电气工程及其自动化生产实习报告.docx

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1、2西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 页暑期实习报告报告名称： 生产实习 姓 名： 学 号： 班 级： 指导教师： 实习单位： 实习时间： 西南交通大学暑期实习报告 第 I 页前言 2013年7月，学院组织我们在大学第三年的最后时间里，进行专业生产实习。对于即将步入社会的我迎来了人生中的重要的时刻，为了适应社会的激烈竞争，多积累工作经验，我对实习充满了热情，也希望有着重要的收获。于是本着对自己认真负责的态度完成了本次实习。 自我进入大学学习以来，特别是在进入大三后学习了许多的专业课程，对电气工程及其自动化专业有了一定了解，但是我对自己的工作经验不足感到担忧，担心自己是否能把理论和实际相结合起

2、来做好实际的工作。参加专业生产实习之后，我获得丰富的实践经验，学到了课本上学不到的知识，感谢生产实习。 此次生产实习收获无疑是巨大的，从老师的授课中了解了许多课本以外的知识，增长了不少知识。在现场是参观中看到了许多课本中的实物，对他们有了新的见解，不仅仅在理论中，也通过现场环境所带来的新的知识。印象深刻的是自己动手所获得的一种愉悦，在动手剪铁丝、制作掉线和腕臂的装配的时候虽然感受到了困难，但是我没有退缩，我知道那是对自己的一种体验，对以后工作的一种肯定。通过生产实习提高了我对本专业的兴趣，激发竞争意识、责任意识和开拓意识。 生产实习给我带来对以后工作认知感，让我接触实际，了解社会。对于以后的工

3、作也让我以增强群众观点和事业心、责任感，提高思想觉悟来为自己的职场生涯奋斗。利用本专业初步的实际知识，以利于培养实际工作能力和专业技能。目录前言目录 第一章 电力系统 1 1.1 电力系统简介 1 1.2 电力系统的基本组成及我国电力布局 1 1.3火力发电产种类和生产流程 2 1.4 水力发电厂种类和生产流程 3 1.5输配电技术 4 1.6继电保护装置 8 第二章 牵引变电所9 2.1 牵引变电所简介 9 2.2 牵引变电所组成和分类 9 2.3 牵引变电所设备 10 2.4 牵引变电所供电方式 12 2.5 牵引变电所主控制屏 13 2.6 牵引变电所电气连接线 14 第三章 接触网14

4、 3.1 接触网简介 14 3.2 接触网部分零件及其结构 15 3.3 接触网供电方式 19 3.4 接触网的基本要求 19第四章 变压器20 4.1 变压器简介 20 4.2 变压器组成及分类 21 4.3 变压器的基本生产工艺 22 第五章 成灌高铁24第六章 成都地铁24第七章 交大许继25结论 26西南交通大学暑期实习报告 第 27 页第一章 电力系统1.1电力系统简介 一、电力系统的主要特点和发展情况 由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。为实现这一功能，电力系统

5、在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统，对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，以保证用户获得安全、经济、优质的电能。 由于电源点与负荷中心多数处于不同地区，也无法大量储存，故其生产、输送、分配和消费都在同一时间内完成，并在同一地域内有机地组成一个整体，电能生产必须时刻保持与消费平衡。因此，电能的集中开发与分散使用，以及电能的连续供应与负荷的随机变化，就制约了电力系统的结构和运行。据此，电力系统要实现其功能，就需在各个环节和不同层次设置相应的信息与控制系统，以便对电能的生产和输运过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，确保用户获得安全、经济、优质的电能。中华人民共和

6、国的电力系统从50年代开始迅速发展。到1991年底，电力系统装机容量为14600万千瓦，年发电量为6750亿千瓦时，均居世界第四位。输电线路以220千伏、330千伏和500千伏为网络骨干，形成4个装机容量超过1500万千瓦的大区电力系统和9个超过百万千瓦的省电力系统，大区之间的联网工作也已开始。 1.2 电力系统的基本组成及我国电力系统布局一、电力系统基本组成电力系统的主体结构有电源、电力网络和负荷中心。电源指各类发电厂、站，它将一次能源转换成电能；电力网络由电源的升压变电所、输电线路、负荷中心变电所、配电线路等构成。它的功能是将电源发出的电能升压到一定等级后输送到负荷中心变电所，再降压至一定

