牵引所基本知识

1、牵引所基本知识、一次设备简介1、变压器 原理：变压器是一种按电磁感应原理工作的电器 设备。 一个单相变压器的两个线圈绕在一个铁芯 上，副边开 路原边施加交流电压 U1, 则原线圈 中流过电流 11，在铁芯中产生磁通。磁通穿过 副线圈 在铁芯中闭合，在副边感应一个电动势E2。当变压器副边接上负载后，在电动势E2的作用下将有电流 I2 通过，这样负载两端会有一 个电压 降U2, U2约等于E2, U1约等于E1,所以U1/U2=E1/E2=n1/n2=K式中 U1、U2为原副线 圈的端 电压，n1、n2为原副线圈的匝数，K为变 压器的变比。 由上式可以看出，由于变压器原副 线圈匝数不同，因 而起到

2、了变换电压的作用 作用：将电压从高压变为低压， 把发电厂输送的 110（或 220） kv 高压变为适合电力机车运行的 27.5kv 电压。 变压器接线方式： V/X 接线；牵引侧电压为 2X 27.5KV， 其绕组两端接至接触导线和正馈线，中 性点与钢轨相 连接。2、SF6断路器原理：SF6气体具有优良的灭弧和绝缘性能。作用：正常情况下可以切断与闭合高压电路的空 载电流和负 载电流，而当系统发生故障时，它和 保护装置、自动 装置相配合， 迅速地切除故障电 流，以减少停电范围， 防止事故扩大，保证系统 安全运行。3、隔离开关用途：隔离电源；隔离开关触头，导电杆均暴露在外，状态一目了然。在分闸状

3、态下，隔离开 关断口明 显可见。将需要接线调的设备与带电设 备隔离，确保 检修工作的安全。接通和切断小电流电路：电压互感器和避雷器电路；励磁电流 不超过2A的空载变压器 电路；电容电流不超过 5A的空载线路；母线和直接接 在母线上的电气 设备的电容电流；变压器中性点接地 线。4、电压互感器 原理：电磁感应原理 （同变压器原理 ） 将一次回路的高电压变为二次回路的低电压，用 于测量和保护 在工程实际中电压互感器的二次标称电压为100V 或100/ V3V, 即无论一次电压等级是多少， 二次标称电 压均为100V或100/ V 3V。在变电所 内,1YH二次侧 1YMa 1YMb 1YM之 间电压

4、为 100V;1YMa1YMb1YM与 1YMr之间电压为100/ V3V。27.5KV侧T线、F线电压 互感器二次侧电 压为 100V。5、电流互感器原理：电磁感应原理 （同变压器原理 ） 将一次回路的大电流变为二次回路的小电流， 用 于测 量和保护电流互感器的二次标称电压为 5A 或 1A, 即无论 一次电 流额定电流是多大，二次标称电流均为 5A 或 1A。6 避雷针（线） 原理：当雷云放电接近地面时它使地面电场发生 畸变， 在避雷针（线）的顶端，形成局部电场强 度集中的空 间，以影响雷电先导放电的发展方 向，引导雷电向避 雷针（线）放电，再通过接地 引下线和接地装置将雷 电电流引入大地

5、， 使被保 护物体免遭雷击。 作用：避雷针一般用于保护发电厂和变电所。避 雷线 一般用于保护输电线路6、氧化锌避雷器由于雷电的绕击和反击，在输电线路上还是会产 生向 变电所入侵的雷电过电压波，它将直接危及 变压器等 电气设备的绝缘。避雷器是为限制入侵 波过电压装设 的过电压保护装置 原理：氧化锌避雷器在正常工作电 压下， 其阻值 很大，而在过电压时， 阻值会急剧变小， 作用：在220KV及以下系统主要用于限制雷电过 电压二、电气主接线1、牵引变电所一次侧电气主接线：分支接线，也叫双T 接线或简单接线 两路电源进线经断路器分别接入两台牵引变压 器。两 路电源线路间用带隔离开关的横向母线连 接起来

