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雷火电竞体彩app下载平台:城市轨道交通牵引供电系统摘要ppt

发布时间: 2022-04-11 10:45:10 来源:雷火电竞体彩app下载平台 作者:雷火电竞竞猜

  第五章 运动系统 运动系统的功能 数据采集与处理功能 模拟量的输入 数据放大器 数据采集中使用的放大器与一般测量 系统中的放大器相似。它要求高增 益、高稳定度、宽频带、低零漂和低 噪声。一般将这种处理数据用的放大 器称为数据放大器。模拟通道中的数 据放大器的作用是起通道的各部分的 隔离作用,获得阻抗匹配;在低电乎 通道中,需要它来提高信号电平以适 应A/D的输入要求。 第五章 运动系统 运动系统的功能 数据采集与处理功能 2. 开关量的输入 第五章 运动系统 运动系统的功能 数据采集与处理功能 3. 输入数据的前置处理 计算机要搜集的运行参数类别很多,如温 度、压力、流量、水位、速度、加速度、二 氧化碳浓度、电流、电压、功率、频率等。 而每一种参数的测量范围又是很宽的,通常 均使用各种变送器将这些参数转换成相应的 电参数。即使如此,计算机也不可能对这 些电参数进行预处理,一般需将其通过A/ D转换器变换成数字量后送入计算机。 在以上数据采集与前置处理的基础上、计算 机或计算机系统实现微机远动功能。 第五章 运动系统 运动系统的功能 运行的安全监视功能 1.运行参数监视 定义:对数据采集系统得到的运行参数,逐个的与给定的控制限定值进行比 较,发现参数越限立即报警并显不均打印记录,这就是运行参数监视的主要内 容。 事件追忆记录:出现异常工况时.应对异常情况有关的运行参数加速采样与比 较,以便加强监视并及时掌握异常工况的发展情形,并在整个异常工况过程中 将异常参数及其有关的其他参数以规定的周期不断地存入存储器中,以便事后 输出,进行分析研究。 第五章 运动系统 运动系统的功能 2.运行参数的制表打印 定时制表:正常运行的参数可按需要以一定的格式和时间间隔在制表打印 机上制成表格。通常每小时必须记录重要的一次及二次参数。对累计值及经济 指标每一值一般为八小时制表一次。日累计值及经济指标的日平均值,每日制 表一次。 参数越限打印:部分需监视上下限值的运行参数,和运行过程中需监视实 时变化趋势等参数,一旦越限或趋势超出预定范围时应进行报警和打印输出, 引起运行人员的注意。 事故追记打印;将由事故所引起的继电保护和开关动作情况,按动作时间 先后次序予以记录。并将事故前一段规定的时间内的有关参数打印输出,以作 分析事故用。 操作记录,,每个遥控操作均须记录如下内容: a.操作内容;b.操作人员姓名c.操作时间 运行的安全监视功能 第五章 运动系统 运动系统的功能 3.屏幕显示 1.主接线图 显示变电所主结线及相关的断路器、隔离开关及接地刀闸的状态,模拟量信 息,并且要求在该图上可进行断路器、隔离开关及接地刀闸的操作。 运行的安全监视功能 第五章 运动系统 运动系统的功能 3.屏幕显示 1.主结线图 显示变电所主结线及相关的断路器、隔离开关及接地刀闸的状态,模拟量信 息,并且要求在该图上可进行断路器、隔离开关及接地刀闸的操作。 运行的安全监视功能 2.主变压器运行参数表 在该画面上不仅可显示主变线圈及油温度及调压档位,而且可以进行调压操作 3. 运行参数表:所有模拟量的实时数据 4.事故信息表反故障信息表:显示所有事故及故障信息及其发生的时间和回归正常的时间。 5.越限信息表:显示各种越限信息复正常值时间。 6.操作记录表:记录操作人的姓名、操作内容、时间。一般情况以密码输入 操作员的代号,而打印显示为操作人的姓名。 7.实时曲线:以曲线形式记录某一时段的重要参数。如电压曲线,功率曲 线等。 第五章 运动系统 运动系统的功能 4.报警功能 故障报警:显示报警内容,一般以黄色表示报警发生,同时启动故障报警音响。 事故报警:显示报警内容,一般以红色表示报警发生,报警点闪烁(人为确认报警后才停止闪烁)。一般从原屏幕显示画而切换到主接线画面,以便运行人员一目了然事故点,同时启动事故音响。 越限报警:当越限时,越限参数改变颜色(越上限为红色,越下限为黄色) 语音报警、打印报警 运行的安全监视功能 第五章 运动系统 运动系统的功能 5.遥控功能 断路器分、合闸。 隔离开关分、合闸,接地刀闸操作等(需泞意闭锁条件) 电压及无功调节需注意闭锁条件 运行的安全监视功能 第五章 运动系统 运动系统的功能 6.自动功能:远动系统执行端的计算机系统(下位机)不需 调度端的命令而可自动执行的控制。 电压无功自动综合调节 根据调度端定值表中设置的电压和功率因数合格范围,下位机自动控制,改变主变分接头位置和切、投补偿电容器。 10 kv系统接地自动检测与选跳 下位机以10 kv零序电压越限(接地继电器动作)和线路的零序电流增长率 越限为判据而选跳I0kv线路,进行自动选跳,也可以由值班人员根据显示的信 息进行手动选跳。 低频自动减载 下位机定时(如20 ms)测一次频率,当n次(可设定)所测频率的平均值低于所 设的频率值,并延时若干秒仍低,则按设定的断路器号逐个跳闸,进行自动减 载,并向主控端报管,同时做顺序记录,启动故障录波仪。 