7、等级后，经配电线路与用户相联。电力系统中网络结点千百个交织密布，有功潮流、无功潮流、高次谐波、负序电流等以光速在全系统范围传播。它既能输送大量电能，创造巨大财富，也能在瞬间造成重大的灾难性事故。为保证系统安全、稳定、经济地运行，必须在不同层次上依不同要求配置各类自动控制装置与通信系统，组成信息与控制子系统。它成为实现电力系统信息传递的神经网络，使电力系统具有可观测性与可控性，从而保证电能生产与消费过程的正常进行以及事故状态下的紧急处理。 根据电力网的结构方式，又分为开式电力网和闭式电力网。凡用户只能从单方向得到电能的电力网，称为开式电力网；凡用户至少可以从两个或更多方向同时能得到电能的电力网，

8、称为闭式电力网。根据电压等级的高低，电力网还可分为低压、高压、超高压几种。通常把1kV 以下的电力网称为低压电网，1220kV 的电力网称高压电网，330kV 及以上称超高压电网。1.3 火力发电厂种类和生产流程 一、火力发电厂种类 火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油、天然气作为燃料生产电能的工厂，它的基本生产过程是：燃料在锅炉中燃烧加热水使成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能。按燃料分：燃煤发电厂，燃油发电厂，燃气发电厂，余热发电厂，以垃圾及工业废料为燃料的发电厂；按原动机分：凝气式汽轮机发电厂，燃气轮机发

9、电厂，内燃机发电厂，蒸汽燃气轮机发电厂等；按蒸汽压力和温度分：中低压发电厂（3.92MPa，450度），高压发电厂（9.9MPa，540度），超高压发电厂（13.83MPa，540度），亚临界压力发电厂（16.77MPa，540度），超临界压力发电厂（22.11MPa，550度）；超超临界压力发电厂（31MPa，600度）；按发电厂装机容量分：小容量发电厂（100MW以下），中容量发电厂（100250MW），大中容量发电厂（2501000MW），大容量发电厂（1000MW以上）。 二、火力发电厂生产过程燃煤，用输煤皮带从煤场运至煤斗中。大型火电厂为提高燃煤效率都是燃烧煤粉。因此，煤斗中的原煤要

10、先送至磨煤机内磨成煤粉。磨碎的煤粉由热空气携带经排粉风机送入锅炉的炉膛内燃烧。煤粉燃烧后形成的热烟气沿锅炉的水平烟道和尾部烟道流动，放出热量，最后进入除尘器，将燃烧后的煤灰分离出来。洁净的烟气在引风机的作用下通过烟囱排入大气。助燃用的空气由送风机送入装设在尾部烟道上的空气预热器内，利用热烟气加热空气。这样，一方面使进入锅炉的空气温度提高，易于煤粉的着火和燃烧外，另一方面也可以降低排烟温度，提高热能的利用率。从空气预热器排出的热空气分为两股：一股去磨煤机干燥和输送煤粉，另一股直接送入炉膛助燃。燃煤燃尽的灰渣落入炉膛下面的渣斗内，与从除尘器分离出的细灰一起用水冲至灰浆泵房内，再由灰浆泵送至灰场。火

11、力发电厂在除氧器水箱内的水经过给水泵升压后通过高压加热器送入省煤器。在省煤器内，水受到热烟气的加热，然后进入锅炉顶部的汽包内。在锅炉炉膛四周密布着水管，称为水冷壁。水冷壁水管的上下两端均通过联箱与汽包连通，汽包内的水经由水冷壁不断循环，吸收着煤受燃烧过程中放出的热量。部分水在冷壁中被加热沸腾后汽化成水蒸汽，这些饱和蒸汽由汽包上部流出进入过热器中。饱和蒸汽在过热器中继续吸热，成为过热蒸汽。过热蒸汽有很高的压力和温度，因此有很大的热势能。具有热势能的过热蒸汽经管道引入汽轮机后，便将热势能转变成动能。高速流动的蒸汽推动汽轮机转子转动，形成机械能。汽轮机的转子与发电机的转子通过连轴器联在一起。当汽轮机

