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第1章 绪论1

1.1 高速铁路系统构成1

1.2 高速铁路牵引供电系统的特点和要求2

1.3 高速铁路牵引供电系统构成3

1.3.1 牵引供电部分3

1.3.2 高速铁路接触网部分5

1.4 牵引供电系统功能7

1.5 牵引供电设施功能7

思考题9

第2章 牵引变电所类型10

2.1 牵引变电所按牵引网电流性质（电流制）的分类10

2.2 牵引变电所按频率和牵引网相数的分类11

2.3 牵引变电所按牵引变压器接线方式的分类12

2.3.1 单相接线牵引变电所12

2.3.2 单相V，v接线牵引变电所13

2.3.3 三相V，v接线牵引变电所13

2.3.4 三相YN，dll接线牵引变电所14

2.3.5 斯柯特接线牵引变电所20

2.3.6 采用YN，？接线阻抗匹配平衡变压器的牵引变电所22

2.3.7 采用YN，？接线平衡变压器的牵引变电所26

2.3.8 采用非阻抗匹配YN，？接线平衡变压器的牵引变电所30

思考题32

第3章 电力牵引供电系统供电方式34

3.1 电力系统向牵引变电所的供电方式34

3.1.1 集中供电方式的牵引变电所34

3.1.2 分散供电方式的牵引变电所35

3.2 牵引变电所向接触网的供电方式35

3.2.1 单线区段单边供电35

3.2.2 单线区段双边供电36

3.2.3 复线区段单边分开供电36

3.2.4 复线区段单边并联供电36

3.2.5 复线区段双边纽结供电37

3.3 牵引网向电力机车的供电方式38

3.3.1 直接供电方式38

3.3.2 带回流线的直接供电方式38

3.3.3 吸流变压器供电方式41

3.3.4 自耦变压器供电方式51

3.3.5 同轴电力电缆供电方式63

3.3.6 同相供电方式66

3.3.7 独立供电方式76

思考题77

第4章 电气化铁路电气主接线78

4.1 电气主接线的功能、基本要求与设计原则78

4.1.1 电气主接线的功能78

4.1.2 电气主接线应满足的基本要求78

4.1.3 电气主接线设计应遵循的主要原则与步骤79

4.2 电气主接线中的主要电器80

4.3 电气主接线的基本接线方式84

4.3.1 单母线接线84

4.3.2 单母线分段接线85

4.3.3 单母线带旁路母线接线85

4.3.4 单母线分段带旁路母线接线86

4.3.5 双母线接线88

4.3.6 桥形接线89

4.3.7 简单分支接线（双T接线）90

4.4 开闭所主接线及其功用91

4.5 分区所主接线及其功用95

4.6 牵引变电所电气主接线97

4.6.1 电源侧主接线97

4.6.2 主变压器主接线97

4.6.3 牵引侧电气主接线101

4.6.4 动力变压器及自用电变压器接线103

4.6.5 电容补偿装置主接线104

4.7 电气化铁路牵引变电所电气主接线举例105

4.7.1 单相V，v接线普通牵引变电所主接线105

4.7.2 三相YN，dll接线普通牵引变电所主接线106

4.7.3 三相YN，dll，dl十字交叉接线AT牵引变电所主接线107

4.7.4 三相—两相斯柯特接线AT牵引变电所主接线109

4.7.5 三相—两相斯柯特接线普通牵引变电所主接线110

4.7.6 中心牵引变电所电气主接线111

4.7.7 中间及终端式牵引变电所主接线113

4.7.8 AT供电系统牵引变电所主接线115

4.7.9 国内外典型牵引变电所主接线116

4.8 配电装置类型及基本要求121

4.8.1 牵引变电所配电装置类型及基本要求121

4.8.2 屋内配电装置122

4.8.3 屋外配电装置127

思考题133

第5章 牵引变电所容量计算和选择134

5.1 计算条件134

5.2 列车电流135

5.3 馈线电流137

5.3.1 馈线平均电流和有效电流138

5.3.2 馈线的最大电流143

5.3.3 母线电流143

5.4 牵引变压器计算容量148

5.4.1 不同接线方式的牵引变压器绕组有效电流148

5.4.2 牵引变压器计算容量的确定150

5.5 牵引变压器校核容量152

5.5.1 牵引变压器的过负荷能力152

5.5.2 牵引变压器校核容量的确定156

5.6 牵引变压器安装容量157

5.6.1 备用方式157

5.6.2 牵引变压器安装容量的确定158

5.6.3 牵引变压器安装容量计算举例158

思考题163

第6章 牵引网阻抗165

6.1 牵引网导线的参数166

6.2 牵引网的等效电路及阻抗169

