《牵引供电系统》试题A 答案
1．牵引网的供电方式有哪几种？其中哪种更适合于大牵引功率的高速铁路？（8分） 答：牵引网的供电方式有：直接供电方式；吸流变压器供电方式(BT 方式)；带负馈线(回流线)的直接供电方式；自耦变压器供电方式(AT 方式)(6分)。
其中自耦变压器供电方式适合于大牵引功率的高速铁路(2分)。
2．改善供电分区电压水平可以采用哪些方法？（6分）
答：提高变电所母线电压；采用串联电容器补偿；采用并联电容器补偿；降低牵引网阻抗。
3．电气化铁道牵引负荷对电力系统有哪些不良影响？对通信系统有哪些不良影响？各采用那些措施加以抑制？（10分）
答：电气化铁道牵引负荷对电力系统的不良影响有：负序电流和谐波电流（3分）。
负序电流抑制措施：从变电所最初设计时就要选用强电源，保证足够大的短路容量；在电源受限制的条件下，避免使用单相变压器；相邻的牵引变电所接入电力系统时，进行换相联接；采用Scott 接线、平衡接线变压器。
谐波电流抑制措施：在牵引变电所牵引侧装设并联电容补偿装置；减少谐波电流发生量；在电力机车上加装并联补偿滤波装置；设计时注意选择短路容量大的电源。
（2分）
电气化铁道牵引负荷对通信系统的不良影响有：静电感应影响、电磁感应影响及杂音干扰（3分）。
抑制措施：通信线改用屏蔽电缆；将通信线该迁到远离电气化铁路的地带，1～2km 以外；牵引网改用BT 或AT 供电方式；牵引网上安装阻尼装置。
（2分）
4. 当两供电分区负荷电流均为I ，且功率因数均为0.8时,三相YN,d11牵引变压器低压侧各绕组电流如何分配,变压器容量利用率为多少?为什么?（12分）
（6+6分） 可见，馈线电流I 等于线圈bc 或ca 电流的1.13倍。
由于变压器Δ侧的额定电流I e 等于线圈额定电流的√3倍，所以当馈线电流I 等于变压器额定电流的0.655倍时，线圈bc 或ca 的电流将达到其额定值。
（3分）
I 1 因为： ac
bc I I I 13.113.1==3
e
ac bc I I I =
=时 当： e e I I I 665.0313.1==a
b b
c I I I 3132--=a
b ca I I I 3231+=a b ab I I I 3
131-= 1.19180365.2+∠=I 1.1960365.2-∠=I 603-∠=I
此时变压器的输出容量：
（3分） 可见，当三相变压器担任单相牵引负载时，其输出容量只能达到其额定容量的0.756倍或3/4。
5. 采用单链形悬挂的某单线牵引网的等值接触网－地回路的单位自阻抗为0.228＋j0.686km /Ω，轨道－地回路的单位自阻抗为0.198+j0.560km /
Ω，等值接触网－地回路与轨道－地回路的单位互阻抗为0.05＋j0.315km /Ω，试计算该牵引网的单位阻抗。
（10分）
解：Z 1=0.228＋j0.686km /Ω Z 2=0.198+j0.560km /Ω Z 12=0.05＋j0.315km /Ω
6. 某复线交流电气化铁道，已知牵引网等效单位自阻抗km z s / 455.0Ω=，等效单位
互阻抗km z m / 095.0Ω=。
负荷情况如图，求：（1）供电臂末端上、下行连接线处电流表的读数；（2）供电臂末端上、下行连接线处的接触网电压；
5km
5km 5km 5km 150A
200A 175A
100A
A
100/5
25kV
（12分）
解：4054015101
1502001751003502202202202
I I --=
⨯+⨯+⨯+⨯=⨯⨯⨯A(3分) 625350275I ∏=-=A(3分)
电流表读数为0；(2分)
e e e I U I U S 655.022⨯==756.03655.02=⨯=
e
e e
e I U I U K 变压器容量利用率：
V
U 5.206210095.010010095.017510455.02005455.0350=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=∆ 供电臂末端电压=25000-2062.5=22937.5V(4分)
7．什么是换相联接？按给定的牵引相位分布，完成原、副边的接线，并总结换相规律 （12分）
（6分）
答：相邻牵引变电所的牵引变压器的原边各端子轮换接入电力系统中的不同相。
（4分） 三相牵引变电所的换相联接每隔一个变电所变压器的副边a 、b 两个端子有一次交叉 变电所的两边供电分区间的分相绝缘器上电压值等于牵引网电压。
相邻牵引变电所间 的供电分区同相。
牵引网电压每六个变电所形成一个相位循环。
（2分）
8．如图BT 供电系统，已知各阻抗参数如下
km j Z T / 679.0236.0Ω+= km j Z TF / 348.005.0Ω+= km j Z F / 746.0212.0Ω+= km j Z TR / 386.005.0Ω+= km j Z R / 583.014.0Ω+= km j Z FR / 305.005.0Ω+=
某一时刻机车位于吸流变前端，电流I=200A ，功率因数8.0cos =φ（感性）
；
kV 25=s U 。
求电力机车受电弓上电压。
（12分）
U
F T
R
3km
3km
1.5km
解：电源至机车的总阻抗（5分）
6(2) 1.5(2)2 6(0.3480.729) 1.5(0.2760.49)0.2 2.502 5.309 T F TF T R TR BT Z Z Z Z Z Z Z Z j j j j =+-++-+=⨯++⨯++=+Ω
等效阻抗 2.5020.8 5.3090.6 5.187 z =⨯+⨯=Ω（3分） 回路电压损失200 5.1871037 V U Iz ∆==⨯= 机车受电弓上电压23.96s U U U kV =-∆=（4分）
9．如图AT 牵引网，假定AT 漏抗为零，钢轨对地绝缘。
列车位于AT 区间的 中点，请标出牵引网中电流流通情况（包括方向及大小）。
（10分）
U
200A
200A 300A 100A
10．试说明Scott 牵引变压器接线原理以及Scott 接线牵引变电所的特点。
（8分） 答： 原理：
变压器T1的原边绕组接电力系统的A 、B 相，变压器T2的原边绕组一端接入C 相，另一端接变压器T1原边绕组的中点O 。
T1原边绕组匝数为ω1，T2原边绕组匝数为√3/2ω1 。
T1、T2副边匝数相同，均为ω2 ，分别供应变电所两边的供电分区。
（4分 ）
特点：
优点：当T1和T2两个供电分区的负荷电流相等，功率因数也相等时，斯科特接线变压器的原边三相电流对称，且变压器容量全部利用。
而且还能供应牵引变电所自用电和地 区三相电力。
缺点：斯科特接线牵引变压器制造难度大，造价高，牵引变电所主接线复杂，维护、检修费用高。
一次侧中性点不能抽出接地(因为接地时T 变负荷会引起零序电流)，必须采用全绝缘线圈。
（4分 ）
I。