1、毕业设计（论文 ）中文题目： 牵引变电所运行故障分析及对策学习中心（函授站）： 上海函授站专业： 电气工程及其自动化姓名： 钱鑫学号： 13700768指导教师： 郎兵北京交通大学远程与继续教育学院2020 年 4 月毕业设计(论文)承诺书与版权使用授权书本人所呈交的毕业论文是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果。除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本毕业论文是本人在读期间所完成的学业的组成部分，同意
2、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。论文作者签名： 年 月 日指导教师签名： 年 月 日北京交通大学年级层次专业姓名题目指导教师评阅意见成绩评定：指导教师：年月日答辩小组意见答辩小组负责人：年月日毕业设计(论文)成绩评议毕业设计(论文)任务书本任务书下达给： 13级 电气工程及其自动化专业学生 钱鑫设计（论文）题目：牵引变电所运行故障分析及对策一、毕业设计（论文）基本内容1、收集并研究铁路供电规程与规则；2、分析牵引变电所生产布局、牵引变电系统供方式；3、分析设
3、备运行情况，找出常见故障；4、分析设备老化原因，提出解决措施及管理方案；5、比选改进措施的效果并得出相关结论；二、基本要求1、论文体系应完整、规范；2、论文内容应详实，做到层次清晰；3、论文中引用的数据要求准确并符合规范的要求；4、按要求做好开题报告，在开题报告中就对所用参考文献加以综述、叙述选题的目的及意义、论文涉及的主要内容也一并加以阐述；5、按要求做好中期报告，在中期报告中，应对所收集的相关资料加以整理，列写论文的总体设计、论文框架及论文的撰写进程。6、按规定的论文格式要求，撰写中、论文正文和相关的参考文献。三、重点研究的问题1、通过分析牵引变电所运行情况找到设备老化及故障原因；2、解决
4、措施及对策。四、主要技术指标设计报告一份五、其他要说明的问题1、开题报告电子版应于 3 月 15 日前交达指导老师，以便就报告中可能出现的问题及时加以修改上报；2、论文中期报告于 4 月 10 日上交指导老师；3、5 月 18 日完成论文，上交正稿（纸质、电子版各一份）下达任务日期：2015 年 1 月 10 日要求完成日期：2015 年 5 月 18 日指导教师：郎 兵开题报告题目：牵引变电所运行故障分析及对策学生姓名： 钱鑫学号： 137007682015 年 3 月 10 日一、文献综述1961 年 8 月 15 日，我国第一条电气化铁路宝成线宝鸡至凤州段的建成通车标志着我国电气化铁路的
5、诞生。转眼间半个世纪已经过去了，进入 21 世纪后京沪线电气化改造，牵引供电开始融入了我的工作。我国电气化铁路采用 27.5kV 单相工频交流电作为机车工作电源，牵引供电回路简述：牵引变电所（电源）接触网（输电导线）电力机车（负荷）回流设备牵引变电所（电源）。牵引供电为铁路一级负荷，牵引变电所应由两路互为独立的电源供电，当一路故障时，另一路应能正常供电。普速牵引变电所电源的电压等级为 110kV，采用直供加回流供电方式。高速铁路牵引变电所外部电源的电压等级为 220kV，采用 AT 供电方。牵引变电所主接线设备简述：(1)高压侧接线方式。牵引变电所引入两路可靠电源，所内高压侧通常采用线路变压器
6、组接线。两路变压器组设备和接线完全相同，正常运行方式为一主一备，两路外部电源处于热备状态，完全可以满足牵引变电所的用电可靠性需要，简化了高压侧的设备，在高铁牵引变电的得到了广泛采用。牵引变电所电源侧亦可采用分支接线，在两回进线之间设置两台隔离开关的跨条，实现电源进线与变压器直列或交叉供电的运行方式，提高运行方式的灵活性。我国目前已经实施的高速铁路中，京沪、郑西、京津、合武等牵引变电所采用线路变压器组接线方式；武广、京石、石武等采用分支接线。（2）27.5kV 侧接线方式。这种接线方式适用于有一个工作电源和一个备用电源的变配电所。为了母线检修的安全，设有两组母线分段隔离开关。这种接线一般正常运行
7、时是不分段的，只有当电源、母线检修或故障时才分段运行。各段母线应分别各设一组电压互感器和避雷器。（3）馈线侧接线方式。此种接线方式为武广高铁牵引变电所馈线侧主接线。我国高速铁路牵引变电所高压侧配电设备多数采用单体设备，室外分散布置设计。在用地困难情况下，进线电源侧采用 GIS 组合电器，可户内或户外集中布置。牵引变电所 27.5 kV 侧开关设备采用 GIS 开关柜。高铁牵引变电所通常采用 220（110）/27.5 kV 的油浸自冷式变压器，作为牵引变压器。高速铁路牵引变压器接线形式主要有： Iioio、V/x 和纯单相三种形式。牵引变电继电保护简述：在牵引变电所中，常用电流差动保护和瓦斯保
8、护作为主变压器的主保护；用三段（或两段）距离保护和电流保护作为接触网的主保护。铁路供电系统运行经验表明， 接触网故障大多是瞬时性的，这些故障在断路器跳闸后，大多能自动并快速消除。设 置自动重合闸保护装置使断路器重新合闸，迅速恢复供电，可大大提高供电的可靠性， 避免因停电而给铁路运输带来的巨大损失；为了保证对牵引负荷的不间断供电，牵引 变电所设置有备用电源自动投入保护装置。备投装置可大大地缩减用电负荷的停电时 间，减少值班人员的工作量和减少误操作的可能性。牵引变电所综合自动化系统一般由保护测控单元、当地监控单元、数据总线、视频监控单元和通信单元等组成。保护测控单元。对主变压器、馈线等主要设备进行