运行的安全监视功能 第五章 运动系统 运动系统的功能 7. 通讯功能。 (1)与地调及中调的通讯:将一些重要的状态信号及参数实时传送至地调与中 调,并接受地调与中调的命令。 (2)与继电保护管理机通讯:采集继电保护的信息,并么远动系统中予以显 示,如保护定值、保护状态等。同时可经继电保护管理机改变保护定值反投、 退某种保护。 运行的安全监视功能 第六章 牵引供电系统设计计算 牵引供电系统的电气参数 平均电流、有效电流和最大电流 平均电压损失及最大电压损失 平均功率损失 Speed, rpm Torque Power N max N b ( ) 1 2 M d 3 2 2 5 3 2 f f D a f r v b f a v m V A C V gf M V V t P r + + + = 第六章 牵引供电系统设计计算 列车牵引计算与运行曲线 影响牵引供电系统负荷的大小因素:运输量、线路状态、行车速度、 所用车辆、操纵方法 1.列车运行速度(g)与列车走行距离的关系,即v=f(l) 2.列车取用电流(/)与列车走行距离的关系,即i=f(l); 3 .列车走行时间(f)与列车走行距离的关系,即t=f(l); 4.列车取用电流(i)与列车走行时间t的关系,即:i=f(t) 0 50 100 150 0 100 200 300 400 500 600 -40 -20 0 20 40 S p e e d , k m / h P o w e r , k W Average power without regenerative braking Average power with zero regenerative braking Instantaneous power Time, Sec. (d) ECE driving cycle 0 50 100 S p e e d , k m / h 第六章 牵引供电系统设计计算 列车牵引计算与运行曲线 平均电流: 第六章 牵引供电系统设计计算 牵引供电系统参数计算方法 运行图法 第六章 牵引供电系统设计计算 牵引供电系统参数计算方法 运转量计算方法: 按运转量计算电气参数的方法是按运输任务(运行的列车对数, 牵引计算得到的列车电流等)对实际运行的列车情况做某些列车运行(或分和)规律的 假定后进行计算的。 均匀分布负荷法:把供电区段上实际有限个列车负荷看成均匀分摊在供电区段上, 以每km线路的A值为计算负荷进行电气参数计算的。 移动负荷法:把供电区段上实际有的列车看成相互之间保持距离不变而平行移动来 进行电气参数计算的。 上述两种方法因估算符合状态与实际状态相差甚远而未广泛采用 改进方法:在数理统计的基础上进行电气计算 第六章 牵引供电系统设计计算 牵引供电系统参数计算方法 分析法 根据数学概率论的原理, 当各列车取用电流为相互不 相关时,即某列车取某一电 流值时.它并不影响其他(n 一1)列列车各取什么样的电 流.也就是各列车之间所取 电流有其随机性,互不影响 和约束,实际上也反映了列 车所处位置的各种可能性, 这是比较接近实际情况的。 (i1+i2+……+in)平均值=(I1+I2+……+In) (i1+i2+……+in)平均值————所有时刻的电流平均值 (I1+I2+……+In)————各列车在各个走行时间内的平均值 第六章 牵引供电系统设计计算 馈电线、接触网及牵引变电所的容量计算 馈电线:选取馈电线的截面直径应根据有效电流(电流的均方根值)大小; 牵引变电所容量: 根据供电计算得到的馈电线电流,直接计算相关牵引变电所的牵引用电容量。 从列车牵引计算所得到的列车走行单位能耗(kw.h/(t.km))来进行计算。 W=a×G×L×N×M×2(kw.h) a——牵引单位用电量kw.h/(t.km) G——每辆车质量(总重)t 人——牵引变电所供电距离km N——列车编组车辆数; M ——每小时开行列车对 Wd=(W十W辅十W线 (kW·h) 牵引变电所的交流容量ST为: ST=1.05Wd 第六章 牵引供电系统设计计算 牵引供电系统的设计与技术经济问题 设计指标: 牵引变电所容量 触网供电方式 导线截面积 电力网向牵引变电所供电方案 继电保护 技术经济指标: 牵引变电所用电量、利用率 接触网电压水平 牵引供电系统能量损耗 城市轨道交通直流牵引变电所设计参考 对车站距离不大干1km,上、下行分路双 边供电情况下: 网压750 v时,6车编组 l<2km牵引变 电所间二个车站; 4车编组 l<3km牵引变 电所间三个车站。 网压1500V时,6车编组 l<2.5km为 宜;4车编组 l<4.5km。 如行车密度小于2min,则l应更小。 第四章 牵引网 支持与固定装置 隧道内的支持与固定装置 第四章 牵引网 支持与固定装置 隧道内的支持与固定装置 第四章 牵引网 支持与固定装置 腕臂支持装置 第四章 牵引网 支柱和基础 支柱卜的支持装置不同,支柱可以分为腕 臂支柱、软横跨支柱、硬横跨支柱和定位支柱。 