12、转子转动时便带动发电机转子转动。释放出热势能的蒸汽从汽轮机下部的排汽口排出，称为乏汽。乏汽在凝汽器内被循环水泵送入凝汽器的冷却水冷却，重新凝结成水，此水成为凝结水。凝结水由凝结水泵送入低压加热器并最终回到除氧器内，完成一个循环。在 循环过程中难免有汽水的泄露，即汽水损失，因此要适量地向循环系统内补给一些水，以保证循环的正常进行。以上分析虽然较为繁杂，但从能量转换的角度看却很简单，即燃料的化学能蒸汽的热势能机械能电能。在锅炉中，燃料的化学能转变为蒸汽的热能；在汽轮机中，蒸汽的热能转变为转子旋转的机械能；在发电机中机械能转变为电能。炉、机、电是火电厂中的主要设备，亦称三大主机。与三大主机相辅工作的

13、设备成为辅助设备或称辅机。主机与辅机及其相连的管道、线路等称为系统。火电厂的主要系统有燃烧系统、汽水系统、电气系统等。1.4水力发电厂种类和生产流程 一、分类按集中落差的方式分类：堤坝式水电厂、引水式水电厂、混合式水电厂；按径流调节的程度分类：无调节水电厂、有调节水电厂 二、生产过程水力发电系利用河川、湖泊等位于高处具有位能的水流至低处，将其中所含之位能转换成水轮机之动能，再藉水轮机为原动机，推动发电机产生电能。因水力发电厂所发出的电力其电压低，要输送到远距离的用户，必须将电压经过变压器提高后，再由架空输电路输送到用户集中区的变电所，再次降低为适合於家庭用户、工厂之用电设备之电压，并由配电线输

14、电到各工厂及家庭用户。1.5 输配电技术 一、输配电主要电气设备（1）牵引变电所主接线 主接线反映了牵引变电所的基本结构和功能。牵引变电所的主接线可分为电气主接线和二次接线两部分。电气主接线是指牵引变电所内一次设备(生产、变换、输送、分配和使用电能的设备)的连接方式，也是变电所接受电能、变压和分配电能的通路。二次接线是指牵引变电所内二次设备(对一次设备和系统的运行状态进行测量、控制、监视和保护的设备)的连接方式。二次接线对一次接线的安全运行起着重要作用。基本形式：单母线接线、单母线分段接线、单母线分段带旁路母线接线、双母线接线、双母线分段接线、双母线分段带旁路母线接线、一台半断路器接线、桥式接

15、线及分支接线等。（2）牵引变电所变压器牵引变电所内的变压器，根据用途不同，分为主变压器(牵引变压器)、自耦变压器(AT)、所用变压器几种；根据结线方式不同，又有单相变压器、三相变压器、三相-二相变压器等。尽管变压器的类型、容量、电压等级千差万别，但其基本原理都是一样的，其作用都是变换电压，传输电能，以供给不同的电负荷。主变压器是牵引变电所内的核心设备，担负着将电力系统供给的三相110kV(或单相220kV)的电源变换成适合电力机运用的27.5kV的单相电。由于牵引负荷具有极度不稳定、短路故障多、谐波含量大等特点，运行环境比一般电力负荷恶劣的多， 因此要求牵引变压器过负荷和抗短路冲击的能力要强，

16、这也是牵引变压器区别于一般电力变压器的特点。自耦变压器(AT)是AT供电的专用变压器，自身阻抗很小，一般沿牵引网每1020km设一台，用以降低线路阻抗，提高网压水平及减少通信干扰。（3）断路器牵引变电所目前应用最多的有少油断路器、六氟化硫断路器、压缩空气断路器和真空断路器等几种，各种断路器的区别主要在于所用的灭弧介质不同，如少油断路器采用变压器油作为绝缘和灭弧介质、六氟化硫断路器使用六氟化硫气体(SF6)作为绝缘和灭弧介质，真空断路器则使用真空作为绝缘和灭弧介质等，由于灭弧介质不同，断路器的结构自然有所差别。断路器依靠本身所具有的强大的灭弧能力，不但可以带负荷切断各种电气设备和牵引网线路，更可

17、与保护装置配合，快速、可靠地切断各种短路故障。它是牵引变电所内最为重要的电气设备之一，其工作最为繁重，地位最为关键结构最为复杂。（4）隔离开关隔离开关，是一种在需要时将电气设备、线路与电源隔离开来的开关设备，具有明显可见的、距离足够的断口，它不带灭弧装置，不能开、合负荷电流和短路电流，具体作用为：将需要停电的设备、线路与电源可靠隔离，以保证检修工作的安全。改变供电方式，如110kV进线互投、牵引侧高压母线的分段运行或并联运。开、合小电流电路如电压互感器、避雷器及小容量的空载变压器。（5）互感器互感器作用将高电压、大电流变换成低电压、小电流，以供仪表、继电器等二次设备使用。将高电压与低电压可靠地

