铁路牵引变电所设备故障分析处理

1、精选优质文档-倾情为你奉上 毕业设计（论文）中文题目：铁路牵引变电所设备故障分析处理学习中心：石家庄学习中心 年 级： 专 业： 电气工程及其自动化姓 名： 学 号： 指导教师： 远程与继续教育学院专心-专注-专业北京交通大学毕业设计(论文)承诺书本人声明：本人所提交的毕业论文 铁路牵引变电所设备故障分析处理 是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果。论文中所引用的他人无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在论文中明确标注；有关教师、同学及其他人员对本论文的写作、修订提出过且为本人在论文中采纳的意见、建议均已在本人致谢辞中加以说明并深致谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本毕业论

2、文 铁路牵引变电所设备故障分析处理 是本人在读期间所完成的学业的组成部分，同意学校将本论文的部分或全部内容编入有关书籍、数据库保存，并向有关学术部门和国家相关教育主管部门呈交复印件、电子文档，允许采用复制、印刷等方式将论文文本提供给读者查阅和借阅。论文作者：_ _（签字）_201年_月_8_日指导教师已阅：_（签字）_年_月_日北京交通大学毕业设计(论文)成绩评议年级层次专升本专业电气工程及其自动化姓名题目铁路牵引变电所设备故障分析处理指导教师评阅意见本文在阐述牵引变电所基本概念的基础上，结合近年来铁路大发展新形势下新特点和新要求，研究了设备常见事故，探讨了其处理方法，为减少变电所事故，寻找到

3、了切实的对策。本论文内容详实，论述充分，若能够结合具体站段的实际进行分析会给论文增色不少。成绩评定：合格 指导教师：评阅教师意见 评阅教师：年 月 日答辩小组意见答辩小组负责人： 年 月 日北京交通大学毕业设计(论文)任务书本任务书下达给： 级 电气工程及其自动化专业 学生 设计（论文）题目：铁路牵引变电所设备故障分析处理一、设计（论述）内容：牵引变电所的设备种类繁多，对于各种设备的故障分析及及时处理，直接影响着牵引变电所运行的可靠性。根据现场工作经验，对牵引变电所常见的电气设备的故障，按照设备的重要性和故障发生概率的高低进行分析，并列举常用的科学快速的处理方法。建议框架结构分为五部分：第一部

4、分概述，阐述和研究相关的概念和理论；不超过3000字；第二部分，研究现状阐述，如国内外对变电所设备故障分析方面的研究现状；第三部分，针对现状分析存在优缺点，及问题原因；第四部分，结合自己的实践经验，提出改善建议。第五部分，总结，谈谈你的改善措施是否能达到预期效果，还有哪些需要继续研究的问题。二、基本要求：1观点正确、新颖，主题突出，内容丰富；2.论文资料充足详实，运用得当；3.论证充分，结论合理；4.篇章逻辑层次清晰，结构合理；5.语体正确，合乎规范，语言流畅。三、重点研究的问题：牵引变电所设备故障分析；牵引变电所设备故障快速处理。四、主要技术指标：1论文题目一般不超过25个字，要简练准确，可

5、分二行书写； 2开题报告 由学生认真书写，经指导教师签字后的开题报告有效； 3摘 要 中文摘要字数应在400字左右，包括论文题目、论文搞要、关键词(3至5个)，英文摘要与中文摘要内容要相对应；4目 录 按三级标题编写，要求层次清晰，且要与正文标题一致，主要包括摘要、正文主要层次标题、参考文献、附录等；5 正 文 论文正文包括绪论(或前言、概述等)、论文主体、结论。工科论文要求符合科技论文格式，正文文字应在12000字以上；6参考文献 必须是学生本人真正阅读过的，以近五年发表的杂志类文献为主，（2/3）图书类文献不能过多，(1/3)且要与论文工作直接相关。7附 录 含外文复印件及外文译文、有关图

6、纸、计算机源程序，如果安排有毕业实习，需提供毕业实习报告等。五、其他要说明的问题 对字体和字号的要求如下：题目用一号(分两行书写时用小一号)黑体字；正文第一层次(章)题序和标题用小二号黑体字，题序和标题之间空两字，不加标点，下同；正文第二层次(节)题序和标题用小三号黑体字；正文第三层次(条)题序和标题用四号黑体字；正文第四层次(款)题序和标题用宋体小四号加粗；正文第五层次(项)以下标题和题序与第四层次同。其余汉字均为宋体小四号，非汉字均为Times New Roman 体。下达任务日期：指导教师： 开 题 报 告题 目：铁路牵引变电所设备故障分析处理报告人： 一、文献综述国内外电气化铁路使用的

7、设备不同，遇到故障后分析处理方法各种文献资料的讲解有所不同也比较分散，我利用学习的知识和工作经验按照我们当前设备的重要性和故障发生概率的高低来进行分析并总结科学快速的处理方法，从而达到缩短故障延时，缩小故障范围的目的。我认为最大限度地防止和减少铁路牵引变电所的故障和事故的发生，是对铁路电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证。当事故发生后为保障牵引变电所抢修有序，缩短事故停电事件和减小故障影响范围，因此掌握对铁路牵引变电所的故障分析和处理非常重要。由于电气设备长期运行，故障和事故总不可能完全避免，且引发故障和事故又出于众多方面的原因。除了外力的破坏和影响，不可抗拒的自然灾害，还有安装、检修