第四章 牵引网 支持与固定装置 定位装置:接触线的定位 定位装置安装在支持装置上,一般每一根支柱上均有定位点。 由于线路情况的不同,支柱位置也不同,定位方式可以不同。 定位装置由定位管和定位器组成。定仪器通过定位线夹把接触线按要求 固定在一定的位置上,并承受接触线的水平力(风力和曲线力)。定位器是 通过定位管连接在绝缘腕臂亡的。定位装置除定位器和定位管以外还需要 一些辅助配件,如定位钩、定位环、定位环线夹等。 第四章 牵引网 支持与固定装置 软横跨和硬横跨:多股股道之间的定位 第四章 牵引网 支持与固定装置 软横跨和硬横跨:多股股道之间的定位 硬横跨钢柱 第四章 牵引网 支柱和基础 支柱卜的支持装置不同,支柱可以分为腕 臂支柱、软横跨支柱、硬横跨支柱和定位支柱。 第四章 牵引网 支柱和基础 支柱卜的支持装置不同,支柱可以分为腕 臂支柱、软横跨支柱、硬横跨支柱和定位支柱。 第四章 牵引网 接触网张力驰度曲线 第四章 牵引网 概述 架空式接触网的组成与结构 接触轨式接触网 第四章 牵引网 接触轨 特点:与行走轨道平行铺设、特殊软钢制成的钢 轨 第四章 牵引网 上磨式接触轨 上磨式的接触力不由受流器的重量和磨耗情况决定。而只受弹簧支座特性的控制,受流平稳,并能减少在间隙和道岔等处的电流冲击。 第四章 牵引网 下磨式接触轨 下磨式的优点是可以加防护罩,对工作人员较为 安全。这种方式安装结构较为复杂,费用较高, 在经常冰冻和下雪而造成集电困难的地区使用较 为普遍。 第四章 牵引网 第四章 牵引网 侧面接触轨 第四章 牵引网 轨道接头 正常接头、温度接头和绝缘接头 (1)正常接头 在正常接头处,两轨端紧密接合,并用鱼尾板连接 第四章 牵引网 轨道接头 正常接头、温度接头和绝缘接头 (2)温度接头: 在温度接头处.轨端留一空隙.其大小视温差不同而定。轨头上的鱼尾板用螺栓只固定在一边的钢轨上,而另一端的钢轨自由地放在鱼尾板中间,当接触轨随温度发生长度变化时,它可以在鱼尾板内自由移动。为了保证电气方面的良好接触,在温度接头处用软裸铜线做的连接器加以连接。 第五章 运动系统 概述 运动系统的功能 运动系统的硬件结构 第五章 运动系统 概述 远动技术为基础的电力调度系统及变电所综合 自动化系统 综合自动控制理论、计算机技术和现代通信 技术对生产过程、特别是处于分散状态的生 产过程进行集中监视、控制和统一管理。 功能 远动技术即是调度所与各被控端之间实现遥 控、遥测、通信和遥调技术的总和。 第五章 运动系统 遥控 遥控是从调度所发出命令以实现远方操作和切 换 迢调是调度所直接对被控站某些设备的工作状态 和参数进行调整。 遥调 测量被控站的运行参数如功率、电压、位置 信号、报警信号等传输给报警端 遥测 遥信 位置信号、报警信号等,传输给调度端 第五章 运动系统 运动系统的基本结构 命令的产生、传送与接收 YK YT 输入 YC YX 显示 YK YT 编码 YC YX 译码 抗 干 扰 编 译 码 器 调 制 解 调 器 抗 干 扰 编 译 码 器 YK YT 编码 YC YX 译码 调 制 解 调 器 YK YT 输入 A/D 上行 通道 下行 通道 YX YC 第五章 运动系统 运动系统的性能指标 可靠性:是指设备在技术要求所规定的工作条件下, 能够保证所规定的技术要求的能力。 运行时间 运行时间+停用时间 系统利用率= ×100% 信号出现差错的数量 传输信息的总数量 差错率= 第五章 运动系统 运动系统的性能指标 容量:遥控、遥调、遥测、遥信等对象的数量,称 为该远动装置的容量 功能:除遥控、遥调、遥测、遥信功能之外,还有数据 记录、信息转发、自动调节等功能。 实时性:从发送端事件发生到接收端正确地收到该事件 信息这一段时间之内的间隔 例如:电力系统典型最大容许时延,在正常情况下遥测送信为2一10 s。在 状态变化(如开关跳闸时为o.5—5s。在传送遥控、遥调等命令时为0.1-2s. 第五章 运动系统 运动系统的性能指标 抗干扰能力:有干扰源的情况下,运动系统仍能保持 技术指标的能力。 提高抗干扰能力的措施: 在信道输入端适当变换信号形成,使其不易受干扰的影响, 接收端变换环节的硬件结构加以改善.使其具有消除干扰的滤波能力。 第五章 运动系统 运动系统的性能指标 安全性 (1)设备安全:一般要求硬件有冗余结构,且能自诊断.因此往往采用双机系统且互为热备用,要求主机的CPu负载率不大于60%。对软件要求尽可能固化,且有自恢复功能。 (2)控制安全:对断路器、隔离升关、主变的调压等遥控操作,除了需输入操作员密码外,还需考虑各种闭锁条件。 (3)通讯安全 1.要求系统对通讯中的干扰有屏蔽功能,有相当的检错或纠错能力。 2.上位机与下位机通讯即使中断,下位机的自动控制功能依然可保持执行,从而使生产不致于中断。 第五章 运动系统 运动系统的性能指标 可维护性及扩容性 硬件模块化结构,便于检查与更换 软件也为模块化,且配备自诊断和故障检测程序。 由于变电所存在增加输入、输出线路的可能性,因此要求远动系统具有可扩容性,即便于增加四遥容量。 随着电力系统的发展,调度系统的完备,变电所与各级调度所均要进行通讯联系,因此必须具备相应的通讯接口。 