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新建电气化铁路牵引负荷预测
优质期刊推荐电气化铁道牵引负荷谐波推荐限值的研究--《华北电力大学（北京）》2009年硕士论文
电气化铁道牵引负荷谐波推荐限值的研究
【摘要】：
电气化铁道牵引负荷作为特殊的谐波畸变负荷,有必要研究电铁牵引负荷谐波限值的问题。本论文首先简要介绍了国内外电气化铁道谐波发送限值的研究情况,以及各国现行的与电铁相关的谐波标准。主要讨论了牵引变电所各种接线方式下的三相两相谐波变换模型及其变换矩阵,并以此为基础对牵引变电所原边和次边的电气量进行变换。利用IEC 、G5/4和谐波国标GB/T 14549-93对我国某区域几个变电所的谐波电压畸变情况进行比较和分析,得出各牵引变电所各次谐波电压含有率和总谐波畸变率,讨论了各次谐波电压的发送限值以及总谐波电压畸变率的发送限值,分析了其评估的合理性,提出了制定或修订谐波国标时应该注意的几个问题。
【学位授予单位】：华北电力大学（北京）【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2009【分类号】：TM711
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牵引变电所
牵引变电所是指电气化铁道供电的电源，它将电力系统三相高压电通过降压、变换成单相，送到接触网上，供电力机车（含电力动车组）获取强电流。牵引变电所的核心是牵引变压器，用它完成降压和能量传输。
牵引变电所分类
牵引变电所可按以下方法分类：
(1)按高压输电线的引入方式分类
主要有“T”接线（又称分支接线）和“桥”接线。“其特点是外部的电力系统负载电流不进入牵引变电所。“桥”接线又可分为“内桥”接线所示]和“外桥”接线，其共同特点是允许外部的电力系统负载电流穿越牵引变电所一次侧母线。一般来说，“内桥”接线适用于故障较多的长输电线路以及主变压器不需要经常切换的场合；“外桥”接线适用于故障较少的较短输电线路以及主变压器按固定备用方式需要经常切换的场合。
(2)按牵引变压器的联结形式分类
有单相联结（又称简单单相联结，或纯单相联结）；单相Vv联结；三相Vv联结；三相YNd11联结和三相不等容量YNd11联结；三相YNd11d1十字交叉联结；斯科特联结等。我国台湾省电气化铁道采用的还有列勃兰联结。国外，主要在日本，还有伍德桥联结和改进伍德桥联结等。
(3)按承担供电臂的供电任务分类
有集中供电方式和分散供电方式。集中供电方式是指每个牵引变电所单独承担所辖供电臂的供电任务。分散供电方式是指每个牵引变电所除了在正常情况下承担所辖供电臂的供电任务外，还能在事故或榆修的情况下承担相邻牵引变电所所辖供电臂的供电任务，即越区供电。牵引变电所一般采用集中供电方式，分散供电方式很少采用。
牵引变电所设计原则
(1)变电所主接线力求简单可靠，提供灵活的运行方式。
(2)同车站的牵引变电所和降压变电所应尽可能合建为牵引降压混合变电所，以减少投资和便于运营管理，变电所位置选择应与车站建筑设计密切配合，尽量减少土建工程量。
(3)变电所布置方式因地制宜，结合各所址周边地形、建筑物、土建条件，经综合比选后确定。
(4)房屋的布置应便于设备运输，兼顾巡视的安全，相对关系应方便设备接线及电缆敷设。
(5)正线牵引变电所可按无人值班设计，车辆段牵引变电所可按近期有人值班、远期无人值班。
(6)牵引变电所尽可能设在车站，与车站降压变电所合建，节省投资；在长大区间高架段，尽可能没在高架桥下，减少另外征地；在长大区间地面段，设在线路一侧。
(7)牵引变电所应满足牵引负荷要求，在远期高峰负荷时，当一相邻牵引变电所解列时，接触网最低电压高于1000V，钢轨最高电位低于120V。
(8)综合考虑牵引变电所分布对迷流防护的影响。
(9)牵引混合降压变电所和降压变电所的位置应便于设备运输和运营管理。
(10)继电保护装置按满足可靠性、选择性、速动性和灵敏性要求设置。
(11)所内控制、保护没备采用变电所综合自动化系统。
(12)设备选择立足于周内设备，技术性能达到国内先进水平。
牵引变电所布点
1．满足直流牵引供电系统运行方式要求
(1)单牵引整流机组双边供电。各牵引变电所设置一套整流机组，同一供电分区由相邻牵引变电所各经一路馈线同时供电，牵引网电压质量较好且能耗较低。主要在法国巴黎、日本东京等采用，国内没有。
(2)双牵引整流机组双边供电。各牵引变电所的两套牵引整流机组均投人运行，馈电方式和单牵引整流机组双边供电形式相同，牵引网电压质量好，牵引网能耗低。
当一套整流机组故障或检修退出后，另一套牵引整流机组若继续运行．牵引变电所整流方式由双机组等效24脉波变成单机组12脉波，谐波禽量增加。
(3)大双边供电。正常工作状态下，正线接触网南两个相邻牵引变电所构成双边供电；当某个中间牵引变电所退出运行时，相关正线接触网南与该牵引变电所相邻的两个牵引变电所通过直流母线或纵向联络开关等越区供电，即大双边供电方式。
2．满足牵引网电压损失允许值要求
牵引变电所布点一般采用以下方法：
(1)以线路中间车站设牵引变电所为布点基点。首先等虑牵引变电所与车站相结合。布点基本点：线路中站间距最大的两个车站为基本点