8、、维护中存在的问题和制造过程中遗留的设备缺陷等事故隐患，特别是设备长期运行后造成的绝缘老化、材质劣化及预期寿命的影响，已成为发生故障的主要因素。部分工作人员业务素质不高、技术水平不够或违章作业等，都会造成事故或导致事故的扩大，从而危及电力系统的安全运行。因此当设备发生故障时认真分析及时处理能减少事故造成的损失。随着电气化铁路的飞速发展，牵引变电所电气设备安全可靠供变电 越显重要，特别是变压器、断路器、开关、互感器及并补装置等设备日常正常运行为列车提速发挥着举足轻重的作用。因此牵引变电所主要电气设备日常运行维护必须到位，同时必须分析常见设备故障根源及表征、尽可能消除或缩小设备故障，提高牵引变电所

9、供电质量。根据我在牵引变电所值班运行和检修中，掌握的变电系统设备故障分析及处理的一般原则，掌握的常见设备的故障类型和基本的查找设备故障的具体思路和处理方法，对缩短故障延时，缩小故障范围，归纳出快速处理牵引变电所主要电气设备的常见电气故障分析及处理方法。在牵引供电系统中，各种电气设备发生各种类型的故障是不可避免的。当牵引变电所发生故障后为了减少设备故障后对正常供电和对运行人员安全影响，本着“先送电后修复”的原则，限制事故发展，消除事故的根源及对人身设备安全的威胁。优先投入备用回路设备，必要时采取越区供电等措施，以最快速度保证对自用电接触网线路的供电。当牵引变电所发生故障后值班人员应迅速报告电力调

10、度和有关领导。除按照规定做好现场的安全防护外，还应在力所能及的范围内采取必要的措施，阻止事故的发展，尽可能排除事故产生的根源，缩短事故影响的停电时间，减少事故造成的损失。紧急事故处理可不填写工作票，但必须统一指挥，加强监护并有电力调度员的命令和编号；在危及人身或设备安全的紧急情况下，值班人员可先断开有关的断路器和隔离开关，然后再报告电力调度；在处理人身触电和设备事故时采取的临时安全措施要及时通知电力调度。利用我近两年来学习的知识和过去在牵引变电所运行中总结的一些小小的经验，对牵引变电所常见的电气设备的故障，按照设备的重要性和故障发生概率的高低，按照断路器、隔离开关、并补装置、变压器、互感器及交

11、直流等的顺序进行分析，并列举常用的科学快速的处理方法，从而达到缩短故障延时，缩小故障范围的目的。牵引变电所值班员业务素质高低不一，再加上近几年供电段招了一些劳务人员，他们仅仅受过简单的理论培训，没有自己的思路及实践经验，遇到故障后脑袋就大了无从下手处理故障。通过牵引变电所故障分析处理提高变电值班员的业务水平和素质，当牵引变电所内发生故障时能达到值班员沉着冷静，根据继电保护及自动装置动作情况，各种信号及表计显示情况及各种异常现象进行综合判断，利用我的故障分析及处理对号入座，防止慌乱匆忙或未经慎重考虑即兴处理，以免事故扩大，造成不应有的损失。另外，牵引电气设备运行状态的在线检测和故障诊断，使设备从

12、传统的预防性检修提高到预知性状态检修，对提高设备运行可靠性与有效度，提高电力系统经济效益，降低维修成本，都有很重要的意义。二、选题的目的和意义防止和减少铁路牵引变电所的故障和事故的发生，是对铁路电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证。当事故发生后利用掌握的铁路牵引变电所的故障分析和处理方法，能使牵引变电所抢修有序，缩短事故停电时间和减小故障影响范围。利用我近两年来学习的知识和过去在牵引变电所运行中总结的一些小小的经验，对牵引变电所常见的电气设备的故障，按照设备的重要性和故障发生概率的高低，按照断路器、隔离开关、并补装置、变压器、互感器及交直流等的顺序进行分析，并列举常用的科学快速的处理方

13、法，从而达到缩短故障延时，缩小故障范围的目的。三、研究方案：铁路牵引变电所类型不一样但是所内设备大部分一样，都设有由断路器、隔离开关、母线、互感器和避雷器等电气设备，各种电力变压器和换流设备，控制室内的控制、测量、信号、继电保护和自动、运动装置，它们保证电气设备安全、经济运行；还设有交、直流自用电电源与低压配电装置等。所有这些都是铁路牵引变电所不可缺少的组成部分，任何一部分出现异常都会影响铁路牵引变电所的运行和电气化铁路的运输畅通。论文的基本内容就是对铁路牵引变电所的主要电气设备的常见故障做分析，并对其故障处理。具体到理论联系实际的部分我准备采用工作中碰到的实际案例进行举例说明。我这次论文设计

