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城市轨道交通牵引供电系统电能损耗分析城市轨道交通牵引供电系统是确保城市轨道交通车辆正常运行的关键部分，其电能损耗分析对于提高能源利用效率、降低运营成本具有重要意义。
本文将从城市轨道交通牵引供电系统的组成、电能损耗的主要因素、电能损耗的计算方法以及降低电能损耗的策略等方面进行探讨。
一、城市轨道交通牵引供电系统的组成城市轨道交通牵引供电系统主要由变电所、接触网（或第三轨）、牵引变流器、牵引电动机等组成。
变电所负责将高压交流电转换为适合轨道交通车辆使用的低压直流电或交流电。
接触网或第三轨则是将电能传输到车辆的媒介。
牵引变流器将变电所提供的电能转换为适合牵引电动机使用的电能形式，而牵引电动机则是将电能转换为机械能，驱动车辆运行。
二、电能损耗的主要因素在城市轨道交通牵引供电系统中，电能损耗主要发生在以下几个方面：1. 变电所的转换损耗：在高压交流电转换为低压直流电或交流电的过程中，由于变压器、整流器等设备的损耗，会产生一定的电能损失。
2. 接触网或第三轨的传输损耗：电能在通过接触网或第三轨传输到车辆的过程中，由于电阻、电感等因素的影响，也会产生电能损失。
3. 牵引变流器的转换损耗：牵引变流器在将电能转换为适合牵引电动机使用的电能形式时，由于器件的损耗，同样会产生电能损失。
4. 牵引电动机的损耗：牵引电动机在将电能转换为机械能的过程中，由于铜损、铁损等因素的影响，也会产生电能损失。
5. 车辆运行中的损耗：车辆在运行过程中，由于空气阻力、摩擦力等因素的影响，也会消耗一部分电能。
三、电能损耗的计算方法电能损耗的计算方法通常包括理论计算和实测两种方式。
理论计算主要是根据牵引供电系统的组成和各部分的损耗特性，通过数学模型进行计算。
实测则是通过在实际运行中测量各部分的电能损耗，然后进行分析。
具体计算方法如下：1. 变电所损耗计算：可以通过测量变压器的输入功率和输出功率，计算出变压器的损耗功率。
2. 接触网或第三轨损耗计算：可以通过测量接触网或第三轨的电流和电压，计算出线路的损耗功率。
《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 。
目录第一章概论 (3)§1-1 电气化铁路的发展概况 (3)§1-2电力牵引供电系统设计的一般知识 (4)第二章牵引供电一次系统 (6)§2-1 电气化铁路的组成 (6)§2-2 供电方式 (8)§2-3 牵引变电所 (14)第三章牵引网 (26)§3-1 接触网的组成 (26)§3-2 接触悬挂的类型 (27)§3-3 接触网设备与结构 (31)第四章牵引网阻抗计算 (40)§4-1 牵引网导线参数 (40)§4-2 牵引网的等效电路及其阻抗 (42)§4-3 单线牵引网阻抗 (43)§4-4 单线牵引网阻抗计算............................................................................................... 错误!未定义书签。
§4-5复线牵引网阻抗 . (49)第五章牵引变电所容量计算和选择 (53)§5-1 馈线电流的计算 (53)§5-2 牵引变压器容量计算 (62)第六章短路电流及其计算 (67)第七章铁道供变电的高压设备及选择 (67)第八章铁道供变电的二次系统 (67)第九章防雷与接地 (67)第十章牵引供电系统的电能质量问题 (67)§10-1 牵引供电系统的电压损失 (67)§10-2 牵引供电系统的电能损失 (67)§10-3 牵引负荷对电力系统的影响及改善措施 (67)§10-4 牵引网对通信线路的影响 (67)参考文献 (68)第一章概论§1-1 电气化铁路的发展概况一、电气化铁路发展历程采用电力机车为主要牵引动力的铁路成为电气化铁路。
