城市轨道交通供电技术课后习题答案

城市轨道交通供电技术

课后习题答案

Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

第一章

1、城市轨道交通的特点是什么

安全，快捷，准时，舒适，运量大，无污染，占地少且不破坏地面景观。

2、城市轨道交通有哪些类型，各有什么特点（特点只列举了突出点）

（1）地铁：单向运量3-7万人次/h，建设成本最高

（2）轻轨：单向运量2-4万人次/h

（3）市郊铁路：单向运量6-8万人次/h，建设成本最低，站间距大，速度最快。

（4）独轨：单向运量万人次/h。无法与其他三种接轨

3、城轨供电系统的功能及要求是什么

功能：全方位的服务，故障自救，系统的自我保护，防止误操作，方便灵活的调度，完善的控制、显示和计量，电磁兼容。

要求：安全，可靠，调度方便，技术先进，功能齐全。

4、城轨供电系统有哪些部分组成各组成部分的作用是什么

（1）外部供电系统（中压环网供电系统）

（2）牵引供电系统

（3）动力照明供电系统

5、城轨供电系统采用何种供电制式

（1）直流制式

（2）低频单相（少用）

（3）工频单相

（4）交流制式（淘汰）

6、迷流腐蚀形成的原因是什么，如何防护

原因：钢轨和隧道或道床等结构之间绝缘电阻不是很大。牵引电流泄漏到隧道或道床等结构钢上，再流回牵引变变电的负极。

危害：（1）引起过高的接地电位，使某些含有电气接地装置的设备无法正常运行。

（2）引起牵引变电所的框架保护动作，进而使得牵引变电所的断路器跳闸，造成大范围停电事故。

（3）电腐蚀使得地下钢结构的寿命缩短

防护原则：堵，排，监测

防护措施：

（1）降低走行轨的对地电位

（2）增加走行轨对地的过渡电阻

（3）敷设迷流收集网

第二章

1、城轨交通供电系统对电源有哪些要求

（1）2路电源来自不同的变电所或同一变电所的不同母线。

（2）每个进线电源的容量应满足变电所全部以、二级负荷的要求

（3）2路电源分别运行，互为备用，一路故障，另一路恢复供电

（4）电源点尽量靠近城轨交通路线，减少电缆通道的长度

（5）要求应急电源系统能够满足一定的牵引负荷，保证正常运输的动力照明负荷。

2、城轨交通供电系统的电源电压等级有哪几种

集中式一般为10KV，东北地区沈阳，哈尔滨为66KV

分散式为35KV或10KV

3、城轨交通供电系统为什么会产生谐波如何治理

因为城轨交通中广泛使用各种交直流换流装置以及双向晶闸管可控开关设备，这些设备均为谐波源。

治理：（1）增加牵引整流机组的脉波数

（2）安装滤波装置或谐波补偿装置

4、外部供电系统对城轨交通供电系统是供电方式有哪几种各有什么特点

（1）集中式供电，采用专用主变电所构成的供电方案，有利于城轨公司的运营和管理，各牵引变电所和降压变电所由环网电缆供电，具有很高的可靠性。

（2）分散式供电，在地铁沿线直接由城市电网引入多路地铁所需要的电源。

（3）混合式供电，以集中式供电为主，个别地段直接引入城市电网电源作为补充，供电系统更加完善可靠。

5、城轨交通主动变电所的位置应如何选择

（1）应尽量靠近城市轨道交通路线，接近负荷中心

（2）各主变电所的负荷平衡，两侧的供电距离基本相同

（3）靠近城市轨道交通车站

（4）考虑路网规划与其他城市交通路线资源共享，并预留电缆通道和容量

6、什么是中压网络

通过中压电缆，纵向把上级主变电所和下级牵引变电所，降压变电所连接起来，横向把各个牵引变电所，降压变电所连接起来，便构成了中压网络。

7、中压网络有哪些电压等级

35，20,10,6,3KV

8、中压网络有哪些结构形式

（1）树形（针对集中式供电）

（2）点对点式（针对分散式供电）

第三章

1、城轨交通牵引变电所的类型有哪些

（1）户内式变电所（适宜地下路线）