14、具有一定的难度，但我相信，通过老师的辅导和自己不断的努力的学习，一定能高质量的完成本次毕业设计任务。四、进度计划：1月10日-1月22日开题报告2月23日-3月2日开始阅读资料、考虑方案、撰写论文等毕业设计工作，并将毕业设计的部分成果交指导教师，进行中期检查。3月3日-3月31日 深入现场进行实地调研，结合学习的理论知识完成报告的初稿，并将初稿交给老师。4月1日-4月19日 根据导师意见对初稿进行修改，完成调研报告的撰写五、指导教师意见：论文选题有一定的借鉴意义，准予开题，请尽量按进度实施。指导教师：中 期 报 告题目：铁路牵引变电所设备故障分析处理报告人：一、总体设计第一章：论述对牵引变电所

15、故障分析与处理方法进行研究的背景和意义。在石油资源逐渐枯竭，环保呼声日益高涨的今天，发展电力牵引具有十分重要的意义。介绍牵引变电所的类型与主要设施、各种牵引变电所功能与主要特点。本次设计主要利用我近两年来学习的知识和过去在牵引变电所运行中总结的一些小小的经验，以现在所在的牵引变电所为例，对牵引变电所常见的电气设备的故障，按照设备的重要性和故障发生概率的高低，按照断路器、隔离开关、并补装置、变压器、互感器等的顺序进行一下分析，并列举常用的科学快速的处理方法。第二章：介绍自己所在变电所。按照进线设备、主变设备、高压室设备、电容补偿装置和馈线设备的顺序介绍各个组成部分，在介绍的同时，穿插介绍各设备作

16、用、功能。第三章和第四章：着重介绍一下牵引变电所常见故障分析与处理的方法，以及列举了自己值班过程中碰得到的故障案例。我准备按照设备的重要性和故障发生概率的高低，按照断路器、隔离开关、并补装置、变压器、互感器等的顺序进行一下分析，并列举常用的科学快速的处理方法。一些大的故障框架已经拟好，准备在进一步丰富一下内容。第五章：通过这次设计，自己有什么收获。二、框架（框图）牵引变电所主要电器设备常见故障分析与处理1.研究的背景意义第一章，引言2、国内外研究现状3、牵引变电所类型功能第二章，按照顺序介绍一下自己 所在的牵引变电所，画上主接线图1、进线侧2、主变侧第三章：故障分析（按照设备重要性和故障发生概

17、率顺序。）3、电容补偿 4、高压室5、馈线侧1、断路器3、电容补偿装置5、互感器4、变压器2、隔离开关第四章故障案例6、其它6、交直流第五章总结7母线三、进展情况框架的东西基本完成。以后需要再查找资料，不断丰富各个故障的处理办法。从资料上找到的处理方法，自己不明白的，条件允许的时候要做试验验证一下；条件不允许的，咨询一下老师，或单位的师傅。四、指导教师意见按进度计划进行下一阶段设计，注意论文的逻辑、条理。结 题 验 收一、完成日期本论文于2014年4月1日完成。二、完成质量论文根据铁路供电特点，结合现场工作实际情况和变电所值守工作的实践，针对现行的变电所设备检修工作存在的具体问题进行分析，并提

18、出建议。完成质量良好。三、存在问题1、注意文中的错别字修改，要求将文中插图统一编号，格式统一。2、要求按照标准要求修改版面。3、若能更多地结合现场的运行及维护情况，做进一步的研究，会更有实用价值。四、结论论文结构完整，内容详实，整体达到结题要求，准予结题。可以正式打印上交。根据论文主要内容，及时准备答辩用演示文稿。中 文 摘 要铁路牵引变电所的心脏是牵引变压器。但是，在铁路牵引变电所中，牵引变压器出故障的几率是很小的，且由于每个铁路牵引变电所必须要双回路双电源两台主变固定备用，具备自动投切的能力，所以牵引变压器的故障就显得不是那么重要了。在此论文中，依据我值班运行的经验，考虑铁路牵引变电所故障

19、发生的概率和设备的重要性，把发生概率最高的断路器和隔离开关的故障分析与处理排列到了主变和其它设备之前。首先分析了断路器最常见各种拒分拒合、过热爆炸等故障；其次列举了隔离开关的拒分拒合以及击穿爆炸等故障；断路器和隔离开关的拒分拒合的故障，直接关系到电力机车是否能运行。第三，分析了电容补偿装置最常见的故障。并联电容补偿装置自身故障发生几率很小，一般是外部原因引起的故障，如网压波动，进线失压等。第四，介绍了牵引变压器最易发生的各种故障；然后是铁路牵引变电所不重要的交直流系统故障和母线线夹故障等。顺序逐一列举了铁路牵引变电所的主要电气设备常见的故障分析与处理的流程和方法。关键字：铁路牵引变电所，牵引变

20、压器、故障，处理ABSTRACT. Railway traction substation is the heart of traction transformer。However, in railway traction substations, railway traction transformer failure probability is very small, And because each must be dual-circuit power for railway traction substation main transformer in two fixed alter

21、nate, With auto-switching capability，traction transformer failure is not so important. In this paper, Based on my watch run experience, Given the importance of failure probability of occurrence, and the device in the substation, Circuit breakers and isolating switches with the highest probability of

22、 failure before arranging the main transformer, and other devices. First analyze the circuit breaker most common refuse refused, thermal explosion failures; Secondly refused refused and cited the disconnector breakdown explosion and failure; Circuit breakers and disconnectors refused refused fault,

