2014牵引供电专题设计题目汇编.doc

牵引供电专题设计题目汇编2014年12月目 录题目1 牵引变电所主接线设计1题目2 牵引变压器继电保护配置方案设计1题目3 复线AT牵引网馈线继电保护配置方案设计1题目4 单线BT供电方式牵引网阻抗距离特性计算2题目5 单线AT供电方式牵引网阻抗距离特性计算2题目6 牵引变电所监控系统开关设备控制程序设计3题目7 牵引变电所监控系统运行参数显示程序设计3题目8 电气化铁道牵引变电所设计4题目9 直流牵引供电中馈线保护的配置及原理5题目10 牵引供电节能减排技术措施调研及对比分析5题目11 牵引负荷谐波影响的仿真与分析5题目12 牵引变电站电能质量分析报告6题目13 HXD型电力机车电气负荷特性统计分析6题目14 牵引变电所容量计算和选择7题目15 牵引供电系统的电压损失7题目16牵引网阻抗计算.8题目17牵引负荷对电力系统的影响.8题目18基于MATLAB的铁路客运专线全电缆电力线路接地故障计算.8题目19基于仿真工具的铁道长大距离电缆线路计算.9题目20城市轨道交通供电方案设计.9题目21高速铁路接触网雷电防护分析10题目22牵引变电所防雷接地研究.10题目23牵引变电所主要电器设备常见故障分析11题目24牵引网钢轨电位的计算分析11题目25单线简链牵引网阻抗的计算分析.12题目26接触网之字形布置对弓网受流的磨损影响13题目1 牵引变电所主接线设计题目简介：针对一个采用星形延边三角形接线（或纯单相接线、V/V接线、Scott接线）变压器的牵引变电所设计主接线图，并给出主要电气设备的平面布置图和设备选型结果。要求：（1）两回110kV进线，高压侧为带外跨条的线路变压器组接线方式；（2）低压侧共4路牵引馈线；（3）牵引网为带回流线的直接供电方式；（4）应包含主要电气设备：110kV断路器、隔离开关、避雷器、电压互感器、电流互感器，27.5kV断路器、隔离开关、避雷器、电压互感器、电流互感器等。学生人数：2或4人，每种接线方式可安排2人共同完成设计出题教师：吴命利 题目2 牵引变压器继电保护配置方案设计题目简介：针对一Scott接线（V/X接线、星形延边三角形接线）牵引变压器，进行变压器继电保护配置方案设计。要求：（1）首先了解变压器继电保护的类型及原理；（2）结合电气化铁道特点，说明牵引变压器保护的特殊要求；（3）给出差动保护、过负荷保护、过电流保护的接线原理图；（4）牵引变压器按110kV/55kV（27.5kV），额定容量40MVA，阻抗电压百分数10.5，高压进线短路容量800MVA。（5）报告需给出必要计算过程。学生人数：23人（每人针对不同接线变压器）出题教师：吴命利 题目3 复线AT牵引网馈线继电保护配置方案设计题目简介：针对一复线AT供电方式牵引网，进行馈线继电保护配置方案设计。要求：（1）了解牵引负荷特点及其对继电保护的影响；（2）牵引馈线继电保护类型及原理；（3）给出过电流保护、电流速断保护、三段式距离保护的整定计算方法；（4）报告需给出必要计算过程。学生人数：2人共同完成出题教师：吴命利题目4 单线BT供电方式牵引网阻抗距离特性计算题目简介：针对一典型单线BT供电方式牵引网，计算发生接触网钢轨短路故障时，从馈线口看的短路阻抗随短路点位置的变化曲线，相应的短路电流变化曲线。要求：（1）牵引网悬挂结构按牵引供电系统设计手册上的标准图，大地电阻率按100Wm；（2）吸流变压器参数查牵引供电系统设计手册或相关资料；（3）变电所内牵引变压器按110kV/27.5kV星形三角形接线，额定容量31.5MVA，阻抗电压百分数10.5，高压进线短路容量500MVA。（4）报告需给出必要计算过程（如牵引网各导线地回路单位长度阻抗），并画出系统电路图和计算曲线。学生人数：2人或4人，2人一组共同完成出题教师：吴命利题目5 单线AT供电方式牵引网阻抗距离特性计算题目简介：针对一典型单线AT供电方式牵引网，计算发生接触网钢轨短路故障时，从T、F馈线端口看的短路阻抗随短路点位置的变化曲线，相应的短路电流变化曲线。