1897年5月31日在德国柏林的世界贸易博览会上，由西门子公司和哈克斯公司展出了世界上第一条电气化铁路，迄今已有近130年的历史。
《电气化铁道供电系统》2011教学要点第一章电力系统与牵引供电系统电力系统：电能的生产、输送、分配和使用组成了一个系统，称为电力系统，主要由发电厂、电力网、电能用户组成。
电力网的任务是将电能从发电厂输送和分配到电能用户。
电力网由各种电压等级的输、配电线路和变（配）电站（所）组成。
按其功能常分为输电网和配电网两大部分。
国家规定的电网额定电压分别为(KV)：750、500、330、220、110、60、35、10、6等9个电压等级。
牵引变电所进线电源电压等级主要为110kV，少量采用220kV。
牵引供电系统具有哪些主要特点？由哪几个子系统组成？答：牵引供电系统与一般供电系统相比，具有以下明显特点：(1) 所供负载是一个单相、移动而且是直流的负载。
(2) 供电额定电压为27.5kV(BT)和55kV(AT)，不同于国家电网规定的额定电压。
(3) 供电网不同于电力网，它是通过与电力机车接触而供电，因此又叫接触网。
(4) 具有独特的回流通路(架空回流、轨回流和地回流)。
广义牵引供电系统由：电力系统、牵引变电所、牵引网(接触网、供电线、吸回装置)、电力机车。
狭义的牵引供电系统通常只指牵引变电所和牵引网2大部分。
牵引供电系统的4种电流制：（1）直流制(1500V)，主要用于地铁、矿山等。
（2）低频单相交流制（3）三相交流制（4）工频单相交流制(27.5KV)，我国电气化铁路均采用这种制式。
牵引变电所的4种一次供电方式：（1）一边供电（2）两边供电（3）环形供电（4）辐射供电。
单侧供电方式的可靠性一般比双侧供电方式和环形供电方式要差。
牵引变电所向接触网供电的供电方式：单边供电与双边供电。
第二章牵引变压器及其结线第二章牵引变压器及其结线序号变压器类型输出电压容量利用率对称与否1 单相接线(纯单相单相VV，三相VV量等，60°100%不对称系数1,0.52 三相YN/d11量等，60°75.6%不对称系数0.53 三相不等容量量等，60°94.5%不对称系数0.54 斯科特接线量等，90°92.8%对称5 阻抗匹配平衡型(非阻抗匹配平衡型)量等，90°100%对称三相牵引变压器容量利用率是75.6%，当考虑温度系数kt=0.9时容量利用率可提高到84%容量利用率=定额输出容量/额定容量单相结线在电力系统的电流不对称系数为1，VV结线和三相Y/d结线变压器的不对称系数为0.5。
《牵引供电系统》习题《牵引供电系统》习题⼀、⼆、三⼀、填空题1、电⼒系统是指（发电）、送电、变电、⽤电组成的整体。
2、电⽹按其规模主要分为地区电⽹和（区域）电⽹。
3、电⼒⽹简称电⽹，由（输电线路）、配电线路、变电所组成。
4、按变电所的规模及作⽤，可将其分为（枢纽）变电所、地区变电所、⽤户变电所三种。
5、牵引变电所的⼀次侧主接线⽅式有（桥接线⽅式）、双T接线⽅式、单母线分段⽅式三种。
6、牵引供电系统的电流制主要有（直流制）低频单相交流制、三相交流制、⼯频单相交流制四种。
7、单相牵引变压器结线的⽅式有（纯单相结线）、单相V，V结线、三相V，V结线三种。
8、斯科特变压器可以把（三相对称）电压变换成相位差为90°的两相对称电压，它对电⼒系统形成的负序较⼩，且变压器的容量利⽤率较⾼。