23、whether directly related to electric locomotives can run. Third, the most common fault analysis of capacitor compensation equipment. Fault incidence of shunt capacitor installation itself is very small, Generally caused by external causes of failure, Such as pressure fluctuations, such as line volta

24、ge loss. IV, introduced the most prone to various failures of traction transformer; Then is not important for AC and DC system fault of transformer substation and Busbar clamp failure. One by one in the order listed the main electrical equipment of railway traction substation fault analysis and trea

25、tment of common processes and methods.目 录铁路牵引变电所设备故障分析处理第一章 牵引变电所概述1.1 研究的背景和意义国内外电气化铁路使用的设备不同，遇到故障后分析处理方法各种文献资料的讲解有所不同也比较分散，我利用学习的知识和工作经验按照我们当前设备的重要性和故障发生概率的高低来进行分析并总结科学快速的处理方法，从而达到缩短故障延时，缩小故障范围的目的。我认为最大限度地防止和减少铁路牵引变电所的故障和事故的发生，是对铁路电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证。当事故发生后为保障牵引变电所抢修有序，缩短事故停电事件和减小故障影响范围，因此掌握对铁路

26、牵引变电所的故障分析和处理非常重要。由于电气设备长期运行，故障和事故总不可能完全避免，且引发故障和事故又出于众多方面的原因。除了外力的破坏和影响，不可抗拒的自然灾害，还有安装、检修、维护中存在的问题和制造过程中遗留的设备缺陷等事故隐患，特别是设备长期运行后造成的绝缘老化、材质劣化及预期寿命的影响，已成为发生故障的主要因素。部分工作人员业务素质不高、技术水平不够或违章作业等，都会造成事故或导致事故的扩大，从而危及电力系统的安全运行。因此当设备发生故障时认真分析及时处理能减少事故造成的损失。随着电气化铁路的飞速发展，牵引变电所电气设备安全可靠供变电 越显重要，特别是变压器、断路器、开关、互感器及并

27、补装置等设备日常正常运行为列车提速发挥着举足轻重的作用。因此牵引变电所主要电气设备日常运行维护必须到位，同时必须分析常见设备故障根源及表征、尽可能消除或缩小设备故障，提高牵引变电所供电质量。根据我在牵引变电所值班运行和检修中，掌握的变电系统设备故障分析及处理的一般原则，掌握的常见设备的故障类型和基本的查找设备故障的具体思路和处理方法，对缩短故障延时，缩小故障范围，归纳出快速处理牵引变电所主要电气设备的常见电气故障分析及处理方法。在牵引供电系统中，各种电气设备发生各种类型的故障是不可避免的。当牵引变电所发生故障后为了减少设备故障后对正常供电和对运行人员安全影响，本着“先送电后修复”的原则，限制事

28、故发展，消除事故的根源及对人身设备安全的威胁。优先投入备用回路设备，必要时采取越区供电等措施，以最快速度保证对自用电接触网线路的供电。当牵引变电所发生故障后值班人员应迅速报告电力调度和有关领导。除按照规定做好现场的安全防护外，还应在力所能及的范围内采取必要的措施，阻止事故的发展，尽可能排除事故产生的根源，缩短事故影响的停电时间，减少事故造成的损失。紧急事故处理可不填写工作票，但必须统一指挥，加强监护并有电力调度员的命令和编号；在危及人身或设备安全的紧急情况下，值班人员可先断开有关的断路器和隔离开关，然后再报告电力调度；在处理人身触电和设备事故时采取的临时安全措施要及时通知电力调度。利用我近两年

29、来学习的知识和过去在牵引变电所运行中总结的一些小小的经验，对牵引变电所常见的电气设备的故障，按照设备的重要性和故障发生概率的高低，按照断路器、隔离开关、并补装置、变压器、互感器及交直流等的顺序进行分析，并列举常用的科学快速的处理方法，从而达到缩短故障延时，缩小故障范围的目的。牵引变电所值班员业务素质高低不一，再加上近几年供电段招了一些劳务人员，他们仅仅受过简单的理论培训，没有自己的思路及实践经验，遇到故障后脑袋就大了无从下手处理故障。通过牵引变电所故障分析处理提高变电值班员的业务水平和素质，当牵引变电所内发生故障时能达到值班员沉着冷静，根据继电保护及自动装置动作情况，各种信号及表计显示情况及各

30、种异常现象进行综合判断，利用我的故障分析及处理对号入座，防止慌乱匆忙或未经慎重考虑即兴处理，以免事故扩大，造成不应有的损失。另外，牵引电气设备运行状态的在线检测和故障诊断，使设备从传统的预防性检修提高到预知性状态检修，对提高设备运行可靠性与有效度，提高电力系统经济效益，降低维修成本，都有很重要的意义。1.2 国内外研究现状牵引变电所是向电气化铁道或城市轨道交通电力牵引等提供电能和变换、分配电能的电气装置与设施。其功能是将电力系统的三相交流电经降压、整流或变频后，供电力机车和动车组使用。类型与主要设施。根据电力牵引采用电流制的不同，牵引变电所分为直流、低频交流及工频交流三种类型。直流牵引变电所具