（1）牵引网悬挂结构按牵引供电系统设计手册上的标准图，大地电阻率按100Wm；（2）忽略自耦变压器励磁电流和漏抗；（3）变电所内牵引变压器按220kV/55kV单相，额定容量40MVA，阻抗电压百分数12，高压进线短路容量1800MVA。（4）报告需给出必要计算过程（如牵引网各导线地回路单位长度阻抗），并画出系统电路图和计算曲线。学生人数：2人或4人，2人一组共同完成出题教师：吴命利题目6 牵引变电所监控系统开关设备控制程序设计题目简介：设计牵引变电所综合自动化系统监控主机主控程序的人机界面部分，重点是开关设备控制程序。（1）采用Visual C+、Visual Basic或Borland C+ Builder开发环境；（2）针对一具有两台主变压器、两回110kV进线、四回27.5kV出线的牵引变电所进行设计；（3）能以不同图案和/或颜色显示开关设备状态；（4）在开关设备焦点区域按鼠标右键能给出操作提示；（5）对开关的操作有内置的逻辑判断功能，对不合条件的误操作给出提示。学生人数：2人或4人，2人一组共同完成（不同组分别采用不同开发环境）出题教师：吴命利题目7 牵引变电所监控系统运行参数显示程序设计题目简介：设计牵引变电所综合自动化系统监控主机主控程序的人机界面部分，重点是运行参数显示程序。（1）采用Visual C+、Visual Basic或Borland C+ Builder开发环境；（2）针对一具有两台主变压器、两回110kV进线、四回27.5kV出线的牵引变电所进行设计；（3）界面能动态显示有关运行参数，包括27.5kV母线电压、各馈线电流、110kV进线电压及电流；（4）采用数据库技术存储运行参数，可模拟动态显示。学生人数：2人或4人，2人一组共同完成（不同组分别采用不同开发环境）出题教师：吴命利题目8 电气化铁道牵引变电所设计1、设计（论述）内容：（1）简述牵引供电系统；（2）牵引变电所主变压器的选择；（3）牵引网组抗计算2、原始数据资料该线路为复线客货运铁路，N非=35对/日，上行供电臂长为22km，下行供电臂长为20km。表21原始数据表 供 电 臂供电臂A供电臂B列车全部运行时间t(min)上行36.134.8下行34.531.2列车用电运行时间tg(min)上行28.326.9下行29.226.3列车在t(tg)内的能耗KVAH上行17242115下行19881822GJ-70+GLCA-单链型悬挂（持续允许载流量540A）其中GLCA- r=0.184 =8.57mm 承力索为GJ-70， r=1.93 x=0.45 R=5.75mm 接触线距轨道面平均高度H=5800mm 接触网结构高度h=1300mm 承力索弛度f=600mm 钢轨为50kg/m r =0.18 x =0.18 R=96.5mm dg=1435mm大地电导率-4（），已知该线路为双线两条线路轨道中心距离为5m.学生人数：24人出题教师：郎 兵题目9 直流牵引供电中馈线保护的配置及原理1、设计（论述）内容：针对直流牵引供电系统中接触网上的故障和不正常运行状态构建一个包含主保护、后备保护、辅助保护的保护体系，论述各种保护的原理、定值整定原则、保护范围及保护间的配合。2、设计（论述）方法：通过搜集大量的与题目相关的参考文献，从中进行提炼、总结，完成设计内容。学生人数：23人出题教师：郎 兵题目10 牵引供电节能减排技术措施调研及对比分析调研国内外在轨道交通（含城市轨道交通）所采用的节能减排技术措施，重点分析在牵引供电方面所采用的节能技术措施，要求有资料、有分析、有对比、有展望，参考资料应标注清楚。内容至少包括：（1）国内外有关轨道交通能耗的组成，各个部分的占比；（2）牵引供电能耗的增长趋势，分析其增长的主要原因；（3）国内外所采用的牵引供电节能的主要技术措施、方案及效果对比；（4）列车节能技术发展及对比分析。学生人数：23人出题教师：杨少兵题目11 牵引负荷谐波影响的仿真与分析对提供的牵引供电臂的负荷电流数据，利用Matlab或编写程序分析各次谐波含量，至少包括总畸变率、各次谐波含量等，并利用国家标准作出评价。