6、，即 构成双 T 接线。 双 T 接线有如下特点（ 1） 运行方式比较灵活， 其运行方式可概括为： 线 路故障退线路，主变故障退主变。（2） 由于电源线路和牵引变压器上均装有备用 电 源自投装置，尤其在实行远动操作的电化区 段，牵引 变电所无复杂的倒闸作业。（3）两回进线两台牵引变压器只需两套断路器， 主 接线结构简单。牵引变电所无系统功率穿越， 线路不 需要设置继电保护装置，使牵引变电所内 二次接线装置相对简单，可节省投资 双 T 型接线设置了桥隔离开关目的是当某一输 电线路 因故障或检修退出运行时，另一输电线路 可借助桥隔 离开关向故障或检修退出运行的输 电线路连接的变压 器供电。2、主变

7、牵引侧电气主接线由三个部分组成，即 主变压 器牵引侧电源进线，汇流母线和牵引侧馈 线。 主变压器牵引侧电源进线是指从变压器牵引侧 出线端 子至母线的接线，牵引变压器 M座和T座 引出线，经 电流互感器和隔离开关送至对应母线 牵引侧馈线是指 从牵引侧母线到接触网馈线间 的接线。馈线断路器采 用 50%备用接线方式三、牵引供电方式AT供电方式：在牵引网中安装了自耦变压器和 正馈线 后，向机车供电的供电方式 直接供电方式：在牵引网中没有安装任何变压 器，牵 引网直接向机车供电的供电方式。四、继电保护 继电保护的作用： 由于系统中存在发生故障和不正常运行状态的 可能， 并将造成严重后果， 因此就必须采

8、取措施， 减少损失， 缩小事故范围，保证无故障设备的正 常运行。一旦发 生故障，立即迅速将故障设备从 电网上切除。显然这 个任务靠值班员操作来完成是不会得到理想结果的， 而必须有一套自动保护 装置，即继电保护装置。继电保护的原理：电力系统发生故障时，系统有 关部 分的参数将发生变化，例如：电力增大、电 压降低以 及电力与电压相位角的变化等。继电保 护对电力系统 的不会就是利用正常运行与故障 时这些物理量的差别 来实现的。对继电保护的基本要求：应满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个方面的要求。选择性：就是继电保护装置有选择地动作。速动性：就是继电保护装置能迅速将故障设备从电网上切除。灵敏性（也

9、叫灵敏度）：是指保护范围内发生故 障和 不正常工作状态时，保护装置的反应能力 可靠性：是 指保护范围内发生故障时，保护装置 应可靠动作。而 在其它不属于保护装置动作的情 况下不误动作。继电保护装置的分类：根据保护装置反应的物理量的不同分为电流保护、电压保护、距离保护、差动保护和瓦斯保护等电流保护：当线路或其它设备发生短路故障时， 线路 电流显著增加。过流保护就是利用这一特点 构成的保 护装置 电压保护：短路时，保护所在处母线电压急剧降 低， 电压保护就是利用这一特点构成的保护装置 距离保护： 是反应故障点至保护安装处的距离， 并根据距离的远 近确定动作时间的保护装置 差动保护：是反应变压器 内

10、部和引出线端短路的 变换装置。通过比较变压器进 线和出线两端电流 大小的原理构成的保护。 瓦斯保护：当变压器内部故障时，短路电流和电 弧使 变压器油和其它绝缘物分解而产生大量的 气体（瓦斯） 瓦斯保护就是利用这种气体构成 的保护装置 低电压闭锁过电流保护：过电流保护的动作电流 是根 据线路的最大负荷电流来选择的，因而动作 电流的数 值较大，灵敏度较低。为了提高灵敏系 数，可以采用 降低电流继电器的动作电流， 增加 一个低电压继电器 进行闭锁的方法。 即低电压闭 锁过电流保护 哈密段牵引所变压器投入的保护： 1、差动速断保护：动作电流整定为 2? 15 倍的 变压 器额定电流。2、二次谐波闭锁的

11、比率差动保护：变压器内部 故障 时的短路电流基本上是正弦波，二次谐波分 量很小。 但励磁涌流中却含有很大成分的二次谐 波，约占基波 分量的 40 %以上。因此可以利用 二次谐波分量作为制 动量，来防止励磁涌流造成 的保护误动作。动作电流整定为 0.1? 1.0 倍的 变压器额定电流；差动保护保护范围：变压器内部、套管及两侧LH之间引线。当差动差动速断或二次谐波闭锁的比率差动保 护动作 时，跳开主变两侧断路器。3、 失压保护：当装置检测到失压信号时，跳开主变 两侧断路器。4、高压侧三相低压启动过电流保护保护范围：变压器内部、套管及两侧LH之间引线。是差动保护的后备保护。保护范围内故障，差动 保护