9、自动监视、测量、控制和保护。监控单元。分当地监控单元和视频监控单元。二、选题的目的和意义上海铁路局自京沪线电气化改造投运后，至今局内高速铁路也相继开通：沪宁城际、沪杭城际、杭甬客专、沪蓉客专、京沪高铁、宁杭高铁线路，并有合福高铁、宁安城际两条高铁和宁启复线电化该造一条普速电气化铁路在建设中。未来牵引供电将成为上海铁路局运输的主要载体。伴随着时代的进步高速铁路的发展将会突飞猛进，所以高铁牵引供电安全，则成了牵引供电的关键所在。高铁牵引供电运行最直观部分就是接触网，所以是否能向接触网提供 27.5KV 等级电压成为牵引变电所供电可靠性的重要指标，即对机车能否正常开行起着决定性作用。研究牵引变电所设
10、备运行情况，找出常见故障，分析和解决高铁新设备、新技术下带来的新问题，提出解决措施及管理方案；是一个非常务实的课题选项。三、研究方案（框架）高速铁路 AT 牵引供电方式下牵引所一次设备运行方式：从地方 220kV 电网中引入两路相互独立的电源；将两路电源分别引入两两组合共 4 台 Iioio 接线方式的 220kV 变 55kV 电压等级牵引变，两组牵引变各引入一路电源；其中一组牵引变中的一台高压桩头引入 A、B 相，另一台则引入 B、C 相。低压侧三个桩头则分别引出 T、Pw、F 相； 一台牵引变低压侧 T、F 相同步引入 27.5KV 的 GIS 柜一段母线，正常供电给高铁线路一个方向的上
11、、下行接触网，而另一台牵引变则通过另一段 27.5KV 母线，正常供电给高铁线路另一反方向的上、下行接触网；4 台牵引变 Pw 相同时汇集到牵引所内的集中接地箱，与牵引所接地组网连接，然后通过线缆连接到高铁线路，作为高铁运行的综合接地线。以下分为两大方面简要说明牵引所常见故障的研究与解决措施：1. 牵引所常见故障大致可分为设备故障、保护故障、通信故障三大类。(1) 设备故障设备故障是指电气设备自身坏损导致的故障。例如控制回路断线故障就是设备 正常运行状态下，某一开关突然发生控制回路断线，控制回路中某一电气设备坏损， 其中最常见的多为辅助接点松动或接触不良。(2) 保护故障保护故障是指微机保护系
12、统中发生的故障。例如运行情况下所内馈出柜故障跳闸，可以根据微机保护系统中的故障跳闸报文信息进行分析和处理。但是，有时故障跳闸处理后会发现实际结果与报文信息分析结果相差很大。这样会加大跳闸后影响排查和处理故障的速度。(3) 通信故障通信故障是指设备与后台或调度主站之间的通信中断。通信故障分为主干通道故障、所内组网通信故障。高铁的设备运行管理模式有调度主站统一控制整条线的牵引所亭操作和监视，必须24小时畅通，也就成为高铁牵引供电故障中一种比较特殊的类型。2. 分析故障原因提出解决措施分析故障是为了找出造成故障的真正原因，在分析出原因后找出好地处理方法， 并提出解决措施，以最快速度处理好故障，最终实
13、现牵引设备的安全可靠运行。四、进度计划1、3 月 15 日前根据毕业设计论文任务书的要求，搜集相关材料，查阅有关文献，理解设计目的及意义，制定研究方案、制定进度计划、撰写出开题报告，通过 e- mail 交给指导教师进行开题检查，以便就报告中可能出现的问题及时修改上报；2、3 月 16 日-4 月 5 日根据导教师确认的开题报告内容编写论文初稿；通过 e-mail交给指导教师进行检查；3、4 月 5 日-4 月 10 日编写论文中期报告于 4 月 10 日通过 e-mail 交指导老师检查；4、4 月 11 日-5 月 5 日根据导师中期检查意见完善论文，根据导师中期检查意见完善论文；5、5
14、月 18 日前完成论文，上交正稿（纸质、电子版各一份）。五、指导教师意见指导教师：年月日中期报告题目：牵引变电所运行故障分析及对策学生姓名： 钱鑫学号： 13700768一、进展情况为了能很好的做好毕业设计，除了自己重视认真学习外，在选题编写的四个月里， 得到了指导老师郎教授的关心和不断指导。在此过程中无论是选题还是撰写，郎教授学识渊博、认真负责、作风严谨使我除了专业学习以外也获得了巨大收获。同时在编写过程中单位里的专业技术人员也给与许多帮助和指导，在此向郎教授和帮助指导过的专业技术人员表示真诚的感谢!本文共分 5 个部分：首先介绍选题的背景、目的、意义；其次简述牵引变电所概况； 再次介绍牵引
15、变电所运行方式、及运行中常见的故障；第四部分分析牵引变电所常见故 障的现象、原因及处置方法；第五部分总结语及文献1. 选题、本次设计所选题目是结合自身工作特点，再结合老师的意见后选定。2. 论文结构、主要围绕选题背景、目的及意义；牵引变电所概况简述；牵引变电所运行方式、一次主要设备、二次控制设备、牵引所自用电设备；牵引变电所常见故障现象、原因及处置对策。3. 相关案例、数据主要来自于上海路局供电处、本单位技术部门及现场一些故障处置过程中的收集。相关书籍文献、一是来自于北交大的课程教材课本，另一方面来自于单位相关的专业技术规章及本岗位作业指导书二、指导教师意见指导教师：年月日结题验收一、完成日期