利用Matlab Simulink模块搭建一个供电臂的仿真模型，要求：（1）至少包括基波电压源，及3次、5次及21、23次谐波电流源（2）线路长45km，按多段型电路组建，每公里参数为电阻0.2欧、电抗0.5欧、分布电容10nF（3）分析空载情况下，首端基波电压为27.5kV时末段的电压波形及谐波含有率（4）选取一种并联无源滤波方式，仿真分析其效果。学生人数：23人出题教师：杨少兵题目12 牵引变电站电能质量分析报告对提供的牵引变电站采集数据，分析其电能质量，包括：1.基波电压和基波电流的统计结果2.3、5、7次谐波电流95%概率大值（有效值）3.3、5、7次谐波电压95%概率大值（含量）4.三相不平衡度5.功率因数（返送正计、返送不计）并针对统计结果，对照国家标准作出评价。学生人数：23人出题教师：杨少兵题目13 HXD型电力机车电气负荷特性统计分析结合实测结果统计分析HXD2、HXD3型电力机车的电气负荷特性，内容包括：1、 实际线路上的功率曲线、电流有效值曲线；2、 谐波特性，3、5、7、9等低次谐波及某些特征高次谐波含量随功率、电流变化曲线；3、 不同负荷电流等级下的典型波形、频谱及等效干扰电流。学生人数：23人出题教师：张洪和题目14 牵引变电所容量计算和选择题目简介：牵引变电所容量计算和选择就是指牵引变压器容量的计算和选择。（1）明确牵引变电所容量计算的计算条件（2）归纳牵引变压器计算容量、校核容量、安装容量的确定方法（3）针对下列情况给出三相牵引变电所主变压器采用固定备用时的安装容量： 单线区段，年运量G=1700万吨/年，牵引定数G=2100吨，g净取0.705，波动系数K1取1.2，储备系数K2取1.2，非平行列车运行图区间通过能力N非=42对/日。牵引计算结果： 供电臂1-n=3，SA1=2115kVAh，Stu1=29.3min； 供电臂2-n=3，SA2=1724kVAh，Stu2=28.3min；学生人数：23人出题教师：张洪和 题目15 牵引供电系统的电压损失题目简介：供电系统由于阻抗及负荷而导致供电电压降低，其降低的数值称为电压损失（1）明确牵引供电系统电压损失的构成及原理；（2）分析单线牵引网、双线牵引网及不同联接变压器的电压损失原理及计算方法。（3）总结改善供电臂电压水平的方法。学生人数：23人出题教师：张洪和 题目16 牵引网阻抗计算题目简介：牵引网阻抗是计算牵引网电压损失、电能损失和短路电流所必须的参数，牵引网阻抗值随牵引网的组成和布置尺寸而不同，因此，必须进行牵引网阻抗计算。（1）明确牵引网导线参数及牵引网的等效电路及阻抗；（2）分析不同悬挂形式单线牵引网等效单位阻抗的计算；（3）给出下列情况下的牵引网等效单位阻抗：一段单线电气化铁路，接触网采用单链形悬挂。接触线为GLCA-(100/215)，rT=0.184W/km，ReqT=8.75mm；承力索为GJ-70，rC=1.93W/km，xintC=0.45W/km，RC=5.75mm，接触线距轨面平均高度H=5800mm；接触网结构高度h=1300mm；承力索弛度fc=600mm；钢轨为50kg/m，rR=0.18W/km，xintR=0.18W/km，R=96.5mm，dR=1435mm，大地电导率s=10-41/(Wcm)。学生人数：23人出题教师：张洪和题目17 牵引负荷对电力系统的影响题目简介：由于单向工频交流电气化铁道牵引负荷的特点，当三相电力系统向它供电时，它将在电力系统中引起负序电流。同时，整流型电力机车产生的高次谐波电流进入电力系统，而且牵引负荷的功率因数较低，这些都对电力系统的运行产生不良影响。