6.3 单线牵引网阻抗170

6.3.1 单线牵引网等值单位阻抗170

6.3.2 简单悬挂方式单线牵引网等值单位阻抗170

6.3.3 单链形悬挂方式单线牵引网等值单位阻抗172

6.3.4 有加强导线的单链形悬挂方式单线牵引网等值单位阻抗173

6.4 复线牵引网阻抗176

6.4.1 电压平衡方程式和等效网络176

6.4.2 等效网络阻抗计算177

6.4.3 不同接触网供电方式的双线牵引网阻抗178

思考题180

第7章 牵引供电系统电压损失182

7.1 电压损失概念182

7.2 牵引网的电压损失183

7.2.1 单线牵引网等值单位阻抗183

7.2.2 复线牵引网等值单位阻抗185

7.3 牵引变电所的电压损失188

7.3.1 三相YN，dll接线牵引变压器电压损失188

7.3.2 单相及V，v接线牵引变压器电压损失190

7.3.3 斯柯特接线牵引变压器电压损失191

7.3.4 YN，？接线阻抗匹配平衡变压器电压损失191

7.3.5 非阻抗匹配YN，？接线平衡变压器电压损失195

7.4 电力系统的电压损失和供电臂电压水平196

7.5 改善供电臂电压水平措施196

7.5.1 提高牵引变电所牵引侧母线电压197

7.5.2 采用合理的牵引网供电方式197

7.5.3 降低牵引网阻抗197

7.5.4 设置串联电容补偿装置198

思考题202

第8章 牵引供电系统电能损失203

8.1 牵引网的电能损失203

8.1.1 单线区段203

8.1.2 复线区段204

8.2 牵引变压器的电能损失206

8.2.1 三相YN，dll接线牵引变压器207

8.2.2 单相V，v接线变压器207

8.2.3 单相接线变压器208

8.2.4 斯柯特接线牵引变压器208

8.2.5 YN，？阻抗匹配平衡变压器208

8.3 减少牵引供电系统电能损失的措施209

思考题210

第9章 高速铁路供电系统对电力系统的影响及补偿措施211

9.1 负序电流211

9.1.1 负序电流对电力系统的影响211

9.1.2 负序影响计算——分配系数计算法213

9.1.3 负序影响计算——短路容量估算法222

9.1.4 负序抑制措施222

9.1.5 牵引变电所换接相序的接线设计步骤和方法231

9.2 谐波234

9.2.1 电力机车谐波234

9.2.2 谐波对电力系统的影响236

9.2.3 谐波抑制措施239

9.3 无功功率242

9.3.1 功率因数242

9.3.2 无功功率对电力系统的影响242

9.3.3 无功功率补偿方法243

9.3.4 并联电容补偿243

思考题248

第10章 变电所综合自动化简介250

10.1 牵引变电所综合自动化的基本概念及特点250

10.2 牵引变电所综合自动化的主要功能252

10.3 综合自动化系统的构成256

思考题263

第11章 交直流牵引变电所设计264

11.1 电器与载流导体的发热和负载能力264

11.1.1 电器与载流导体正常工作下的发热容许温度264

11.1.2 电器与载流导体在正常工作容许发热下的过载能力265

11.2 短路电流通过导体时的发热和电动力计算269

11.3 选择电气设备时短路计算点的确定270

11.4 电气设备的选择272

11.4.1 高压电气设备选择的一般原则272

11.4.2 开关设备的选择273

11.4.3 母线的选择279

11.4.4 互感器的选择282

11.4.5 支持绝缘子及穿墙套管的选择294

11.5 直流牵引变电所设计若干问题294

11.5.1 直流牵引变电所整流机组容量和数量的确定295

11.5.2 直流供电系统短路电流计算295

11.5.3 直流快速开关的选择300

11.5.4 高次谐波电流、电压的校验301

11.6 交流牵引变电所主接线设计示例302

11.6.1 分析负荷及原始资料302

11.6.2 主变压器台数和容量的选择302

11.6.3 各种方案主接线的拟订302

11.6.4 技术经济比较303

11.7 接地装置设计308

11.7.1 接地分类与安全接触电压308

11.7.2 接地装置散流效应和两种接触电压309

11.7.3 接地装置的设计311

思考题314

附录A 概率316

附录B 列车运行图和铁路区间通过能力321

附录C 常用牵引供电计算方法324

附录D 牵引变压器过负荷能力的确定方法330

附录E 安培公里和牵引网干扰电流阶梯曲线335

附录F 常用导体与电气设备数据338

附录G 电气常用图形符号新旧对照表351

参考文献356