16、二、完成质量三、存在问题四、结论指导教师：年月日北京交通大学毕业设计（论文）中文摘要中文摘要摘要：随着铁路电气化区段的大力度建设，牵引供电的安全稳定直接影响到铁路运输稳定。牵引变电所安全可靠的不间断供电，接触网才能不间断将电能传输给电力牵引机车，因 此牵引变电所是电气化铁道供电系统中不可缺少的重要组成部。上海铁路局自京沪线电 气化改造投运后，至今局内高速铁路也相继开通：沪宁城际、沪杭城际、杭甬客专、沪 蓉客专、京沪高铁、宁杭高铁线路，并有合福高铁、宁安城际两条高铁和宁启复线电化 该造一条普速电气化铁路在建设中。未来牵引供电将成为上海铁路局运输的主要载体， 牵引变电所得供电安全，则成了牵引供电的
17、关键所在。高铁牵引供电的可靠稳定，直接关系到动车运行安全。为此，当牵引所发生故障时， 精准、快速的排除故障恢复供电至关重要，这就对设备管理人员的业务水平提出高要求， 不仅要有理论基础，还要对管内设备、管理规定熟悉。本文主要以管内高铁牵引变电所运行方式、及运行中发生的故障处理过程和总结， 开展研究牵引变电所故障，分析和寻找解决高铁新设备、新技术下带来的故障问题，为进一步降低高铁牵引变电所故障率和提高牵引供电安全方面技术支持。关键词：电气化铁路，高铁牵引变电所，故障分析，解决对策i北京交通大学毕业设计（论文）ABSTRACTABSTRACTTitle: Traction substation fa
18、ult analysis and countermeasuresABSTRACT:As the railway electrification section strength of large construction, security and stability of traction power supply directly affects the stability of railway transportation.Traction substation safe, reliable uninterrupted power supply, the catenary can uni
19、nterrupted power transmission to electric traction locomotive, so the traction substation is electrified railway power supply system in the indispensable important component.Since the after beijing- shanghai electrification railway was put into operation, Shanghai railway station of high speed railw
20、ay opened one after another: shanghai-nanjing interurban railway, shanghai- hangzhou interurban railway, hangzhou-ningbo passenger special line, shanghai-chengdu passenger special line, beijing-shanghai high-speed rail, nanjing-hangzhou high-speed rail, and the two high-speed rail that is hefei-fuji
21、an and nanjing-anqing interurban railway and Nanjing-qidong double track electrified railway transformation in the construction. Traction power supply will become the main carrier of Shanghai railway bureau transport, traction substation from the power supply security that has become the key of the
22、traction power supply in the future.High-speed railway traction power supply of reliable, stable and is directly related to train security of operation.Therefore, when the traction failure occurs, precise and quick troubleshooting is very important to restore power, this is the level of business put