9、斯科特变压器可以把三相对称电压变换成相位差为90°的两相对称电压，它对电⼒系统形成的负序（较⼩），且变压器的容量利⽤率较⼩。
10、⼀台斯科特变压器包括M座变压器和（T）座变压器。
11、牵引⽹是由馈电线、接触⽹、（钢轨）、回流线组成的双导线供电系统。
12、牵引变电所的⼀次供电⽅式有（⼀边供电）、两边供电、环形供电三种。
13、SS8型电⼒机车25kV侧的电路主要包括（受电⼸）、主断路器、变压器、电压互感器、电流互感器、避雷器等设备。
14、牵引变电所容量计算步骤分确定计算容量、确定校核容量、（安装容量）三步进⾏。
15、牵引变压器的备⽤⽅式有移动备⽤和（固定备⽤）两种。
16、牵引⽹阻抗是计算牵引⽹的电压损失、电能损失、（短路电流）所必需的基本参数。
17、牵引⽹主要由接触⽹和（钢轨）组成。
18、单线牵引⽹阻抗的计算，就是两个等值导线-地回路阻抗的计算，其主要任务在于把各并联导线-地回路归算成单⼀导线-地回路，并完成两个导线-（地）回路的等值阻抗计算。
19、根据国家有关标准规定，铁道⼲线电⼒牵引母线上的额定电压为（27.5）kV，⾃耦变压器供电⽅式为55kV，电⼒机车额定电压为25kV，最⾼允许电压为29kV，最低⼯作电压为20kV，受电⼸上电压不得低于19kV。
《牵引供电系统》复习题（本科）一、填空题1、内燃机车是以柴油为燃料，利用柴油发电机-电动机组牵引列车，效率比蒸汽机车高。
2、电力系统是指发电 , 送电 , 变电 , 和用电组成的整体。
3、电力网简称电网。
由输电线路、配电线路、变电所组成。
4、输电线路的作用是输送电能，其特点是电压较高、线路较长。
5、配电线路的作用是分配电能，其特点是电压较低、线路较短。
6、变电所分为枢纽变电所、地区变电所、用户变电所三种。
7、变电所除具有变换电压的作用外,还具有集中电能,分配电能和控制电能以及调整电压的作用。
8、牵引供电是指拖动车辆运输所需电能的供电形式。
9、工频单相交流牵引供电系统主要由牵引变电所、牵引网两部分组成。
10、机车的额定电压为 25kv ，最高工作电压为 29kv ，最低工作电压为 20kv 。
11、工频单相交流电力机车是功率很大的单相负荷，会影响到三相电力系统的对称性。
12、根据所采用的变压器的类型不同，牵引变电所通常又分为单相牵引变电所、三相变电所、三相-两相变电所三种。
13、为减小操作过电压对变压器绕组绝缘的威协，在变压器送电和停电的瞬间必须合上中性点接地隔离开关。
14、为了经济合理地选择牵引变压器容量，计算分确定计算容量、确定校核容量、安装容量三个步骤进行。
15、牵引网的电阻主要包括接触网的电阻、钢轨的电阻、大地回路的电阻。
16、牵引网阻抗是供电臂的电压损失、电能损失、短路计算的基本参数。
17、电气化铁道供电系统的主要任务是保证安全可靠地向电力机车供电。
18、牵引供电系统由于阻抗及负荷而导致供电电压降低，其降低的数值称为电压损失。
19、牵引负荷引起的电压损失主要由牵引网的电压损失、牵引变电所的电压损失两部分组成。
20、牵引供电系统目前采用直流制,低频单相交流制,三相交流制,工频单相交流制几种制式.21、牵引变电所的作用是降压,并将三相电源转换成两个单相电源,然后通过馈电线分别供电给牵引变电所两侧的接触网。