31、有降压和整流两种功能，主要设备有降压变压器及整流装置。用于直流制电气化铁路、矿山与城市轨道交通电力牵引系统。低频交流牵引变电所具有降压和变频两种功能，主要设备有降压变压器、变频设备和升压变压器。电力系统的三相工频交流电，经降压并将工频变换成低频，供具有单相整流子牵引电机的机车使用。这种牵引变电所在西欧一些国家（德国、瑞士、瑞典等）得到采用。工频交流牵引变电所的主要功能是降压，主要设备是降压变压器，以及无功、谐波综合补偿装置等，随着工频交流电力牵引制的发展，这类牵引变电所在中国、欧洲等不少国家得到广泛应用。所有类型牵引变电所，都设有由断路器或快速开关、母线、测量用电流、电压互感器和避雷器等电气设

32、备构成的屋外和屋内式配电装置，用以汇集和分配电能；各种电力变压器和换流设备，用以变换电压（降压和升压）、变换电流（整流）与频率（变频）；设于控制室内的控制、测量、信号、继电保护和自动、运动装置，它们是保证电气设备安全、经济运行的监控和保护设施；还设有供变电所运行、维护和控制、保护等需用的交、直流自用电电源与低压配电装置等。各种牵引变电所功能与主要特点。电气化铁路和城市轨道交通牵引变电所为一级电力负荷，要求电力系统必须采用双回进线或由两个电源点的环网进线，对其可靠供电。各种牵引变电所的功能不同，主要设施差异较大，变电所地理环境对电气设施形式及其装置有较大影响，形成各自的特点。工频交流牵引变电所。

33、由于接触网采用25 kV和225kV（自耦变压器AT供电方式）单相电压，工频交流牵引变电所之间距离一般可达30km90km，对于客、货运量大的电气化干线路、重载运输和高速铁路牵引变电所，其主变压器（降压变压器）单台容量可达60MVA75MVA，为保证供电可靠性和供电质量，牵引变电所一般采用110kV220kV双回输电线路供电。按照变压器接线方式的不同，工频交流牵引变电所分为三相牵引变电所、单相牵引变电所及三相两相牵引变电所。三相牵引变电所。采用三相电力变压器为主变压器的牵引变电所。变压器接线方式为Y，d11。每个变电所设2台。其原边绕组接入电力系统的三相，次边绕组两个端子分别接不同分段的接触网

34、，另一端子接钢轨。三相牵引变电所的主要特点：主变压器为普通三相电力变压器，能提供可靠的三相电源自用电变压器及其负荷使用；但主变压器容量利用率较低，三相绕组中有一相达不到额定负荷；同时，由于这种牵引变电所对电力系统形成不对称负荷，将在系统中形成到负序电流并产生不利影响，其负序电流影响较单相牵引变电所小。通常将各个牵引变电所的两个重负荷相轮换接入电力系统中的三相，可改善负序影响，采用将轻负荷相容量减小的不等容量三相主变压器，可提高容量利用率94.5%。单相牵引变电所。用单相双绕组主变压器构成的牵引变电所。有两种常用的接线方式：一种为全并联单相接线，2台主变压器原边绕组并联接入三相系统高压母线的两相

35、间，次边绕组一端与接触网连接，另一端接钢轨。另一种为V，v接线方式，它是将2台单相主变压器的原边接入高压母线不同的两相间（如AB和BC），次边分别以不同的相间电压向两边接触网供电。全并联单相接线设备简单、经济、主变压器容量利用率高。但由于牵引变电所对电力系统构成单相负荷，即使将各个牵引变电所轮换接入电力系统中的三相，在局部系统中仍将产生大量负序电流，所以只适于在电力系统容量较大的地区采用。单相V，v接线在电力系统中产生的负序电流和三相牵引变电所相同，影响较小；主变压器容量利用比较充分；能提供三相电源供变电所自用；但一台主变压器停电时，三相负荷即中断，因而工作可靠性差；此时可投入备用主变压器，但

36、需进行倒闸作业，操作较麻烦。单相牵引变电所在欧洲一些国家的电气化铁路得到较广泛的应用。三相两相牵引变电所 利用特殊接线方式的主变压器，以实现次边两相牵引负荷对称变换为原边三相平衡负荷的牵引变电所。具有这种对称变换功能的典型接线为斯科特（Scott）接线主变压器。该变压器原边有两个绕组，接成倒T形，它的底部绕组（称为底绕组）接入高压系统的两相间电压（如A，C相间），另一绕组（称为高绕组）则连接于底绕组中心点和高压三个电压中的另一相（如B相），底绕组和高绕组的匝数比为；次边匝数相同的两个单相绕组，在空间结构上分别与倒T形原边绕组相对应、构成互成2相位差的两相次边电压U，U，分别向两侧不同的接触网分