随着对变电站有综合自动化的要求,希望继电保护信息能进入远动系统,因此也需留有与继电保护管理机的通讯接口。 第五章 运动系统 概述 运动系统的功能 运动系统的硬件结构 第五章 运动系统 运动系统的功能 数据采集与处理功能 模拟量的输入 生 产 过 程 变 送 器 采 样 变 换 器 数据 放大器 控制器 A/D转换器 中 央 处 理 器 模拟量输入通道原理图 第五章 运动系统 运动系统的功能 数据采集与处理功能 模拟量的输入 A/D转换器 第五章 运动系统 运动系统的功能 数据采集与处理功能 模拟量的输入 采样切换器 第五章 运动系统 运动系统的功能 数据采集与处理功能 模拟量的输入 数据放大器 数据采集中使用的放大器与一般测量 系统中的放大器相似。它要求高增 益、高稳定度、宽频带、低零漂和低 噪声。一般将这种处理数据用的放大 器称为数据放大器。模拟通道中的数 据放大器的作用是起通道的各部分的 隔离作用,获得阻抗匹配;在低电乎 通道中,需要它来提高信号电平以适 应A/D的输入要求。 第二章 变电所的主要电气设备 电气主接线.简单分支接线 第四章 牵引网 概述 架空式接触网的组成与结构 接触轨式接触网 第四章 牵引网 定义 牵引网是包括了接触网、钢轨回路(包括大地)、馈电线和 回流线的一个大的范畴,它是轨道交通供电系统中向电动 车组供电的直接环节。 接触网是一种悬挂在轨道上方沿轨 道敷设的、和铁路轨顶保持一定距 离的输电网。 馈电线是连接牵引变电所和接触网 之间的导线,它把经牵引变电所变 换成合乎牵引制式用的电能馈送给 接触网。 第四章 牵引网 第四章 牵引网 定义 回流线是经连接轨道和牵引变电所的导线,通过回流线把 轨道中的回路电流导入牵引变电所。 接触网 牵引供电系统示意图 第四章 牵引网 接触网的工作特点 1.没有备用 牵引负荷是重要的一级负荷,向牵引变电所供电的电源线 均设置两个回路,牵引变电所内主变压器及其他重要设备 也在设计中考虑了备用措施、一旦主电源、主要设备故障 时,备用电源、备用设备可及时(自动)投入远行,以保证 对接触网的不间断供电。接触网由于受电动车组在空间 上的关系.和轨道一样无法采取备用措施。 第四章 牵引网 接触网的工作特点 2. 常处在动态运行状态中 接触网以定的压力和速度与接触网接触摩擦运行.通过 接触网的电流很大、运行中不可避免地会产生受电弓离线 而引起电弧; 在露天区段承受风、雾、雨、雷及大气污染的作用.使 接触网昼夜不停地处在振动、摩擦、电弧、污染、伸缩的 动态运行状态之中。 第四章 牵引网 接触网的工作特点 3. 结构复杂,技术要求高 保证电动车组女全、可靠、质量良好地从接触网取流, 接触网的结构比较复杂、技术要求也较高,如对接触网导 线的高度、拉力值、定位器的坡度,接触网的弹性、均匀 度等都有定量的要求。 第四章 牵引网 对接触网的基本要求 机车运行时的振动和接触线高度变化等闲素的影响往校造 成滑板相接触线间的压力变化很大,有时甚至产生脱离现 象,致使滑板和接触线之间的脱离处发生电弧。 从电路要求上,为保证良好的导电状况,滑板与接触线 的接触应保持一定的接触压力。 碰撞和电弧会造成接触网和受电弓的机械损伤和烧伤、严 重者将造成断线事故.而且取流不良对电动车组上的电机 和电器产生不利的影响,所以应该尽量避免。 第四章 牵引网 对接触网的基本要求 1.接触网悬挂应弹性均匀、高度一致,在高速行车和恶劣的气象条件下,能保证正常取流。 2.接触网结构应力求简单,并保证在施工和运营枪修方面具有充分的可靠性和灵活性。 3.接触网的寿命应尽量长,具有足够的耐磨性和抗腐蚀能 4.接触网的建设应注意节约有色金属及其他贵重材料,以降低成本。 第四章 牵引网 对接触网的分类 1.架空式触网 2.接触轨式触网 第四章 牵引网 接触网的供电方式:单边供电、双边供电 第四章 牵引网 接触网的电分段 概念: 纵向或横向将接触网从电气连接上互相分开 的装置。为了使接触网的供电具有安全、可靠和灵活性, 接触网在区间和车站之间、车辆段和区间之间以及一些特 殊线路的始端,如电动车组上部设备检查线、试车段等, 通常加设电分段。 区别:纵向分段、横向分段 纵向电分段指的是沿线路方向进行分段。横向电分段是 在线路之间的分段,如在车辆段的各股道之间进行的分 段等。 第四章 牵引网 接触网的机械分段 概念: 1.跨距:架空式接触网的接触悬挂是通过沿线铁路布置 的支柱或固定装置悬挂于铁道的上空,支柱与支柱(或固定 装置与固定装冒)之间的水平距离称为跨距。 2.弛度:悬挂点水平连线上由于触网自身的重力形成悬 弧形状,接触线在跨距中央位置与悬挂点水平连线.接触线的张力:接触线所受的拉力 第四章 牵引网 接触网的机械分段 架空式接触网的机械分段是以锚段进行划分的 锚段:是将接触网沿线分成一定长度.并在结构上 有独立机械稳定性的分段,采用它可以缩小发生事故时 的范围并便于检修。 9跨锚段 锚段关节: 一个锚段和另一个锚段相衔接的接触网悬挂结构称为锚段关 节 第四章 牵引网 概述 架空式接触网的组成与结构 接触轨式接触网 第四章 牵引网 架空式接触网的组成 架空式接触网由接触悬拄、支持装置、支柱与基础几大部 分组成。 