23、 forward higher requirements for equipment management personnel, not only have the theoretical basis, and familiar with tube equipment, management regulations.This article mainly tube, high-speed rail traction substation operation mode and fault occurred in the operation of processes and summary, re
24、search traction substation fault, analyze and find solutions of failure problem about new high-speed rail equipment, new technology, in order to reduce the high-speed railway traction substation fault rate and improve the security of traction power supply technical support further.KEYWORDS：electric
25、railways, high-speed rail traction substation, failure analysis and solutionii北京交通大学毕业设计（论文）绪论目录中文摘要iABSTRACTii1 绪论11.1 选题背景11.2 选题的目的与意义11.3 国内外研究现状21.3.1 国内研究现状21.3.2 国外研究现状41.3.3 小结51.4 研究内容51.5 研究思路与论文结构52 理论基础82.1 简述牵引变电所组成82.2 上海局管内高铁牵引变所设备接线方式82.2.1 AT 所、分区所的功能92.3 AT 供电牵引所一、二次设备82.3.1 牵引所一次主
26、要设备92.3.2 牵引所二次设备93 牵引所常见故障处理103.1 牵引所常见故障现象103.1.1 开关拒动故障103.1.1开关误动故障103.1.1通信故障104 对策分析114.1 设备因素114.1管理因素115结论12参考文献13附录 A附录标题141 绪论1.1 选题背景自京沪线电气化改造投运后，至今上海铁路局管内相继开通了：沪宁城际、沪杭城 际、杭甬客专、沪蓉客专、京沪高铁、宁杭高铁多条高铁线路，还有即将开通合福高铁 未来牵引供电将成为上海铁路局运输的主要载体。伴随着时代的进步高速铁路的发展将 会突飞猛进，除既有铁路电气化后采用直供加回流供电方式外，高铁牵引供电则全部采 用
27、AT 供电方式。AT 牵引所作为牵引供电的心脏，精准判断及处理在运行状态下出现的故障，快速高效排除各类故障，并对故障进行分析寻找出合适的解决对策成为重要课题。1.2 选题的目的与意义接触网是高铁运行牵引供电的最主要载体，向接触网提供 27.5kV 等级电压的牵引变电所能否正常运行，直接影响着列车安全正点到站。所以，研究牵引变电所常见故障， 分析和寻找解决高铁新设备、新技术下带来的问题的对策，是一个非常务实的课题选项。确定了个人论文选题后，针对 AT 牵引供电方式下牵引所常见故障的处理和分析，结合自己的实际工作，对牵引变电所故障分析和研讨。1.3 国内外研究现状1.3.1 国内研究现状电气化铁道
28、发展很快，已成为今天最现代化的铁道。其主要特点是：(1) 电力机车效率高。采用火力发电的效率是蒸汽机车的 4 倍；如用水力发电，效率为蒸汽机车的 10 倍。(2) 功率大。20 世纪末最大功率电力机车可达 10000 马力以上，是蒸汽机车的 4 倍， 内燃机车也难以比拟。由于牵引能力很强，在运输繁忙的铁道上采用，可以缓和运输的紧张情况。(3) 加速快和爬坡能力强，特别适用于山区铁路。据统计目前世界上已有五十多个国家和地区修建了电气化铁道。从发展来看，铁路牵引动力以电力牵引为主，担负运量的比重年年增加。牵引变电所是向电气化铁道提供能量和动力中转的场所，主要通过将电能经过整流、变换和升压后提供给铁
29、路列车当做动力使用，目前供给牵引站使用的有交流、直流以及交直流混合的三种形式。牵引变电站的主要电气设备是变压器，它是电能转换的主要设备，与之配套的设备是母线、断路器以及交流开关，还有相对应保护设备的避雷器以及其它整流换流设备， 他们是保证变电所安全运行的辅助设施。我国铁路系统的交流电压为 25kV，电能是电力机车主要的动力来源，通过电动机完成牵引任务。另外，55KV 变电所出口不设馈线 AT 的供电模式是目前我国自有的一种 AT 供电方式。1.3.2 国外研究现状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。单相牵引变电所是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；另一种为 V，v 接线方式。227.5KV 供电的 AT 供电模式在法国采用比较普遍， 牵引变压器采用纯单相变压器，变压器二次侧线圈中点抽出接地接钢轨，在变电所出口馈线上不设自耦变压器。55KV 变电所出口设馈线 AT 的供电方式，该 AT 供电方式最先在日本的山阳新干线上采用，且在日本采用比较普遍。在当前世界各国电气化铁路变电所的变压器有采用三相的、单相的；在供电方式方面有采用 BT 供电方式的、AT 方式的，目前还在研究试验同轴电力电缆的等等。1.3.3