（2）户外式箱式变电所（适宜地面路线）

2、城轨交通牵引变电所中有哪些类型的设备

变换设备控制设备保护设备补偿设备成套设备

（主电路，即一次电路，担负输送好，变换和分配电能的任务；二次电路，用来控制，指示，监测和保护主电路）

3、简述整流机组的结构原理。

整流机组由变压器和整流器构成，降压变压器将中压电压降为适合整流器的低压交流电源，整流器则将交流电源整流为电动机所需要的直流电源。

4、高压断路器QF的作用是什么

（1）控制作用，根据需要将部分电气设备或线路投入或退出运行。

（2）保护作用，电气设备或线路发生故障时，自动跳闸。

5、简述高压断路器的结构及各部分功能。

如图3-9.开断元件是核心。

6、高压隔离开关在线路中的主要作用是什么

（1）隔离高压电源，以保证其他设备的检修安全

（2）与断路器结合使用，在断路器断开时进行操作

（3）接通和断开小电流电路

7、隔离开关配合断路器进行停、送电操作时，应遵循的安全操作规定是什么

倒闸操作：当合闸时，先合隔离开关，后合断路器；分闸时，先分断断路器，后分隔离开关。一般断路器和隔离开关之间装有连锁装置，以防止误操作。

8、高压负荷开关QL和高压熔断器FU的作用是什么

QL：（在隔离开关的基础上加入了简单的灭弧装置）操作电气投切电路的正常负荷电流。

FU：电路发生短路或过负荷时，熔体熔断，切断故障电路使电气设备免遭损坏，并维持电力系统的其余部分的正常工作。

9、互感器在电力系统中有什么作用

将高电压，大电流变成低电压，小电流以供继电保护和电气测量使用。

（1）变压/流

（2）隔离高压，安全绝缘

（3）扩大仪表范围

10、互感器在使用中要注意什么

电流互感器：二次侧不得开路；二次侧必须有一端接地；接线时必须注意其极性。二次侧不能有开关，熔断器。

电压互感器：一、二次侧必须加熔断器保护，不得短路；二次侧必须有一端接地；接线时必须注意其极性。

11、为什么运行中电流互感器不允许开路而电压互感器不允许短路高压开关柜“五防”是什么

电流互感器：二次侧开路时，电流为0，一次侧电流完全变成了励磁电流，在二次线圈上产生很高的电势，达几千伏。

电压互感器：二次侧短路时，将产生很大的短路电流有可能烧毁电压互感器甚至危及一次系统的安全运行。

五防：防止误分、合断路器；防止带负荷分、合隔离开关；防止带电挂（合）接地线（接地开关）；防止带地线送电；防止误入带电间隔。

12、什么是GIS组合电器它在应用中有哪些优点

将变压器一次接线中的高压电气元件（断路器，母线，隔离开关，接地开关，电流互感器，避雷器，出线套管等）组合，全部元件封闭于接地的金属铜体内，充一定

压力的六氟化硫气体，形成以六氟化硫为绝缘介质的金属封闭式开关设备，并通过电缆终端，进出线套管或封闭母线与外界相连。

优点：避免了各种恶劣环境影响，减小了设备故障的可能性，提高了人生安全和设备的检修周期。

第四章

1、什么是变电所的电气主接线对电气主接线有哪些基本要求

由变压器，断路器，开关设备，母线等及其连接的导线所组成的接受和分配的电能的电路

2、电气主接线有哪些基本类型各有什么特点（可列表比较）

内桥桥臂至于断路器内，适用于输电线路较长，线路故障故

无母线障率高，穿越功率少和变压器不需要经常改变运行方式

外桥和外桥相反

不分段

分段

母线单母线

带旁母

带旁母分段

不分段

双母线分段

带旁母

3、画主变电所，牵引变电所和降压变电所的主接线示意图，并说明其原理。

图见书P83

主变电所的作用是将城市电网的高压(110 kV或220 kV)电能降压后以相应的电压等级(35kV或lOkV)分别供给牵引变电所和降压变电所。为保证供电的可靠性，一般设置两座或两座以上主变电所，主变电所由两路独立的电源进线供电，内部设置两台相同的主变压器。