接触悬挂是将电能传导给电动车组的供电设备 支持装置:用来支持悬挂,并将悬挂的负荷传递给支柱 或固定装置的。 支柱是接触网中最基本、应用最广泛的支撑设备,用来承受接触悬挂与支持设备的负荷。接触网支柱,按其使用材质分为预应力钢筋混凝土支柱和钢支柱两大类。 第四章 牵引网 接触悬挂的类型、结构 接触悬挂包括承力索、接触线、吊弦、定位器、补偿装 置、悬挂零件及中心锚结等元件。 第四章 牵引网 接触悬挂的类型、结构 接触悬挂包括承力索、接触线、吊弦、定位器、补偿装 置、悬挂零件及中心锚结等元件。 第四章 牵引网 链形悬挂 接触线通过吊弦(或辅助索)而悬挂到承力索上的悬挂称为 锥形悬挂。 第四章 牵引网 多链形悬挂 多链形悬挂由接触线、承力索及两条或两条以上的辅助索 组成。 第四章 牵引网 按线索相对于线路中心的位置分类 直链型悬挂 线索既可以沿线路中心布 置.也可以布置成“之”字 形,以利于受流器滑板均匀 磨损. “之”字形既可以每隔一 个恳挂点形成一个,也可以 每隔几个悬挂点布置成一个 环。 第四章 牵引网 按线索相对于线路中心的位置分类 半斜链形接触悬挂 第四章 牵引网 按线索相对于线路中心的位置分类 斜链形接触悬挂 吊弦具有很大的偏斜,需采用特殊办法解决接触线偏斜 第四章 牵引网 接触网导线结构与类型 承力索 承力索不与电动车组直接接触,但要承受接触线的重力,对承力索的要 求是材质要柔软,能承受较大的张力,并且在温度变化时弛度变化要小。 型号 标准尺寸 长度 截面积 mm2 股数和单位直径 mm 计算直径 mm 有效电阻 Ω/km 单位重量 Kg/km TJ-700 1500 70 19×2.14 10.6 0.28 618 TJ-95 1200 95 19×2.49 12.4 0.2 837 TJ-120 1000 120 19×2.80 14.0 0.158 1058 TJ-150 800 150 19×3.15 15.8 0.123 1338 第四章 牵引网 接触网导线结构与类型 接触线 接触线与电动车组直接接触,担负着导流的作用 它向沿线行驶的电动车组输送电能,在运行中直接受电动车组受电弓的高速摩擦,要承受结构所需的张力。 铜接触线应为最佳选择。但考虑到经济等其他原因,接触线还有钢铝接触 线、铝合金接触线等其他类型。例如、采用钢铝接触线,以铝作为导电部 分,工作面为钢,也可达到耐磨和强庶 第四章 牵引网 接触网导线结构与类型 接触线 第四章 牵引网 接触悬挂下锚方式 硬锚方式,是将承力索或接触网两端通过绝缘子串死固定在锚柱上。 张力补偿,是在下锚处,通过加设张力自动调整装置进行下铺。下锚方式 和线索紧因方式的不同,可以将接触网分为不同的类型。 1.末补偿链形接触悬挂(不补偿链形接触悬挂) 第四章 牵引网 接触悬挂下锚方式 2.季节补偿链形接触悬挂 第四章 牵引网 接触悬挂下锚方式 3.半补偿链形接触悬挂 第四章 牵引网 接触悬挂下锚方式 4.全补偿链形接触悬挂 第四章 牵引网 支持与固定装置 隧道内的支持与固定装置 第二章 变电所的主要电气设备 变压器的主要主要技术指标 额定电压:UN 额定电流:IN 额定容量:SN:额定电压和额定电流条件下,连续运行输送的容量 单相SN=UNIN 三相SN=UNIN 变比K 铜损 铁损 第二章 变电所的主要电气设备 变压器的分类 1.按变压器的应用方式分:有降压变压器和降压变压器。 2.按变压器的相数分:有单相变压器、三相变压器和多相变压器。 3.按线圈形式分:有单线圈变压器〔自藕变压器)、双线圈变压器和三线圈变压 按铁心和线圈相对位置: 有心式变压器和壳式变压器两种。心式变压器的线圈包在铁心的外围,壳式变压器的铁心包在线圈的外围。 按变压器绝缘和冷却的方式分:有油浸式、干式和充气式三种。油浸式变压器的铁心和线圈都浸在盛满变压器油的油箱中,用油绝缘;冷却方式有自冷、强迫风冷、水冷或强迫油循环冷却等形式;干式变压器的铁心和线圈利用空气绝缘和冷却;充气式变压器的器身放在一密封的铁箱内,箱内充满气体,通过热交换冷却。 第二章 变电所的主要电气设备 变压器的分类 1.按变压器的应用方式分:有降压变压器和降压变压器。 2.按变压器的相数分:有单相变压器、三相变压器和多相变压器。 3.按线圈形式分:有单线圈变压器〔自藕变压器)、双线圈变压器和三线圈变压 按铁心和线圈相对位置: 有心式变压器和壳式变压器两种。心式变压器的线圈包在铁心的外围,壳式变压器的铁心包在线圈的外围。 按变压器绝缘和冷却的方式分:有油浸式、干式和充气式三种。油浸式变压器的铁心和线圈都浸在盛满变压器油的油箱中,用油绝缘;冷却方式有自冷、强迫风冷、水冷或强迫油循环冷却等形式;干式变压器的铁心和线圈利用空气绝缘和冷却;充气式变压器的器身放在一密封的铁箱内,箱内充满气体,通过热交换冷却。 第二章 变电所的主要电气设备 概述 变压器 高压开关设备 互感器 避雷装置 SF6全封闭组合电器 第二章 变电所的主要电气设备 高压开关设备定义 高压开关设备是指在电压3kV及以上,频率50Hz及以下的电力系统中运行的户内和户外交流开关设备。