(2)以线路术端车站设牵引变IU所为布点基点。一般牵引变电所与线路末端车站相结合。
(3)合理设置区间牵引变电所。对于地面线路，当因牵引变电所与车站结合，将使本牵引变电所退出运行时，牵引网电压损失超标，可考虑设置区间牵引变电所。
对于地下线路，牵引变电所应与车站结合，不宜考虑设置地下区间牵引变电所。因为地下牵引变电所土建造价高，且运营不方便。
3．兼顾杂散电流腐蚀保护需要
在相同条件下，与牵引变电所分区长度关系是：牵引变电所分区长度越长，产生杂散电流越大；反之，牵引变电所分区长度越短，产生杂散电流越小。
牵引变电所技术文件
牵引变电所应具备下列技术文件：
(1)一次接线图、室内外平面布置图、室外配电装置的断面图、保护装置的原理图、二次接线的展开图、安装图和电缆手册等。
(2)制造厂提供的设备说明书。
(3)电气设备、安全用具和绝缘工具的试验结果，保护装置的整定值等。
谭秀炳编．交流电气化铁道牵引供电系统
第4版：西南交通大学出版社，2014.08
李亚宁编；张友鹏主审．城市轨道交通供电系统：中国电力出版社，2014.10
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电气化铁路牵引供电基本知识
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电气化铁路牵引供电基本知识 第一篇
电力牵引供变电系统
概述一 概述二 总体目录 一、电力系统 二、牵引变电所的一次供电方式 三、牵引变电所的引入方式 四、牵引变压器结线 五、牵引变电电气主接线 六、电气化铁路的供电方式 七、接触网的供电方式 八、牵引变电所防雷、回流及接地 九、负序的影响及对策 十、并联电容无功功率补偿 十一、谐波的影响及对策 十二、牵引变电所的电气设备 附件、武广、广深港、郑西客运专线牵引供变电主要技术标准（建议稿） 一、电力系统 一、电力系统 （二）我国电力网分级
一、电力系统 （四）负荷等级 二、牵引变电所的一次供电方式 （一）一边供电方式 1概念：牵引变电所的电能是电力系统的一个方向送来的。 2说明：构成了可靠的供电网络，任一电源故障，不会中断供电。 二、牵引变电所的一次供电方式 （二）两边供电方式 1概念：牵引变电所的电能是电力系统的两个方向送来的。 2说明：构成了可靠的供电网络，任一电源故障，不会中断供电。 二、牵引变电所的一次供电方式 （三）环形供电方式 1概念：若干发电厂、地区变电所、通过高压输电线构成环形电力
网，牵引变电所处于网中的一段环路中。 2优点：电力系统频率稳定、电压波动幅度小。 （四）三种供电方式比较 一边供电方式是可靠的、可以采用； 两边供电和环形供电比一边供电可靠性更高、供电质量更好，应尽量采用。 在一条很长的电气化铁道区段上，往往同时采用几种不同的外部供电方式。 三、牵引变电所的引入方式 桥形接线方式：内桥、外桥 分支接线（双T接线）方式：有跨条、无跨条 单母线分段接线方式 （一）桥形接线方式 1概念：当牵引变电所接入的电力系统内有穿越功率时的引入方式。
内桥接线：桥位于牵引变压器侧；外桥接线：桥位于线路侧。 三、牵引变电所的引入方式 2说明：给牵引变电所供电时，两回进线和桥断路器均工作；并入接电
力网。 3内、外桥比较 三、牵引变电所的引入方式 （二）分支接线（双T接线）方式 三、牵引变电所的引入方式 2两种方式比较 三、牵引变电所的引入方式 1概念：当牵引变电所除了两回电源引入线外，还需要引出线的中心
变电所采用的引入方式。 2优点：母线断路器既能通过穿越功率，又可在不要时将母线分段；
可靠性和灵活性好。 四、牵引变压器结线 1 说明：牵引变压器是连接牵引供电系统和电力系统的重要设备，起传递功
率和变压的作用。牵引负荷是单相负荷，引起电力系统的三相不平
衡，不同的牵引变压器结线型式引起的三相不平衡度不同。变压器
接线型式的选择，应综合考虑各种因素。 2牵引变压器结线的九种结线型式
目前我国多采用单相结线（V，V型结线），三相结线，近年又采用了斯柯特
结线，由三相YN，d11和d1组成的十字交叉结线、YN，V阻抗匹配平衡结
线、三相V，V结线等变压器。九种结线型式为：
单相结线：简单单相结线
单相V，V结线或V，X结线
三相V，V结线
三相结线：YN，d11结线
YN，d11，d1十字交叉结线
三相—两相平衡结线：SCOTTE（斯柯特）结线
WOOD-BRIDGE（伍德桥或变形伍德桥）结线
YN，V阻抗匹配平衡结线
YN，V非阻抗匹配平衡结线 四、牵引变压器结线 （一）单相结线
1简单单相结线
2单相V，V结线 四、牵引变压器结线 3三相V，V结线
4三种单相变压器结线特点表 四、牵引变压器结线 （二）三相结线
1 YN，d11结线
2 YN，d11，d1十字交叉接线
四、牵引变压器结线 3三种单相变压器结线特点表 四、牵引变压器结线 （三）三相—两相平衡结线 1 SCOTTE结线(大秦、京秦、郑武采用) 四、牵引变压器结线
优点：SCOTTE变压器把三相对称电压变换为两相对称电压（相位相差
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