直流牵引变电所的功能是将城市电网区域变电所或地铁主变电所送来的35 kV电能经过降压和整流变成牵引所用的直流电能。牵引变电所的容量和设置的距离是根据牵引供电计算的结果，并作经济技术比较后确定的，一般设置在沿线若干车站及车辆段附近，变电所间隔一般为2～4 km。牵引变电所按其所需总容量设置两组整流机组并列运行，沿线任一牵引变电所故障，由两侧的相邻的牵引变电所承担其供电任务。

降压变电所对供电电源的要求，应按一级负荷考虑，由环行电网或二路电源供电，进线电压侧采用整里单母线分段系统，一般设有两台动力、照明变压器，每台变压器应满足一、二级负荷所需的容量。正常情况下，由两台变压器分别供电。动力、照明负荷配电系统采用380/220 V电压，中性点直接接地的三相四线制。

4、什么是变压器的二次接线

采用低压电源供电，将电流互感器，电压互感器，测量仪表，继电保护装置，蓄电池等二次设备相互间连接的电路称为二次回路或二次接线。

5、二次接线图有哪些类型如何识图

（1）原理接线图：用来表示继电保护、监视测量和自动装置等二次设备或系统的工作原理，它以元件的整体形式表示各二次设备间的电气连接关系。

（2）展开接线图：按二次接线使用的电源分别画出各自的交流回路，交流电压回路，操作电源回路中各元件的的线圈和出触点。即同一个设备的电流线圈，电压线圈，控制点分别画在不同的回路里。