主要用于电力系统(包括发电厂、变电站、输配电线路和工矿企业等用户)的控制和保护,既可根据电网运行需要将一部分电力设备或线路投入或退出运行,也可在电力设备或线路发生故障时将故障部分从电网快速切除,从而保证电网中无故障部分的正常运行及设备、运行维修人员的安全。 高压开关设备种类(按灭弧方法) 油断路器 六氟化硫断路器 真空断路器 第二章 变电所的主要电气设备 六氟化硫断路器 瓷柱式结构 六氟化硫特性 SF6气体比空气重5.135倍,一个大气压时,其沸点为-60℃。在150℃以下时,SF6有良好的化学惰性,不与断路器中常用的金属、塑料及其他材料发生化学作用。在大功率电弧引起的高温下分解成各种不同成分时,电弧熄灭后的极短时间内又会重新合成。 SF6中没有碳元素,没有空气存在,可避免触头氧化。SF6的介电强度很高,且随压力的增高而增长。在1大气压下,SF6的介电强度约等于空气的2~3倍。绝对压力为3大气压时,SF6的介电强度可达到或超过常用的绝缘油。SF6 灭弧性能好,在一个简单开断的灭弧室中,其灭弧能力比空气大100倍。在SF6中,当电弧电流接近零时,仅在直径很小的弧柱心上有很高的温度,而其周围是非导电层。这样,电流过零后,电弧间隙介电强度将很快恢复 第二章 变电所的主要电气设备 真空断路器 真空断路器是利用真空作为绝缘和灭弧的断路器,核 心部件是真空灭弧室。传动机构有电磁或弹簧操动机构、 支架及其他部件 组成。 第二章 变电所的主要电气设备 隔离开关 没有灭弧装置的开关设备,不能切断负载电流和短路电流,常和断路器配合使用。 使用顺序 合闸:合隔离开关,再合断路器 分闸:分断路器,再分隔离开关 用途 供高压线路在无功情况下进行换接,以及 对被检修的高压母线、断路器等电器设备 与带电的高压线路进行电器隔离和分、合 电路之用。 第二章 变电所的主要电气设备 熔断器 熔断器是一种在通过的电流超过规定值时使其焙体熔化而切断电路的保护电器。 陶磁熔丝管 绝缘瓷套管 第二章 变电所的主要电气设备 负荷开关 负荷开关是在高压隔离开关的基础上加入简单的灭弧装置 顺成的,能切、合负荷电流.但不能切断短路电流。因 此,负荷开关必须与高压熔断器配合使用,短路电流由熔 断器切断,而它专门在高压装胃中通断负彻电流.也能在 过负荷的情况下自动跳闸。 负荷开关是由隔离刀和真空灭弧室两大件组成,真空灭弧室承担熄灭电弧的作用;隔离刀是由弹簧过中机构进行合分闸操作,过中弹提供了隔离刀合闸时所需的能量,在关合过程中由于实现了主触刀闭合后灭弧室再触刀分闸之前,真空灭弧室的导电回路可靠接触,使电流可靠转移,从而实现额定电流的开断 第二章 变电所的主要电气设备 概述 变压器 高压开关设备 互感器 避雷装置 SF6全封闭组合电器 第二章 变电所的主要电气设备 互感器工作原理 一种特殊的变压器,将高电压、大电流变成低电压和小电 流以供继电保护和电气测量使用。 互感器工作功能 安全绝缘:采用互感器作一次电路与二次电路之间的中间 元件,既可以避免一次电路的高电压直接引入仪表、继电 保护设备等二次设备,又可避免二次电路的故障影响一次 电路,提高了两方面工作的安全性和可靠性,特别是保障 了人身安全。 扩大范围:采用互感器以后,相当于扩大了仪表、继电器 的使用范围。由于使用了互感器,可使二次的仪表、继电 器规格统一。 第二章 变电所的主要电气设备 互感器:电压互感器、电流互感器 第二章 变电所的主要电气设备 互感器:电压互感器、电流互感器 第二章 变电所的主要电气设备 概述 变压器 高压开关设备 互感器 避雷装置 SF6全封闭组合电器 第二章 变电所的主要电气设备 避雷装置 一个完整的防雷设备一般由接闪器、避雷器、引下线和接 地装置等三个部分组成。 接闪器:就是专门用来接受雷闪的金属物体,接闪器位于 防雷装置的顶部,其作用是利用其高出被保护物的突出地 位把雷电引向自身,承接直击雷放电。 避雷器是一种过电压保护设备,用来防止雷电所产 生的大气过电压沿架空线路侵入变电站或其他建筑 物内,以免危及被保护设备的绝缘。避雷器也可以 用来限制内部过电压。避雷器与被保护设备并联且 位于电源侧,其放电电压低于被保护设备的绝缘耐 压值。 第二章 变电所的主要电气设备 概述 变压器 高压开关设备 互感器 避雷装置 SF6全封闭组合电器 第二章 变电所的主要电气设备 SF6全封闭组合电器 全封闭组合电器是一种新型的组合式 电气设备,它是在六氟化硫断路器、 的、基础上进一步发展形成的,把各 种控制和保护电器(压电器元件:断路 器、母线、 隔离开关、 接地开关、电 流互感器、电压互感器 、避雷器、 出 线套管、电缆终端等)全部进行封装的 组合电气设备。由于六氟化琉气体绝 缘性能优越,所以组合电器体小能节 省变电站占地面积,使变电站建设成 本降低。 第三章 牵引变电所 牵引变电所的类型及原理 电气主接线 变电所内的控制和信号电路 分类 交流牵引变电所、直流牵引变电所 作用 变压、变相、变流作用 方式的不同又分为:单相牵引变电所、三相牵引变电 所、三相—二相牵引变电所 交流牵引变电所 第三章 牵引变电所 三相牵引变电所 三相Y/△联接 Y侧接入110 kV或220 kV的电力系统, △侧作为牵引侧,一个端接入轨道作为 公共地,另外两端分别接入接触网的两 个相邻供电区段。 