37、段供电。当两馈电分段电流为I，I时，通过电流变比和相位转换，可得原边三相电流IAIBIC且相位是对称的，使原边三相负荷实现了平衡，是其优点。能实现这种对称变换的平衡接线方式有很多种，除斯科特接线外，常用的还有伍德桥（Wood Bridge）接线、十字交叉型接线和阻抗匹配型接线等。由这些接线构成的主变压器，在中国和其他国家电气化铁路中都有不同程度的应用。三相两相牵引变电所的显著特点是能改善单相牵引负荷对电力系统形成的负序影响，在自耦变压器（AT）供电的重载和高速铁路区段，由于负荷大，AT供电区长，牵引负荷造成系统的负序影响较为突出，因此这种变电所得到广泛应用。低频交流牵引变电所。通过电压交换和变

38、频设施，提供低频交流单相15kV电压，向电力机车供电的牵引变电所。它有两种形式，一种是早期采用的由专用低频发电厂及相应电网供电，此时低频牵引变电所的功能和设施同工频牵引变电所相似。但因专用发电厂和输电网的投资大、负序影响大，后来新建牵引变电所都不使用。另一种是由通用电力系统工频高压电网供电，低频牵引变电所的功能是降压、变频和升压，早期采用旋转式变频发电机组变频，后来已由静止型大功率晶闸管变频器组取代，并获得拥有低频交流牵引制国家的普遍采用。低频交流牵引变电所容量一般比工频牵引变电所小，而它的电气设施及其运行维护比后者都要复杂，因此限制了它的推广应用。直流牵引变电所。设有降压、换流设施，提供直流

39、电向直流电力机车供电的牵引变电所。直流牵引变电所早期先后采用旋转式电动直流发电机组和水银整流器（或称离子交流器）进行换流，随着交流技术的发展，后来普遍由硅整流器所取代。直流牵引变电所一般由10kV35kV交流双回路电网或环形电网供电。其主要设施和特点是：具有多绕组的整流变压器原绕组接入三相电网，经降压后，次边两个绕组（星形和三角形接线）输出12相交流电压，分别对采用桥式并联12相整流电路的两组硅整流桥供电，即可获得输出为12相脉动的整（直）流电压。然后通过带有快速自动开关的直流配电装置，向直流接触网供电。按照不同的应用场所，直流牵引变电所结构、主要电气设备类型和配电装置结构形式有较大差别。地下

40、铁道和城市轻轨交通直流牵引变电所的布点及其结构有两种形式，一种是每个车站都设置具有单台整流机组的分散式布置牵引变电所，另一种是隔若干车站设置具有多台整流机组并列运行的集中式布置牵引变电所，中国采用后一种布置方式。在多数情况下，这种牵引变电所的10kV35 kV汇流母线上还设有专供车站动力、照明负荷和行车信号用的动力变压器，构成牵引、动力混合变电所。地下铁道和部分城市轻轨交通直流牵引变电所一般设在地下，直流输出电压为750V，1500V两种等级，由于其环境和场地条件的限制，对10kV35kV交流电压和直流电压系统的配电，应采用室内配电装置，整流机组由自然风冷的干式整流变压器和风冷式金属封闭硅整流

41、器柜组成；并对电气设备的安全性能要求极高，需采用防潮、无自爆、耐火和阻燃的产品。发展简况。牵引变电所的技术装备，是随着电力牵引电流、电压制的变革和电工、电子技术的进步而逐步发展起来的。19世纪末，国际上最早出现的是装有电动发电机组的直流牵引变电所，迄今已为大功率硅整流机组所取代。直流牵引所在城市轨道电力牵引和不少国家的干线电气化铁路中，应用仍很广泛。在干线电力牵引中，20世纪初出现了低频单相交流制，这种电流制的低频交流牵引变电所要求同时进行降压变相和变频（三相变成单相、工频变成低频），然后升压，使牵引变电所的设备和运行复杂化，限制了它的发展。直到20世纪30至50年代以来，工频单相交流制产生并

42、得到进一步完善，其突出特点是，牵引变电所设备大大简化、运行维护简单，促进了工频交流牵引制的推广应用。1.3 本论文的主要内容本文开头简单阐述了电气化铁路的重要性、发展意义和我国电气化铁路的发展历程。引出了牵引变电所在电气化铁路中的核心地位，简单介绍了的牵引变电所的分类以及各个不同类型的牵引变电所的功能、作用、优缺点和发展简况。第二章，以我所在的变电所为例，介绍了牵引变电所的主要设备的功能和作用。牵引变电所主要由进线系统设备、主变系统设备、馈线系统设备、并联电容补偿装置和高压室设备等组成。第三章，结合自己值班运行的经验，按照牵引变电所主要设备的重要性程度、发生故障的频率以及事故影响范围的顺序，列

43、举了主要设备常见故障的分析和处理方法。在第四章，列举了在值班过程中遇到过的典型的设备故障案例，按照故障现象，检查与分析过程以及处理措施三个方面，对同类型的故障案例的处理过程，进行了总结归纳。最后一章，对所写论文进行了总结。第二章 牵引变电所主要设备作用和功能2.1 牵引变电所的作用和功能牵引变电所是一个统称，实际上它还包括供电系统中的开闭所、分区所和自耦变压器所。这些供电设施构成了电气化铁路的牵引供电系统。牵引变电所是电气化铁道供电系统中的重要环节，在电气化铁路上，沿着电气化铁路每隔一定的距离设置一个牵引变电所，其任务是将电力系统输送来的三相高压电变换成适合电力机车使用的电能。我国电气化铁路采

