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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