18、隔离开来，以保障二次设备及人身的安全。将电压互感器二次输出电压统一规定为100V，电流互感器二次输出电流统一规定为5A，便于设备设计和制造的标准化，并降低生产成本，牵引变电所等级一般为1.5级。牵引变电所内仅有变压器、开关等变、配电设备是远远不能满足安全、可靠、高效供电等要求的，还需要用二次设备将其有效的监控、保护起来，因此，就需要一种变换装置将主设备中的电气参数传递给二次设备，如仪表、继电器等。这种将高电压、大电流变换成低电压、小电流的设备就是互感器，变换电压的设备叫电压互感器，变换电流的设备叫电流互感器。（6）高压熔断器作为结构简单的保护电器，高压熔断器通常用于保护功率较小和对保护性能要求

19、不高的场合。它可以在过载或短路故障时单独断开电路，达到保护设备目的，也可与负荷开关配合，组成“F-C”接线。常用的高压熔断器可分为限流式(如牵引变电所中用于保护电压互感器的熔断器)与跌落式两类。 二、输变电新技术及其发展输配电技术的应用范围涉及输配电系统的规划、设计、施工、远行和维修各个领域。这些技术有的是现有成熟技术的延伸;有的是近年研究成功，接近商业化的新技术；有的则是面向未来长远需求正在研究。在未来的输变电技术中三相高压交流输电仍是主流，高压直流输电日显重要，灵活交流输电方兴未艾。输电线路发展趋势在于：紧凑型线路、气体绝缘线路、超导输线路。配电技术展望在对可靠的网络结构、配电自动化技术、

20、电能质量控制技术、先进表计系统、配电施工技术和分布式电源等技术的进一步发展，同时也是对输变电技术的用一种提高。1.6、继电保护装置 当电力系统中的电力元件（如发电机、线路等）或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。实现这种自动化措施的成套设备，一般通称为继电保护装置。继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求：这四“性”之间紧密联系，既矛盾又统一。继电保护主要是利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量（电流、电压、功率、频率等）的变化构成继电保护动作的原理

21、，还有其他的物理量，如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高。大多数情况下，不管反应哪种物理量，继电保护装置都包括测量部分（和定值调整部分）、逻辑部分、执行部分。 装置类型：电流保护、电压保护、瓦斯保护、差动保护、高频保护、距离保护、平衡保护、负序及零序保护、方向保护等九种保护类型。第二章 牵引变电所2.1 牵引变电所简介 电力牵引的专用变电所。牵引变电所把区域电力系统送来的电能，根据电力牵引对电流和电压的不同要求，转变为适用于电力牵引的电能，然后分别送到沿铁路线上空架设的接触网，为电力机车供电，或者送到地下铁道等城市交通所需的供电系统，为地铁电动车辆或电车供电。

22、电力牵引的专用变电所。牵引变电所把区域电力系统送来的电能，根据电力牵引对电流和电压的不同要求，转变为适用于电力牵引的电能，然后分别送到沿铁路线上空架设的接触网，为电力机车供电，或者送到地下铁道等城市交通所需的供电系统，为地铁电动车辆或电车供电。一条电气化铁路沿线设有多个牵引变电所，相邻变电所间的距离约为4050公里。在长的电气化铁路中，为了把高压输电线分段以缩小故障范围,一般每隔200250公里还设有支柱牵引变电所,它除了完成一般变电所的功能外，还把高压电网送来的电能，通过它的母线和输电线分配给其他中间变电所。2.2 牵引变电所组成和分类1、 牵引变电所组成牵引变电所的主要电力设备是单机容量为

23、10000千伏安以上的降压变压器,称主变压器或牵引变压器。工矿和城市交通大多采用直流电力牵引，故直流牵引变电所里除降压变压器外，还有把交流电变成直流电的半导体整流器。此外，各类牵引变电所中还有用来接通和开断电力电路的主断路器、为了检修和安全用的隔离开关，以及为了自动、远动控制和保护用的自动控制系统和断电保护系统。二、牵引变电所分类 牵引变压所分为直流和交流两类。直流牵引变电所的功能是把区域电网的高压电加以降压和整流，使之成为直流1500伏、750伏或城市交通用600伏电压,再送到接触网，为直流电力机车或电动车辆供电。交流牵引变电所根据牵引变压器绕组接线不同，又分为三相、单相和三相-两相牵引变电