（1）了解负序电流的分析方法及单相负荷在电力系统引起负序电流的机理；（2）分析不同联接形式的牵引变压器负荷引起的负序电流；（3）分析谐波电流的产生机理；（4）总结负序电流及谐波对电力系统的影响及改进措施学生人数：23 出题教师：张洪和 题目18 基于MATLAB的铁路客运专线全电缆电力线路接地故障计算要求：利用MATLAB计算工具，对牵引供电系统发生单相接地故障时的电压、电流进行计算，输出结果，要求对不同故障位置、空载和负荷情况下均进行计算，并对结果进行分析。学生人数：34人出题教师：吴振升题目19 基于仿真工具的铁道长大距离电缆线路计算要求：利用PSCAD/EMTDC或者MATLAB工具，对铁路客运专线中采用的全电缆线路模式进行计算，要求计算长大距离电缆线路的电压、电流、无功，并对全电缆线路的中性点接地方式进行分析。学生人数：34人出题教师：吴振升题目20 城市轨道交通供电方案设计题目简介：使学生初步掌握城市轨道交通供电系统工程设计过程， 包括某城市某条线路主变电所、牵引变电所、降压变电所的设置及容量选择。设计目标：1）掌握城市轨道交通供电系统工程设计方法和思路；2）完成主变电站及外部电源方案；3）完成供电系统方案设计； 4）完成牵引变电所及降压变电所设置及容量选择；5）完成供电分区划分及中压网络设置。具体要求： 1）采用集中供电方式;2）采用DC1500V牵引供电，电压波动范围为1000V1800V;3）最大负载时，任意轨道对地电位不大于90V;4）主变电所在一路电源退出运行时另一路承担其 一、二级负荷供电，线路末端电压损失不超过 5%. 学生人数：34人出题教师：李腾题目21 高速铁路接触网雷电防护分析题目简介：基于高速铁路接触网电气几何模型，通过理论分析和仿真计算研究接触网的雷电防护方法及其效果，提出改进方案和建议。要求：（1）首先了解接触网基本结构和雷电防护基本原理；（2）结合高速铁路的特点，说明接触网雷电防护的基本要求和方法；（3）建立接触网的雷电过电压计算模型，通过仿真计算分析接触网耐雷水平和雷击跳闸率及其特点，定量评估各种防雷措施的防护效果；（4）基于动车组的车体接地方式，分析雷击接触网时车体过电压产生的机理及入侵途径；（5）通过理论分析和软件仿真，分析在典型雷电波击中接触网时，车体瞬时电势幅值，并提出降低车体过电压的措施；先修课程：高电压技术、牵引供电系统学生人数：23人出题教师：田付强题目22 牵引变电所防雷接地研究题目简介：牵引变电所主要设备的直击雷和感应雷防护方案及接地方案研究。要求：（1）了解牵引变电所基本构成和雷电发生机理及主要危害；（2）从牵引变电所雷电防护要求出发，通过对雷电参数的选择及电磁暂态仿真计算分析，讨论牵引变电所遭受雷击后所区地表的电位分布，提出设备运行的安全距离及降低雷击过电压的方法；（3）牵引变电所一次、二次设备的直击雷、感应雷防护措施；（4）从变电所接地网的铺设、以及接地电阻等方面，对变电所的防雷系统以及接地系统进行简要的分析，并基于常用的防雷接地的设计方法提出110kV牵引变电所防雷接地方案。先修课程：高电压技术、牵引供电系统学生人数：23人出题教师：田付强题目23 牵引变电所主要电器设备常见故障分析题目简介：研究牵引变电所主要电器设备，如变压器、互感器、断路器等的常见的故障及其机理和预防措施。要求：（1）了解了牵引变电所电气设备的构成、型号、参数、结构、布置方式；（2）牵引变电所故障分析与处理方法进行研究的背景和意义；（3）牵引变电所主要电气设备常见故障统计和机理分析；（4）牵引变电所主要电气设备故障处理与检修；先修课程：高电压技术、牵引供电系统学生人数：23人出题教师：田付强题目24 牵引网钢轨电位的计算分析题目简介：钢轨是牵引网的组成部分之一，对其参数计算进行原理学习，完成钢轨电阻、电感和电容参数的计算，并进行电压和电流分析。要求： （1）线路参数的基础理论学习，阅读相关文献，整理钢轨参数计算的文献综述；（2）进行50kg钢轨的电参数计算；（3）构建电路，进行PSCAD钢轨电压和电流的仿真验证；（4）对比分析钢轨电压和电流的分布特点；（5）报告中的电路图一律用office visio绘制，公式使用公式编辑器进行编辑，使用word文档进行编辑（不建议使用wps）。参考文献：谭秀炳牵引供电系统分析及