12、 拒动时，高压侧三相低压启动过电流保护动 作，跳开 主变两侧断路器。5、高压侧PT断线检测：UAB UBC UC中任意 一相电 压低于PT断线整定值时，发高压侧 PT断线信号6、 低压侧低压启动过电流保护：是主变次边母线及接在母线上的设备的主保护， 同时是馈线的 后备保护。 当主变次边M座母线及接在母线上的设备故障时，低压侧M座低压启动过电流保护动作，跳开主变次边M座（201 或 203）断路器。当 211、212 保护或断路器拒动时，低压侧 M座低压启动 过电流保护动作，跳开 主变次边M座（201或203）断路器。当主变次边T座母线及接在母线上的设备故障时，低压侧 T 座低压启动过电流保护动

13、作，跳开主变次边 T座（ 202或 204）断路器。当 213、 214保护或断路器 拒动时，低压侧 T 座低压启动 过电流保护动作，跳开 主变次边T座（202或204）断路器。7、 反时限过负荷保护：反应变压器绕组的平均 发热状况，防止变压器过热而损坏。反时限过负荷 I 段：负荷达到 I 段整定值时，发 出过 负荷信号反时限过负荷 II 段：负荷达到 II 段整定值时 , 跳开两 侧断路器&低压侧过电压保护：母线电压过电压整定 值时，跳 开相应相断路器9、 重瓦斯、轻瓦斯：是反应变压器内部故障和油面降低时的变换装置。保护范围：变压器内部。 重瓦斯动作后跳开主变两侧断路器、轻瓦斯动作 后发 出

14、信号10、 温度保护：是反应变压器内部温度升高时的保护装置。保护范围：变压器内部。温度保护I段：当主变内上层油温达到 70C时，发出 主变油温过高信号温度保护 II 段：当主变内上层油温达到105C 时，温度保护 II 段保护动作，跳开主变两侧断路器12、低压侧 PT 断线当 a 相开关在合位， 且 a 相母线电压低于 PT 断 线整定 值时，延时发出a相PT断线信号当b相开关在合位，且b相母线电压低于PT断哈密段线整定值时，延时发出b相PT断线信号牵引所馈线保护1、 距离正向 I 段：2、 距离正向 II 段：3、电流速断保护：4、过电流保护：5、电流增量保护：当前基波电流减去一周波前 基波

15、电流，再减去当前二、三、五次谐波电流与 一周 波前二、三、五次谐波电流的 Kh （谐波加 权抑制系数） 倍，大于或等于电流增量保护整定 值时， 保护装置动作6、一次重合闸：牵引网的短路故障大多数是瞬时自消性的。当断路器跳开之后，短路点的绝缘 能重新恢 复，此时将断路器合闸，能迅速恢复正 常供电。1） 重合闸充电时间：断路器在重合闸动作一次 后，需要等待充电时间 （ 断路器处于合位时开始 ） 后 才能重合闸。为使手动合闸在工作线路时保护 不重合 闸，所以手动合闸后也需要等待充电时间 后才能重合 闸。充电时间 15? 20 秒2） 大电流闭锁：当线路发生大电流短路时，装置具有大电流闭锁重合闸功能。

16、当故障电流大于2 倍的电流速断整定值时，闭锁重合闸7、PT断线检测：当检测到基波电流小于其整定值，电压也小于其整定值时，发出信号并闭锁距 离保护五、回答问题：1、所内外保护柜里的开关，讲解名称，原理及作用。答：保护柜里的开关是低压开关，用来通断 1KV 以下 交直流电路的开关称为低压开关。 常用的低 压开关有：1）接触器（如断路器、隔离开关机构箱内接触器）： 适用于远距离、频繁地通、断交直流电路 及大容量控 制电路的电器 2）自动空气开关：不仅可以切断正常负 荷电流， 还可以切断短路电流。 在自动空气开关中，用以解除合闸状态，实现开 关分 闸的装置称为脱扣器。空气开关中的脱扣器 一般有： 过流