24、所。 三相牵引变电所：变压器原边绕组通常为星形连接，副边绕组为三角形连接。三角形的一个连接点接铁路行车轨道，另两个连接点分别接牵引变电所左右两侧的供电分区接触网。由于两侧相位差60,需要分段。这种牵引变电所的优点是变压器副边保持三相，可供变电所本身和地方的三相用电；缺点是变压器的容量未能充分利用。 单相牵引变电所：采用12台单相变压器。用一台单相变压器时，副边绕组的一端接轨道，另一端同时供给左右两侧的供电分区接触网。为了检修方便，两供电分区采用相关分段加以隔离。若用两台单相变压器时，其原边绕组分别接到高压三相母线中两对不同的母线上，使三相负载平衡；两个副边绕组按V形接线,公共点接轨道,其余两端

25、分别向两侧的分区供电,并用相关分段。单相变电所的优点是变压器容量利用较充分。但地区负荷需专用变压器；简单的单相接线，还影响三相系统的平衡。 三相-两相牵引变电所：变压器原边绕组接成T形，与三相高压母线连接；副边为两相连接，共用端接轨道，另两端分别接供电分区,由于两者相位差90，两分区也需隔开。这种形式的牵引变电所一定程度上克服了三相和单相牵引变电所的缺点。中国早期的牵引变电所大多采用三相牵引变电所，从80年代起出现采用三相两相牵引变电所。 2.3 牵引变电所设备牵引变电所的一次设备主要有：牵引变压器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、断路器、母线、接地装置、电容补偿装置等。由于前面均有

26、叙述电力系统部分设备同牵引变电所一样，这里补续部分。1、电压、电流互感器电压互感器：将大电压变为小电压的互感器教电压互感器。其作用是把高压降为低压，供给保护与测量使用，这样既缩小了仪表与继电器的体积，又扩大了量程。电压互感器实际上就是一个容量较小的降压变压器。电压互感器二次侧不许短路，因为电压互感器二次侧约有100v电压，应接于能承受100v电压的回路里，其所通过的电流由二次回路阻抗的大小来决定。电压互感器本身阻抗很小，如二次短路时，二次通过的电流增大，造成一次保险熔断，影响表计指示及保护误动，如果保险容量选用不当极易损坏电压互感器。 电流互感器：电流互感器是将大电流变成小电流的电气设备，其一

27、次线圈匝数少，串接在测量电路的回路中，二次线圈匝数多，串联接入测量用的仪表及保护继电器。供给测量与保护用。电流互感器二次不许开路，电流互感器二次开路时，阻抗无限增大，二次电流等于0，一次完全变成激磁电流，在二次线圈产生很高的电势，威胁人身安全，或造成仪表、保护装置、互感器二次绝缘损坏。另一方面，原绕组磁化力使铁芯磁通密度过度增大，可能造成铁芯强烈过热而损坏。2、 电容补偿装置对电力系统来说，供电能力也就是容量是一定的，为有功功率和无功功率之和。无功功率大了，那么有功功率必然会小，这会严重的影响经济效益。牵引用电为感性负荷，利用感性负载和容性负载相位相反，相互抵消的原理，引入并联容性补偿负载，可

28、以弥补牵引负荷带来的无功损失。电容补偿装置并联在牵引侧高压母线上，由数个电容器串、并成组，再与电抗器串联而成。由于电容器具有过电压、电流能力差的性质，断电后有残压，合闸后会产生过电压和涌流的特性，装设有避雷器、熔断器、放电线圈和容抗器等加以保护。3、 避雷装置、接地装置变电所避雷装置的作用是防止电气设备遭受雷击，造成过电压，损坏电气设备威胁人身安全。变电所防雷设备有避雷器、避雷针和避雷线。接地装置的作用是当设备或其外壳发生接地故障时，故障电流通过接地装置泄至大地，确保人身安全。4、 母线在变电所中各级电压配电装置间、各种电器之间的连接以及变压器等电气设备与相应配电装置之间的连接，大多数采用矩形