牵引供电系统_兰州交通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.电力牵引的制式是指供电系统向电动车辆或电力机车所采用的（）答案:电压和电流制式2.当前世界各国干线电气化铁路应用较普遍的牵引供电制式是（）答案:工频单相交流制3.为确保轨道交通牵引供电的可靠性，牵引变电所应有（）答案:两个独立的电源点4.为了限制直流串激电动机起动电流太大和正常运行时为了降速而降低其端电压，最早采用在电动机回路中（）答案:串联大功率电阻5.我国干线电气化铁路采用工频单相交流制，其供电电压为（）答案:25kV6.电力系统是由各环节构成的完整工作系统，包括（）答案:发电．输电．变电．配电．用电7.牵引供电系统主要有三大组成，下列哪一项不属于组成之一（）答案:外部电源8.变压器容量需要将负荷电流变换成变压器绕组有效电流，三相变压器应以（）的有效电流计算其容量。
答案:重负荷相绕组9.（）主接线可实现同一供电分区的上．下行接触网并联工作或单独工作。
答案:分区所10.供电臂的负荷电流与下列哪项无关（）。
答案:接触网类型11.为了提高直流电的供电质量，降低直流电源的脉动，直流牵引变电所常采用（）。
答案:多相整流12.电压互感器工作时二次绕组的额定电压一般为（）。
答案:100V13.整流器在一次设备中属于（）。
答案:变换设备14.变压器能实现的作用是（）。
答案:二次侧电压的升降15.通常与隔离开关配合使用的设备是（）。
答案:高压断路器16.所内交、直流自用电系统的控制开关．刀闸．仪表电器等一般装设在（）。
答案:自用电盘17.高压熔断器在一次设备中属于（）。
答案:保护设备18.高压断路器在一次设备中属于（）。
答案:控制设备19.设三相变压器一次侧的额定线电压和额定线电流分别为UN1和I N1铁心，则其额定功率为（）。
答案:SN=31/2UN1 I N120.通常与高压负荷开关配合使用的设备是（）。
答案:高压熔断器21.避雷器是一种（）。
铁路知识考试：电气化铁道供电系统考试题1、判断题一边供电：接触网供电分区由两个牵引变电所从两边供应电能。
正确答案：错2、填空题牵引供电系统电压损失主要由两部分组成：（1）（）的电压损失；（2）牵引（）的电（江南博哥）压损失。
正确答案：牵引网；变电所3、填空题导线则等效半径为：（）。
正确答案：4、问答题什么叫弛度？正确答案：对水平架设的线路导线相临两个悬挂点的水平连线与导线最低点的垂直距离称为弛度。
5、问答题请简要说明功率因数低的不良影响。
正确答案：①电力牵引负荷的功率因数低，不但使变压器等供电系统设备的能力不能充分利用，同时降低发电机组的输出能力和输变电设备的供电能力，使电气设备的效率降低，发电和输变电的成本提高②增加输电网络中的电能损失③增加输电网络中的电压损失6、问答题操作电源直流系统正、负极接地对运行有什么危害？正确答案：直流正极接地有可能造成保护误动作。
因为一般跳闸线圈（如TQ、BCJ等）均接负电源端为固定结线，若这些回路再发生接地或绝缘不良就引起保护误动作。
直流负极接地有可能造成保护拒动或开关拒动，使开关越级跳闸，扩大事故。
因为两点接地将分闸或合闸回路短路，这时还可能烧坏继电器的接点。
7、填空题采用载流承力索或加强导线由于降低了牵引网（），因此当牵引负荷一定时，电压损失也就随之降低。
一般可降低（）％以上。
在靠近牵引变电所的区段加设加强导线效果最好。
正确答案：阻抗；258、问答题什么是中央信号电路接线的不对应原则？正确答案：在断路器控制、跳闸事故信号电路中“不对应原则”指的是：当控制开关在合后位置，断路器因故障继电保护动作跳闸，构成开关和断路器实际位置不对应，即反映事故状态，中央信号发出音响和灯光显示如将控制开关板至分后位置，使开关位置与断路器实际位置相对应，事故信号复归。
9、问答题触头的磨损有哪些？正确答案：触头的磨损有机械磨损、化学磨损和电磨损。
其中电磨损有液桥的金属转移和电弧的烧损两种方式。