44、用的是工频单相25KV交流制，而电力系统是一个三相交流系统，电压标准也不同，不能直接使用，需要经过变换电压等级和由三相变成单相才能使用。电气化铁路产生的负序和高次谐波对电力系统会造成多种不良影响，也需要通过牵引变电所来解决。因此，牵引变电所的作用如下：1、将电力系统的电能变换成适合电力机车使用的电能。在牵引变电所内装设有牵引变压器（也称主变），将电力系统的高压电（一般为110KV或220KV）降低为27.5KV或227.5KV（自耦变压器供电方式），以单相电馈送给接触网供电力机车使用。2、降低电气化铁路对电力系统的影响。（1）电气化铁路的单相负荷是一个不对称的负荷，对电力系统产生负序电流和负序

45、电压。要减轻负序电流和负序电压对电力系统的影响，需要在牵引变电所采用换相的方式或不同接线形式的变压器。（2）电力系统对电气化铁路供电，要求功率因数达到0.9以上，功率因数过低，会使供电系统设备能力不能充分利用，降低使用效率，增加了能量损耗。因此，需要在牵引变电所内加装并联电容补偿装置。并联电容补偿装置不仅能补偿功率因数，还能吸收部分高次谐波。为了保证供电的可靠性，每个牵引变电所通常由两个相互独立的电源（或区域发电厂）供电，或者由一个电源经两个回路的输电线路供电，以便当一个回路进行检修或发生故障时，可由另一个输电线路完成全部输电任务。牵引变电所的电气主接线应能满足一下基本要求：可靠性。牵引负荷为

46、一级负荷，不能中断供电。灵活性。可灵活投入或切除变压器和线路。经济型。主接线力求简单，节省断路器、隔离开关等设备数目，在便于操作的情况下，少占耕地。2.2 牵引变电所主要设备构成及作用本论文以我现在所在的变电所一回进线的设备为例进行介绍。2.2.1 进线系统设备1011GK（含）之前的设备统称进线系统设备。主要有进线隔离开关1011GK、电压互感器1YH、避雷器1BLQ组成。1011GK的作用是将所内设备和电网隔开，保证所内检修作业的安全，和在倒主变的过程中配合主断路器进行倒闸操作。1YH的作用是为电量计量和进线失压保护采集数据。1BLQ的作用是限制电网输电线路上的过电压，保护电气设备的绝缘。

47、2.2.2 主变系统设备1LH（含）至主变压器低压侧断路器201DL、202DL（不含）之间的设备成为主变系统设备。主要由电流互感器1LH、3LH，手动隔离开关1013GK，主断路器101DL，主变压器1#B，中性点隔离开关1091GK和中性点电流互感器5LH组成。1LH是为电量计量采集数据。3LH是为主变差动保护，过流保护和过负荷保护采集数据。1013GK的作用是为了检修主变压器时做好隔离措施，保护检修作业人员安全。另外，检修完室外开关设备，需要试验时，防止主变压器多次受电冲击，可以打开1013手动隔开，这样在分合闸的过程中，主变压器就不会多次反复受电。1091GK和5LH则是主变压器中性点

48、保护的隔离开关和电流互感器。2.2.3 并联电容补偿装置从27.5KV母线引出的205DL和206DL（不含）以下的设备，被称为并联补偿装置。主要包括真空断路器205DL、电容器组1DR和电抗器1DK。电气化铁路负荷为感性负荷，除了有功部分外，还有无功部分，这种无功部分使变压器、输电线路的容量不能充分利用，而且还增加了能量损耗。电力部门规定，电气化铁路的功率因数不得低于0.90。电容器组的作用就是：减少线路的能量损耗，改善线路的电压质量，提高系统的功率因数。串联在电容回路中的电抗器的作用就是：限制电容器组在投入时的合闸电流；降低断路器分闸时重燃的可能性；防止并联补偿装置与电力系统发生高次谐波；

49、限制故障时的短路电流；与电容器组成滤波回路，感抗容抗比取0.120.14，主要来滤掉三次谐波。2.2.4 馈线系统设备电动隔离开关2111GK、2112 GK、2121 GK、2122 GK、2131 GK、2132 GK、2141 GK、2142 GK、以及7BL、8BL、9BL、10BL、11BL均属于馈线设备，主要用于和馈线断路器配合向外馈出电力，和在检修作业时做好隔离保证人员安全。避雷器的作用就是泄放接触网线路上由雷击等引起的过电压。2.2.5 高压室设备主变低压侧真空断路器201DL、202DL、203DL、204DL和馈线侧设备之间的设备都是在高压室的设备。主要包括主变低压侧真空断

50、路器201DL、202DL、203DL、204DL，馈线的真空断路器211DL、212 DL、213 DL、214 DL、21B、22B和电压互感器5YH、6YH、7YH、8YH以及自用电变压器。第三章 牵引变电所主要电气设备常见故障分析与处理方法故障处理原则要遵循“先通后复，先通一线”的原则，有备用设备应先考虑投入备用设备，采用简便、易行、正确的方案，迅速果断进行事故处理和事故抢修，争取以最快的速度送电。当发生电气设备故障时，值班人员应该迅速的报告电力调度，除按照规定进行现场防护外，还应在力所能及的范围内采取措施，防止事故的发展，尽可能消除事故的根源，用一切可能的办法，保持或尽快恢复对所内自