29、或圆形截面的裸导线或绞线，统称为母线。母线的作用是汇总，分配和传送电能。母线是要涂色的，因为母线涂色可以增加辐射能力，有利于母线散热。因此，着色后母线允许负荷电流可提高1215，钢母线着色还可以防止生锈，为了便于识别直流的极性和交流的相别，母线涂有不同的颜色标志：直流：正极涂红色，负极涂蓝色。交流：A黄色，B绿色，C红色。中性线：不接地的中性线涂白色，接地的中性线涂紫色5、变电所的电气二次回路由测量仪表、监察装置、信号装置、控制和同步装置、继电保护和自动装置等组成，主要用于监控、调度、测量、保护一次设备。具体功能如下：1) 用于迅速反应故障或不正常工作状态，作用于开关电器、切除故障，或作用于信

30、号装置发出警报信号的继电保护装置。2) 降低电路中的电压和电流，为测量仪表和继电保护装置提供相关信息的电压互感器和电流互感器。3) 用于电力系统中保护设备和人员安全的接地装置。4) 用于调整电压和无功补偿的电力电容器、静止补偿装置等 。2.4 牵引变电所供电方式牵引变电所对接触网的供电有两种方式:单边供电和双边供电。单边供电：接触网通常在相邻两牵引变电所的中央断开，将两牵引变电所间两个供电臂的接触网分为两个供电分区。每以供电分区的接触网只能从一端的牵引变电所获得电能。双边供电：如果在中央断开处设开关设备时可将两供电分区连通，此处称为分区亭。将分区亭的断路器闭合，则相邻牵引变电所间的两个接触网供

31、电分区可同时从两变电所获得电能。2.5 牵引变电所主控制屏 控制室中的设备从进线开始，主要有PT柜、站用变柜 ，进线总柜，计量柜，联络柜，出线柜等若干。控制设备有直流控制屏、继电保护或综合保护装置。2.6 牵引变电所电气接线牵引变电所为了完成接受和分配电能的工作，其电气接线可分为主接线和二次接线。主接线是变电所能一次主设备的接线方式，它是变电所接受电能，高压和分配电能的通路。它反应变电所的基本结构和功能。二次接线是变电所能二次设备的连接方式。其作用是对主接线中的设备工作状态进行监控和管理，它是一次设备安全运行的保障。第3章 接触网3.1 接触网简介接触网是在电气化铁道中，沿钢轨上空“之”字形架

32、设的，供受电弓取流的高压输电线。接触网是铁路电气化工程的主构架，是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。其由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成。接触网主要包含以下几项内容：1.基础构件，如水泥支柱、钢柱及支撑这些结构物的基础；2.基础安装结构件，这项内容的作用主要是连接接触网导线和基础构件；3.接触网导线，这部分作用就是传输电流给电力机车；4.其他辅助构件，包括回流线、附加悬挂等。接触网、钢轨与大地、回流线统称为牵引网。接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。其由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成。接触悬挂包括接触线、吊弦、

33、承力索以及连接零件和绝缘子。接触悬挂通过支持装置架设在支柱上，其功用是将从牵引变电所获得的电能输送给电力机车。支持装置用以支持接触悬挂，并将其负荷传给支柱或其它建筑物。根据接触网所在区间、站场和大型建筑物而有所不同。支持装置包括腕臂、水平拉杆、悬式绝缘子串，棒式绝缘子及其它建筑物的特殊支持设备。定位装置包括定位管和定位器，其功用是固定接触线的位置，使接触线在受电弓滑板运行轨迹范围内，保证接触线与受电弓不脱离，并将接触线的水平负荷传给支柱。支柱与基础用以承受接触悬挂、支持和定位装置的全部负荷，并将接触悬挂固定在规定的位置和高度上。中国接触网中采用预应力钢筋混凝土支柱和钢柱，基础是对钢支柱而言的，

34、即钢支柱固定在下面的钢筋混凝土制成的基础上，由基础承受支柱传给的全部负荷，并保证支柱的稳定性。预应力钢筋混凝土支柱与基础制成一个整体，下端直接埋入地下。3.2 接触网部分零件及其结构1、 接触网零件接触网各导线之间、导线与支持结构之间、支持结构与支柱之间的所有连接器件，统称为接触网零件。接触网零件按用途可以分为：悬吊零件：悬吊线索和杆件的零件，如钩头鞍子、吊弦线夹、单双横承力索线夹等。定位零件：固定承力索和接触线位置的零件，如定位线夹、支持器、定位器等。连接零件：起连接作用的零件，如双耳连接器、套管铰环、连接板、接头线夹等。锚固零件：各承力的线索终端锚固零件，如楔形线夹、终端锚固线夹、承锚及线

