时间常数τ和短路电流上升率di/dt,这是该计算方法的不足。

①用电路图法进行直流短路计算需要以下两个假设条件：a 牵引供电网络中，电源电压U相同。

b 牵引变电所为电源电压，其内阻ρ因不同的短路点而改变，不认为是一个固定值。

②用电路图法进行直流短路计算需要输入以下三个条件：a 牵引变电所直流母线电压U （V ）；b 牵引变电所内阻ρ（Ω）；c 牵引网电阻R （Ω）。

(2) 牵引变电所内阻牵引变电所内阻包括以下四个部分设备的阻抗：交流中压电缆、牵引变压器、整流器、直流电缆。

下面介绍从北京地铁现场短路试验中心总结出来的，便于工程应用的经验公式（1-1），其计算结果包括了中压电缆和直流电缆。

牵引变电所三相vv短路计算
牵引变电所三相VV短路计算
牵引变电所是城市内电力系统中的一个重要环节，也是供给城市交通系统中铁路牵引电力的主要场所。

短路计算是牵引变电所的重要组成部分。

下面将详细介绍牵引变电所三相VV短路计算。

一、短路计算的作用
短路计算是电力系统中的一项关键工作，其作用在于预测可能发生的短路故障，应对可能出现的故障情况。

通过短路计算，我们能够了解电力系统中各个位置的短路电流并进行安全性分析和保护设备的选型。

二、短路计算的流程
1. 收集基础数据：收集电力系统的基础数据，包括电缆、开关、变压器的额定电流、短路电流等。

2. 绘制系统图：依据收集到的基础数据，绘制出牵引变电所电力系统的线路图，并标注各线路的额定电流和短路电流。

3. 计算短路电流：通过改变不同线路之间的连接方式，计算出各个位置的短路电流，并根据计算结果选择保护设备。

三、三相VV短路计算的具体方法
1. 首先进行过渡阻抗的计算，通过过渡阻抗的计算，我们能够得到电力系统中任意两点之间的短路电流。

2. 根据电力系统的拓扑结构，建立符号相组合绕组的等效电路模型。

3. 计算电气负荷电流，得到电力系统中各个部分的电气负荷电流。

4. 等效电路模型的短路电流计算，根据等效电路模型，对其中的各个参数进行计算，得到相应的短路电流。

5. 确定保护设备参数，计算出相应的保护设备参数，用于物理保护设备的配置。

以上就是牵引变电所三相VV短路计算的具体方法，需要注意的是，在进行短路计算时，我们要考虑到各项参数的变动，以便快速修改计算结果，并保证计算的准确性。

地铁牵引供电系统直流短路简化计算与分析摘要：牵引供电系统直流短路计算是地铁供电系统直流设备选型及继电保护整定重要依据。

本文对地铁牵引供电系统的组成进行了分析，研究牵引供电网络简化模型的建立，重点对供电系统直流母线短路、接触网对钢轨短路、接触网对屏蔽门短路等故障类型进行分析论述，校核OVPD、排流柜、单向导通装置等相关设备短路电流耐受能力。

关键词：地铁；牵引供电；直流短路；计算模型1概述地铁牵引供电系统是列车安全稳定运行的核心，系统由牵引变电所、接触网及回流轨三大部分组成。

牵引供电系统一般采用直流1500V或750V供电，牵引变电所设置正、负极母线，正极母线与接触网连接，向列车授流，而钢轨作为回流轨与变电所负极柜连接，形成电气闭环。

直流系统供电电压相对交流系统要低得多，因此，发生短路时，短路电流较大，这对断路器开断能力和设备耐受能力要求更高。

直流短路的电气参数也与交流系统不同，电气模型复杂，准确的计算过程繁琐。

因此，需要对牵引供电的模型进行简化，在满足设计整定计算和设备选型的前提下，又能减少计算量。

2牵引供电系统的构成地铁牵引供电系统主要设备包括牵引变压器、整流器、直流断路器、隔离开关、直流电缆、钢轨电位限制装置、排流柜、回流轨等，在停车场还设置有单向导通装置。

牵引变电所内两套牵引整流机组接在同一段35kV母线上，牵引变电所两套牵引整流机组并联运行构成等效24 脉波整流，DC1500V 侧采用单母线接线方式。

正线牵引变电所设置 2~4 回 1500V 馈线，向上、下行接触网供电，与车辆段、停车场出入段线衔接的牵引变电所另外设置 1~2 回1500V 馈线向出、入段线接触网供电；车辆段/停车场牵引变电所直流正母线根据需要设置4~7 回 1500V 馈线，向车辆段/停车场接触网供电；系统运行方式主要分为正常及故障运行方式两种。

正常运行时，两套整流机组并联运行，牵引网越区隔离开关分闸，相邻的两座牵引变电所构成双边供电方式，实现共同向其供电范围内的列车供电。

铁路牵引网短路电流通用计算方法
发表时间：2020-08-24T15:51:58.497Z 来源：《基层建设》2020年第9期作者：车锐坚[导读] 摘要：目前铁路牵引网短路计算与外电短路容量、牵引变压器类型及容量、接触网长度等相关，目前仍未形成统一的通用计算公式。

中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉 430063
摘要：目前铁路牵引网短路计算与外电短路容量、牵引变压器类型及容量、接触网长度等相关，目前仍未形成统一的通用计算公式。

本文通过梳理各种牵引变电所接线类型，推导出统一短路电流计算公式。

关键字：牵引网短路电流统一计算公式。

牵引网短路电流计算包括牵引变电所进线侧（牵引变压器一次侧）短路、牵引变电所出线侧（牵引变压器二次侧）短路以及牵引网末端短路等三种情形下的短路电流计算[1]。

1 牵引变压器进线侧短路电流计算
若牵引变电所进线侧发生短路时，牵引变电器的接线方式不影响短路
参考文献：
[1]李群湛,连级三,高仕斌. 高速铁路电气化工程[M]. 成都:西南交通大学出社, 2006.
[2]李群湛.电气化铁路电能质量及其综合控制技术[M].成都:西南交通大学出版社,2007.
作者简介：车锐坚，男，1987年出生，工程师。

毕业于西南交通大学，硕士研究生，现从事电气设计工作。