51、用电和接触网线路的供电，迅速使设备恢复到正常运行状态，减少事故的损失11。在危及人身安全及设备安全的紧急情况下，值班人员可先行断开有关的断路器和隔开，然后再报告电力调度。然后根据仪表、信号显示和设备外部现象，判断事故的全面情况。3.1 断路器常见故障分析与处理3.1.1 断路器原理及分类 断路器按其使用范围分为高压断路器和低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般将3kV以上的称为高压电器。高压断路器(或称高压开关)是电力系统中最重要的控制和保护电器，具有灭弧特性。无论被控制电路处于何种工作状态，例如空载、负载或短路故障状态，断路器都应可靠动作，或是接通，或是断开电路。概括的讲，断路器在电网中起

52、两方面的作用：一是开断作用，根据电网运行的需要，将一部分电力设备或线路投入或退出运行；二是保护作用，即当电力设备或线路发生故障时，通过继电保护装置作用于断路器，将故障部分从电网中迅速切除，保证电网的无故障部分正常运行。因此，对于高压断路器的要求有以下几点：（1） 在合闸状态时应为良好导体。（2） 在分闸状态时应具有良好的绝缘。（3） 在开断规定的短路电流时，应有足够的开断能力和尽可能短的开断时间。（4） 在接通规定的短路电流的时候，短时间内断路器的触头不能产生熔焊现象。（5） 在制造厂家给定的条件下，高压断路器要能长期可靠的工作，有一定的机械寿命和电气寿命。此外，高压断路器还应该满足结构简单、

53、安装方便和检修方便、体积小、重量轻等方面的要求。低压断路器又称自动开关，它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。它可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件，已获得了广泛的应用。3.1.2 高压断路器常见故障分析当系统发生故障时，高压断路器和继电保护配合，能迅速切断故障电流,以防止扩大事故范围。因此，高压断路器工作的好坏，直接影响到电力系统的安全运行；高压断路器种类很多，按其灭弧的不同，可

54、分为：油断路器（多油断路器、少油断路器）、真空断路器、压缩空气断路器等。各种断路器的故障类型及处理方法有以下几种：（一）拒动作事故在变电所正常运行中，若发出跳、合闸指令后断路器未完成相应动作叫做拒动作。一般拒合有以下几种原因：一，操作不当；二，合闸于故障线路；三，操作、合闸电源或二次回路发生故障；四，开关传动机构或操动机构发生故障。拒分有以下几种原因：一，跳闸回路不通；二，跳闸铁芯动作而脱扣机构不脱扣；三，跳闸铁芯已动作，脱扣机构也已脱扣但没有分闸。电气故障主要分两种情况。一，电源部分故障：直流电源电压过低（低于断路器限定值），合闸电源容量不足，造成断路器拒动。另外，电源电压过高也会造成断路器

55、合不上闸。二，电气回路故障：二次回路故障，控制回路中熔断器及各元件的线圈、接点连线接触不良或断开，直流两点接地，导线间绝缘降低，合闸线圈故障等均会造成断路器拒动作。机械故障分为传动机构故障和操动机构（电磁操动机构、弹簧操动机构和液压操动机构等）故障两种。传动机构故障一般是调整不合理，以至于跳闸后各轴不能复位，连接销子脱落，大轴窜出原位，传动杆及连接板断裂等是断路器拒动作4。机械故障拒合拒分故障大多是操作机构行程不到位、卡滞、不能过死点、止钉位置不合适等故障，因其内部结构复杂，故障几率小，且一般由厂家负责，在这里就不详细介绍了。（二）误动作事故在变电所正常运行中，若没有任何指令断路器自动合闸或跳

56、闸称为误动作；发出跳、合闸指令后断路器未完成相应动作叫做拒动作。若所内没有进行分闸操作，没有保护装置动作，也没有给出各种事故预告信号，此时电压正常，变电所内也没有其他的倒闸或作业，断路器自动分闸，即可断定是断路器分闸控制回路或机械故障。误分时，先用万用表测量各关键点的电位，若各点电位正常，则可判断是机械故障，否则是电气故障。但如果是自动合闸，在上述条件下则可判断为是电气故障5。电气部分故障也主要分两种情况。一，电源部分故障：当直流电压波动大或高压室内发生过电压对地放电，高电压串入直流回路时，也会引起断路器误动作。二，二次回路故障：继电器及控制开关接点粘连，直流多点接地，导线间短路，跳闸位置继电器、合闸位置继电器线圈短路等情况也会造成开关误动作6。但是断路器误动作的影响因素多，所内其它倒闸作业、检修作业、直流回路多点接地等都会造成断路器误动作，所以分析判断断路器误动作要根据具体情况进行认真仔细的分析。（三）断路器的过热、异音、爆破以及着火断路器在运行过程中会发生放电现象，导致过热和异音。也可能因为油压气压过高而使安全阀或箱体破裂，变形的过程叫爆破。油断路器爆破过程中可能引起着火。真空断路器放电或异音一般是真空泡内部真空度不够或外部脏污引起的。过热和