35、锚角钢等。补偿零件：下锚补偿张力调节零件，如补偿滑轮、定滑轮装置及坠砣杆等。支撑零件：支持装置用的零件，如旋转腕臂底座、旋转腕臂拉杆底座、腕臂等。电连接零件：起电气连接作用的零件，如电连接线夹等。接触网零件在使用前，除了检查是否符合型号、规格之外，还应对零件进行外观检查，其应符合下列要求：表面应光洁、无裂纹、毛刺、砂眼、气泡等缺陷。零件的活动部位应灵活，配套连接无障碍。凡经过热镀锌的零件，应锌层均匀，无脱落、锈蚀现象。焊接零件应连续焊实，无虚焊、假焊等现象。2、 接触网结构1.简单接触悬挂是由一根接触线直接固定在支柱支持装置上的悬挂形式。 简单悬挂2.链形接触悬挂 通过吊弦悬挂在承力索上。承力

36、索悬挂于支柱的支持装置上，使接触线在不增加支柱的情况下增加了悬挂点，利用调整吊弦长度，使接触线在整个跨距内对轨面的距离保持一致。链形悬挂减小了接触线在跨距中间的弛度，改善了弹性，增加了悬挂重量，提高了稳定性，可以满足电力机车高速运行取流的要求。链形接触悬挂3. 支柱及基础 支柱装置用以支持接触悬挂，并将其负荷传给支柱或其它建筑物。支持装置包括腕臂、水平拉杆、悬式绝缘子串，棒式绝缘子及其它建筑物的特殊支持设备。支柱按其在接触网中的作用可分为中间支柱、转换支柱、中心支柱、锚柱、定位支柱道岔支柱、软横跨支柱、硬横跨支柱及桥梁支柱等几种。如下介绍： 中间支柱：中间支柱在区间和站场都广泛的应用，布置于两

37、相邻的锚段关节之间，支撑一支工作支接触悬挂。它承受一支工作支接触悬挂及其支持装置的重力、接触悬挂的风负荷和导线因改变方向而产生的水平分力。 锚柱：在接触网锚段关节处或其他接触悬挂下锚地方采用锚柱。锚柱在垂直线路方向上起中间柱的作用，即支撑工作支接触悬挂；在平行线路方向上，对需要下锚的非工作支接触悬挂（即下锚支接触悬挂）进行下锚、固定。 转换支柱：转换支柱用于接触网锚段关节的两锚柱之间，它同时支撑两支接触悬挂，其中一支为工作支，另一支为下锚支（也称非工作支），电力机车受电弓在此两柱之间进行锚段转换。 中心支柱：中心支柱位于四跨绝缘锚段关节内两转换柱之间，它同时支撑两个工作支接触悬挂，并使两工作支

38、接触线在此柱定位处等高，且使两支接触悬挂间保持规定的绝缘距离。 定位支柱：定位支柱 是 指当接触线和承力索由于某种原因对线路中心偏移过大时，为了保证电力机车受电弓正常接触取流而专门设立的支柱。它不承受接触悬挂的垂直负荷，仅承受水平力其定位作用。一般设在车站靠近软横跨处及站场曲线处。 道岔支柱：道岔支柱位于道岔处，为保证接触悬挂在道岔区域内能满足受电弓工作要求而设。它同时承受两支接触悬挂及两支接触悬挂的风负荷和水平力。一般以中间柱代用。 软横跨支柱、硬横支柱：用于软横跨上，多用于站场上，由于受力较大，多选用容量较大的支柱，跨越五股道及以下的用钢筋混凝土支柱，以上的用钢柱。4. 定位装置定位装置包