17、脱扣器（负荷电流超过整定值时开 关分闸）；失 压脱扣器 （电压低于规定值时开关 分闸，一般低于 50% 60 %额定电压时）；热脱 扣器（负荷电流大于额定 电流时时开关分闸）； 分闸脱扣器（用其它电源来远 距离控制开关分 闸）。可根据需要设置某种或某几种 类型的脱扣 器。变电所常采用手动操作的 DZ10型自 动空气 开关。一般设置过流脱扣器和热脱扣器2、所内有T线和F线，具体是什么意思？如何 区分T 线和F线？答：T线是接触线（Track wire ）的缩写， F 线 是正馈线 （Feeder wire ） 的缩写。区分 T 线、 F 线 应查看上网点。一般变电所出线双线为 T 线， 单线为

18、F 线 3、主变、馈线保护测控屏各连片作用及使用， 在 什么情况下解除连片，为什么有些是解开的？ 答：以 红旗村为例：1#主变测控屏上连片有 101 主保护跳闸、 101 后备保护跳闸； 201 主保护跳 闸、201 后备保护跳 闸；103主保护跳闸、 103 后备保护跳闸；重瓦斯跳闸、 温度保护跳闸、压 力保护跳闸。变压器正常运行时， 保护投入，该 连片就要投入。如 1#主变主保护、后备 保护及 重瓦斯保护；保护退出，该连片就应打开。如 压 力保护。1#馈线控制屏上连片有 211重合闸连片、 211 保 护出 口连片；21B重合闸连片、21B保护出口连 片；212重 合闸连片、 212 保护

19、出口连片。正常 情况下，重合闸 连片、保护出口连片应投入。接触网V停作业时，调度可远方撤除相邻馈线的重 合闸；值班员可以在后台 机上打开相邻馈线重合 闸的软压板，也可以打开馈线 控制屏下方相邻馈 线的重合闸连片。装置试验时，有 时要求打开其 保护出口连片。4、 什么是功率因数？ 答：在交流回路中，如有感性负载或容性负载， 会使 回路中电流和电压不同相。感性负载回路 中，电流滞 后电压一个角度容性负载回路中， 电流超前电压一个 角度G把这个C角的余弦cos C叫功率因数。在阻 抗三角形中，阻抗等于 电阻与电抗的相量和。 cos C = 电阻/ 阻抗；在电 压三角形中，总电压等于电压有功分 量（即

20、电阻 两端的电压）与电压无功分量（即感抗两 端的电 压）的相量和。 cos C =电压有功分量 / 总电压； 在功率三角形中， 视在功率 =有功功率与无功功 率的相 量和。 cos 0 =有功功率 / 视在功率。5、避雷针为什么会误动作？（哈密供电车间提 问） 避雷针不会误动作。 当雷云放电接近变电所地面时它 使地面电场发 生畸变，在避雷针的顶端，形成局部电 场强度集 中的空间， 以影响雷电先导放电的发展方向， 引 导雷电向避雷针放电，再通过接地引下线和接地 装 置将雷电电流引入大地，使变电所被保护物体 免遭雷 击。没有雷云放电接近变电所地面时， 避 雷针不会动 作。6、主变的差动保护和瓦斯保

21、护的原理， 有什么 区别？ 差动保护的范围是变压器两侧差动电流互感器 之间的 一次设备，主要反映的故障是变压器内部 绕组相间短 路，单相严重匝间短路，以及引出线 和绝缘套管相间 短路；瓦斯保护的范围是变压器 内部故障，主要反映 内部多相短路，匝间与铁芯 外皮短路，铁芯发热，漏 油，油面下降等。差动保护能迅速的切除保护范围内的故障，接线 正确 调试得当则不发生误动，但对变压器内部不 严重的匝 间短路反映不够灵敏。 瓦斯保护反映油箱内部各种故障，而且还能反应 出差 动保护反应不出来的不严重的匝间短路和 铁芯发热故 障，内部进入空气等，因此灵敏度高， 动作迅速，其 缺点是不能反应变压器外部故障， 抗干扰性能差，容 易造成误动作。7、越区供电和正常供电时，为什么要选不同的 区？越区供电时，我们选 0 区，1 区、2 区的依 据是 什么？答： 0 区是闭环定值，即合上分区所内上下行线 路间 断路器，使同一区段上下行线路实行并联供 电时采用 的定值1 区是越区定值。当相邻变电所故障不能正常供 电时， 合上本所与相邻变电所在供电分区分相绝 缘器处开关， 由本所向相邻变电所越区供电时采 用的定值2 区是开环定值。即分区所内上下行线路间断路 器断 开，使同一区段上下行线路实行分别供电时 采用的定 值由于不同的供电方式对应的参数不同， 所以要根