第三章 牵引变电所 第二章 变电所的主要电气设备 单相牵引变电所 一次侧接入电力系统的不 同两相取线电压,二次侧 一端接钢轨,另 一端接入 接触网。 也可按图3—3,在牵引变电所中设置两台双 绕组的单相变压器,其一次侧和二次侧连成 开口三角形。此开口三角形的两个开口端和 一个公共端,在一次侧联入电力系统的三相 电网,在二次侧将公共端口与钢较连接,另 两个端口则分别用馈电线接入接触网的两个 相邻区段。如此连接的两个接触网区段上的 电压大小相等,相位不同,区段中间必须采 用分相绝缘结构 第二章 变电所的主要电气设备 三相—两相牵引变电所(斯科特接线) 这种接线称为斯柯持(scott)接线,由两台单相变压器构成。 在一次侧,底绕组BC和高绕组A0连成例T形,其三个出线 端接入电力系统的三相电网。二次绕组则连成相位相差90° 的v形,公共端接钢轨,另两个端分别接入接触网的不同区 段。此种接线方式的优点是当两个供电区段上的电流大小相 等时,一次侧的三相电流对称,这样就克服了前两种接线缺 陷,使三相电力系统负荷平衡。 第二章 变电所的主要电气设备 三相—两相牵引变电所(斯科特接线) 第二章 变电所的主要电气设备 三相—两相牵引变电所(斯科特接线) 可见,如二次侧负荷电流数值相 等、时,一次侧三相电流是对称 第三章 牵引变电所 牵引变电所的类型及原理 电气主接线 变电所内的控制和信号电路 第二章 变电所的主要电气设备 电气主接线的定义 变电所的电气主接线是指由变压器、断路器、开关设备、母 线等及其连接导线所组成的接受和分配电能的电路。 对电气主接线的基本要求 可靠性 灵活性 安全性 经济性 第二章 变电所的主要电气设备 电气主接线.单母线.单母线分段接线 MD正常闭合, 母线并联运行 第二章 变电所的主要电气设备 电气主接线.具有旁路母线的单母线线接线 工作母线M正常工作时,旁路断 路器PD断开,旁路母线与各回路 相连接的隔离开关PG均打开, 当任一线DL需要 检修时,可用旁路断路器代替 它,1SL不至于停电 第二章 变电所的主要电气设备 电气主接线.双母线接线 两套母线通过母联断路器MD连接起 来,每条电源线路和馈电线经隔离开关 与两条母线相连。 常运行时,仅母线M相连接的隔离开关闭合,而与2M 连接的隔离开关断开,母联断路器 MD打开。 第二章 变电所的主要电气设备 电气主接线.桥型接线 内桥型的桥接母线连接在靠变压 器侧,而后者则连接在靠线路 侧,桥接母线上的断路器QDL在 正常状下合闸运行。 内桥接线DL分别连接在两电源线路上、 改变输电线路的运行方式比较灵 活 城市轨道交通牵引供电系统 隗寒冰 whb194482@ 第一章 电力牵引供电系统概述 电力牵引的制式 电力牵引供电系统的组成 向牵引变电所供电的接线图 直流牵引变电所的整流装置 电力牵引轨道沿线的迷流腐蚀与保护 第一章 电力牵引供电系统概述 电力牵引的制式概念: 供电系统向电动车辆或电力机车供电所采用的电流或电压制式,包括直流/交流制、电压等级、交流电频率、交流制中单相/三相等问题。 工频单相交流电 50Hz的单相交流电,电压220V ,周期是0.02 单相交流电和三相交流电 第一章 电力牵引供电系统概述 电力牵引系统性能要求: 启动加速性能:启动力矩大,加速平稳 动力设备容量利用充分 调速性能:速度调节容易实现,能量损耗小 满足上述条件:直流串激(串励)电动机 励磁绕组和电枢绕组的联接方式 直流电动机工作原理与结构 第一章 电力牵引供电系统概述 直流串励电动机缺点: 通过串联电阻调速,原理简单,供电系统电压损失和能量消耗较大 低频单相交流制式: 低频单相交流制在德国、瑞典、瑞士等国得到发展,这种电流制接触网电压一般为 15000伏,在电力机车上降压,使用单相整流子牵引电动机。 采用低频的主要原因是整流子牵引电动机换向困难,不适宜于在工频运转。 单相整流子牵引电动机不如直流牵引电动机构造简单和容易维护。 第一章 电力牵引供电系统概述 工频单相交流制式: 既保留交流制可以升高供屯电压的长处,又仍旧采用直流串激电动机作为牵引电动机的优点,在电力机车上装设降压变压器和大功率整流设备,它们将高压电源降压,再整流成适合直流牵引电功机应用的低压寅流电.电动机的调压调速可以通过改变降压受压器的抽头或可控制整流装置电压来达到。 当今世界电气化铁路应用较晋遍的牵引供电制式 第一章 电力牵引供电系统概述 城市轨道交通牵引制式:直流供电制式 城市轨道机车功率不大,供电半径小,城市之间运营供电电压不能太高,以确保安全。 我国国标规定采用750V 和1500V直流供电两种制式 一般大运量的轨道交通系统,采用DC1500V电压和架空接触网馈电,中运量的系统采用DC750V和接触轨馈电方式。 