39、括定位管和定位器。其功用是固定接触线的位置，使接触线在受电弓滑板运行轨迹范围内，保证接触线与受电弓不脱离，并将接触线的水平负荷传给支柱，定位器有直管定位器、弯管定位器。提速后采用带减振阻尼装置的多功能定位器，改善了受电弓的取流特性。5. 承力索接触网承力索的作用是通过吊弦将接触线悬挂起来。承力索还可承载一定电流来减小牵引网阻抗，降低电压损耗和能耗。承力索根据材质可分为铜承力索、钢承力索、铝包钢承力索。6. 吊弦 在链形悬挂中，接触线通过吊弦悬挂在承力索上。按其使用位置是在跨距中、软横跨上或隧道内有不同的吊弦类型，吊弦是链形悬挂中的重要组成部件之一。7. 绝缘子 绝缘子的作用是保持接触悬挂对地的

40、电气绝缘。由于绝缘子是串接在支持装置或接触悬挂中，所以绝缘子应具备承受一定机械负荷的能力。8. 腕臂腕臂根部通过棒式绝缘子，与安设在支柱上的腕臂底座相连接；其顶端通过套管铰环、调节板及杵环杆(或压管)、悬式绝缘子串(或棒式绝缘子)与旋转腕臂拉杆底座固定在支柱顶部。腕臂安装在支柱上，用以支持接触悬挂，并起传递负荷的作用。腕臂一般用圆钢管制成，个别地方也有用槽钢、角钢制成的。9.锚段关节两个相邻的锚段的斜接部分称为锚段关节。锚段关节结构复杂，其工作状态的好坏直接影响接触网供电质量和电力机车取流。电力机车通过锚段关节时，受电弓应能平滑、安全地由一个锚段过渡到另一个锚段，且弓线接触良好，取流正常。锚段

41、关节按用途可分为非绝缘锚段关节和绝缘锚段关节两种。三跨非绝缘锚段关节四跨绝缘锚段关节3.3接触网供电方式 直接(direct-rail，简写为DR) 供电、带回流线的直接(direct-rail-return，简写为DRR) 供电、同轴电力电缆(coaxial cable，简写为CC) 供电、吸流变压器(booster transformer，简写为BT) 供电和自耦变压器(auto-transformer，简写为AT) 供电。 DR供电方式原理图 DRR供电方式原理图 BT供电方式原理图 AT供电原理图 3.4 接触网的基本要求由于接触网是露天设置，没有备用，线路上的负荷又是随着电力机车的运

42、行而沿接触线移动和变化的，对接触网提出以下要求：1) 能全天候不间断地正常可靠地向电力牵引机车提供电能；2) 确保人员和设备的安全，并高效、可靠、稳定地运行；3) 在设计条件下具有可靠的稳定性和良好的弓网特性；4) 能满足牵引负荷对牵引电能的需求和必要的过负荷能力；5) 部件和设备的空间位置不影响受电弓(取流靴)正常取流；6) 网上部件和设备的质量轻且分布均，无硬点，弹性均匀；7) 对周围环境的干扰要在可控范围内，并且要越低越好；8) 结构要尽可能的简单，各个零件的型号要统一，便于控制和管理。总的来说，要求接触网无论在任何条件下，都能保证良好地供给电力机车电能，保证电力机车在线路上安全，高速运

43、行，并在符合上述要求的情况下，尽可能地节省投资、结构合理、维修简便、便于新技术的应用。第四章 变压器4.1 变压器简介变压器（Transformer）是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）。主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等。按用途可以分为：配电变压器、电力变压器、全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、油浸式变压器、单相变压器、电炉变压器、整流变压器等。在电器设备和无线电路中，变压器常用作升降电压、匹配阻抗，安全隔离等。在发电机中，不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线圈，均能在线圈中感应电势，此两种情况，

44、磁通的值均不变，但与线圈相交链的磁通数量却有变动，这是互感应的原理。变压器就是一种利用电磁互感应，变换电压，电流和阻抗的器件。变压器的最基本形式，包括两组绕有导线之线圈，并且彼此以电感方式称合一起。当一交流电流（具有某一已知频率）流于其中之一组线圈时，于另一组线圈中将感应出具有相同频率之交流电压，而感应的电压大小取决于两线圈耦合及磁交链之程度。一般指连接交流电源的线圈称之为一次线圈；而跨于此线圈的电压称之为一次电压。4.2 变压器组成及分类1、 变压器组成变压器组成部件包括器身（铁芯、绕组、绝缘、引线）、变压器油、油箱和冷却装置、调压装置、保护装置（吸湿器、安全气道、气体继电器、储油柜及测温装置等）和出线套管。