（3）安装接线图：反映的二次回路中各电器元件的安装位置，内部接线及元件间的线路关系。

6、变电所的二次回路由哪些部件组成

电流互感器，电压互感器，测量仪表，继电保护装置，蓄电池等

7、试描述变电所内灯光监视的断路器与隔离开关控制信号回路的动作过程。

断路器动作过程：

隔离开关动作过程：

第五章

1、接触网的主要形式由哪些

2、牵引网由哪些部分组成

包括、钢轨、回流导线以及至接触网的馈电线。

3、接触网的工作特点是什么

（1）没有备用

（2）经常处在动态运行状态中

（3）结构复杂，技术要求高

4、接触网的供电方式由哪些

集中式，分散式，混合式

5、柔性接触网由哪几部分组成

架空柔性接触网由接触悬挂、支持与定位装置、支柱和基础，接触线，承力索，吊弦，补偿装置，接触悬挂，锚段，线岔，电连接和分段绝缘器等。

6、接触悬挂有哪些类型包括哪几部分

简单接触悬挂和链形接触悬挂两大类。

包括接触线、承力索、吊弦、补偿装置、悬挂零件及中心锚结等元件

7、定位装置的作用是什么

把接触线进行横向定位，使接触线在受电弓滑板运行轨迹范围内，保证良好受流，并承担接触线的水平负荷，将其传递给腕臂。

8、补偿装置的作用是什么

补偿线索内的张力变化，使张力保持恒定。

9、什么是中心锚结

在锚段中心对接触线和承力索用钢绞线和线夹进行固定，称这种悬挂结构为中心锚结

10、线岔的作用是什么

保证电力机车受电弓安全平滑地由一条接触线过渡至另一条接触线，达到转换线路的目的。

11、电连接有什么作用

保证接触网各导线之间，各分段之间或各股道接触悬挂之间电流的畅通。

12、分段绝缘器有什么作用

当某一侧接触网发生故障或因检修需要停电时，可打开分段绝缘器处的隔离开关，将该部分接触网断电，而其他部分接触网仍能正常供电，从而提高了接触网运行的可靠性

13、什么是刚性悬挂

架空刚性悬挂主要由汇流排，接触导线，伸缩部件，中心锚结等组成，接触悬挂通过支持与定位装置安装于隧道顶或钢梁上。

14、架空刚性悬挂有哪几部分组成

汇流排，接触导线，伸缩部件，中心锚结等

15、架空刚性悬挂和架空柔性悬挂相比，各有什么特点

两者都能满足最大离线时间、传输功率、电压电流、受电弓单弓受流电流以及最大行车速度的要求。

在受电弓运行的安全性以及对弓网故障的适应性方面，由于刚性较柔性有如下特点，刚性悬挂受电弓的安全性和适应性要明显好于柔性。

刚性汇流排和接触线无轴向力，不存在断排或断线的可能，从而避免了柔性钻弓、烧融、不均匀磨耗、高温软化、线材缺陷以及受电弓故障造成的断线故障。

刚性悬挂的锚段关节简单，锚段长度是柔性悬挂的1/7～1/6，因此固定金具窜动回转范围小，相应的提高了运行中的安全性和适应性。

16、第三轨接触网的特点是什么

（1）构造简单、重量轻，易于调整，接触轨之间采用接板机械连接，不需要现场焊接，因此安装简便，可维修性好，维修工作量少；

（2）可降低隧道上方净空，节省投资；

（3）采用高导电性的钢铝复合接触轨，因此可以不用额外敷设沿线的馈电电缆；

（4）单位电阻小，可降低牵引网电能损耗，从而有效地节约运营成本；

（5）复合材料制成的接触轨支架具有低维护、耐腐蚀的特点，可以有效降低生命周期成本

（6）其安装位置在走行钢轨旁边，对铁路周围景观影响较小；

钢铝复合轨与电力机车集电靴之间的接触面为不锈钢层，因此使用寿命长。

17、接与受流靴的接触摩擦方式，接触轨可分为哪几种

上接触式，下接触式，侧接触式

第六章

1、什么是微机运动系统

以微型机为主构成、以完成常规“四遥”功能为目标的监视控制和数据采集系统，简称为微机远动系统。

2、微机运动系统的功能有哪些

（1）对供电系统安全运行状态进行在线集中监控，保证供电质量和用户的用电要求。

（2）对供电系统运行实现经济调度，达到降低损耗、节约电能的目的。

（3）对供电系统运行实现安全分析和事故处理

3、城市轨道交通微机运动系统和电力远动系统有什么不同

拓扑结构，系统功能和容量，通讯媒介，可靠性和实时性要求不同

4、微机运动系统的总体结构是怎样的

调度端（Control Center，CC，也称为控制中心）：或称主站（Master Station），收集各个变电所的运行情况并进行控制。

执行端（Remote Terminal Unit，RTU，也称为远方终端或被控端）：采集变电所设备的运行情况并执行调度端的控制命令。

通道（Channel）：连接调度端与执行端的通信网络。主要是调制解调器等传输系统。

5、微机运动系统的基本工作原理是怎样的

调度端将遥控，要调命令送到被控端去执行，在信道调制，解调（模拟-数字-模拟信号的转换）。被控端将遥测，遥信量送到控制中心去显示或记录。

6、微机运动系统的监控主站有哪些硬件构成

（1）主机服务器

（2）操作工作站

（3）通讯前置处理机

（4）数据工作站

（5）工程师终端

（6）数据终端通信控制器

（7）打印机

（8）大幅模拟屏（MNP）

（9）电源系统和连接电缆

7、微机控制系统的通信网络有哪些拓扑结构各起什么作用

点对点，辐射1：N结构，共线式1：N结构，环形结构

8、微机运动系统有哪些传输介质

有线传输和无线传输介质

9、微机控制系统中有哪些数据通信方式

并行和串行

10、微机控制系统中有哪些数据交换方式

循环，自发，询问，混合工作方式

11、什么是协议它规定了哪些内容

要使数据能够正确收发，必须遵循一定的格式，如互相约定传输速率，同步方式，数据结构等。