第一章 电力牵引供电系统概述 电力牵引的制式 电力牵引供电系统的组成 向牵引变电所供电的接线图 直流牵引变电所的整流装置 电力牵引轨道沿线的迷流腐蚀与保护 第一章 电力牵引供电系统概述 城市轨道交通电力牵引供电系统组成 第一章 电力牵引供电系统概述 组成统一的电力系统的优点 充分利用动力资源 减少燃料运输 提高供电可靠性 提高发电效率 第一章 电力牵引供电系统概述 电力牵引的制式 电力牵引供电系统的组成 向牵引变电所供电的接线图 直流牵引变电所的整流装置 电力牵引轨道沿线的迷流腐蚀与保护 第一章 电力牵引供电系统概述 电网向牵引变电所供电形式: 环形供电接线 由两个或两个以上主降压变电站和所有的牵引变电所用输电线联成一个环行。环行供电是很可靠的供电线路,因为在这种情况下,一路输电线和一个主降压变电站同时停止工作时,只要其母线仍保持通电,就不致中断任何一个牵引变电所的正常供电。但其投资较大。 第一章 电力牵引供电系统概述 电网向牵引变电所供电形式: 双边供电接线 由两个主降压变电站向沿线牵引变电所供电,通往牵引变电所的输电线都经过其母线联接,为了增加供电的可靠性.用双路输电线供电,而每路按输送功率计算。这种接线可靠性稍低于环行供电。当引入线数目较多时,开关设备多,投资增加。 第一章 电力牵引供电系统概述 电网向牵引变电所供电形式: 单边供电接线 第一章 电力牵引供电系统概述 电网向牵引变电所供电形式: 辐射形供电接线 每个牵引变电所用两路独立输电线与主降压变电站联接。这种接线方式适合于轨道线路成弧形的情况。这种接线简单,但当主降压变电所停电时,将全线停电。 第一章 电力牵引供电系统概述 上海地铁一号线供电系统实例: 第一章 电力牵引供电系统概述 电力牵引的制式 电力牵引供电系统的组成 向牵引变电所供电的接线图 直流牵引变电所的整流装置 电力牵引轨道沿线的迷流腐蚀与保护 第一章 电力牵引供电系统概述 直流牵引变电所功能:将交流进线电压通过整流变压器,然后经整流器将交流电变成直流电供电动车辆直流牵引电动机使用。 最简单单相半波整流 第一章 电力牵引供电系统概述 单相半波整流: 第一章 电力牵引供电系统概述 单相全波整流: 第一章 电力牵引供电系统概述 三相半波整流: 三个二极管轮流导通,导通角均为180°,脉动性减小 第一章 电力牵引供电系统概述 三相全波整流: 时间段2:此时间段A相电位最高,C相电位最低,因此跨接在A相C相间的二极管D1、D6导电 时间段1:此时间段A相电位最高,B相电位最低,因此跨接在A相B相间的二极管D1、D4导电。电流从A相流出,经D1,负载电阻,D4,回到B相,见图中红色箭头指示的路径。此段时间内其他四个二极管均承受反向电压而截止,因D4导通,B相电压最低,且加到D2、D6的阳极,故D2、D6截止;,因D1导通,A相电压最高,且加到D3、D5的阴极,故D3、D5截止 第一章 电力牵引供电系统概述 电力牵引的制式 电力牵引供电系统的组成 向牵引变电所供电的接线图 直流牵引变电所的整流装置 电力牵引轨道沿线的迷流腐蚀与保护 第一章 电力牵引供电系统概述 谜流腐蚀 牵引机车由第三轨作为通电回牵引变电所的路,由于钢轨与大地之间不是绝缘的,因此由钢轨回流电流必有部分经大地流回牵引变电所。 第一章 电力牵引供电系统概述 阳极发生腐蚀反应 Fe-2e→Fe2+ 阴极,根据介质的酸碱性发生析氢或吸氧反应 2H+ 2e→H2↑或O 2+ 2H2O + 4e→4OH- 介质的性质例如土壤的湿度、含盐量、酸碱度、电阻率甚至温度等 都会对迷流腐蚀速率产生影响。 第一章 电力牵引供电系统概述 谜流腐蚀的防护 增加轨道与大地间的绝缘 降低走行航道的电阻 缩短变电所之间的距离 金属管道远离轨道线路和其他专门的电保护 低温气体多元共渗表面处理 交通运输工程学报2003(3),赵玉珍.刘悦臣.杨川,地铁迷流对埋地管线腐蚀及抗蚀方法 第二章 变电所的主要电气设备 概述 变压器 高压开关设备 互感器 避雷装置 SF6全封闭组合电器 第二章 变电所的主要电气设备 分类 一次设备:一次高压电路中所有的电气设备 二次设备:二次控制测量电路中的所有电气设备 一次设备 变换设备:电力变压器、整流器 控制设备:控制电路开关设备,如高、低压开关设备 保护设备:防护电路过电流或过电压的设备,如高低压熔 断器,防雷器 补偿设备:补偿电路的无功功率以提高系统功率因数的设 备,如高电压电容器,静止无功补偿装置 成套设备:高低压配电柜 第二章 变电所的主要电气设备 概述 变压器 高压开关设备 互感器 避雷装置 SF6全封闭组合电器 第二章 变电所的主要电气设备 作用 降压、升压 工作原理 它是一种按电磁感应原理工作的电气设备。一个单相变压器 的原、副边两个线圈绕在一个铁心上,副边开路.原边施加 交流电压U1,则原边线,在铁心中产生磁 通。磁通穿过副边线圈在铁心中闭合.在副边感应一个电动 势E2。当变压器副边接负载后,在电势的作用下将有副边电 流I2通过,这样负载两端会有一个电压降U2 第二章 变电所的主要电气设备 变压器构造 气体继电器是油浸式变压器上的重要安全保护装置,它安装在变压器箱盖与储油柜的联管上,在变压器内部故障产生的气体或油流作用下接通信号或跳闸回路,使有关装置发出警报信号或使变压器从电网中切除,达到保护变压器的作用。

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