spContent=该课程是最具铁道电气化专业特色的课程之一。它以数学、物理学、电路理论、电磁场、电机学、计算机技术为基础,是一门学习电力系统运行分析和电气化铁道供电系统总体方案设计的专业知识和技能的课程。课程的目标是综合应用电路理论、电磁场、电机学、电力系统分析等理论,对牵引供电领域复杂工程问题进行建模和求解;掌握供电系统的理论与分析方法,能够将其用于电气工程领域牵引供电系统复杂工程问题的分析与设计。
该课程是最具铁道电气化专业特色的课程之一。它以数学、物理学、电路理论、电磁场、电机学、计算机技术为基础,是一门学习电力系统运行分析和电气化铁道供电系统总体方案设计的专业知识和技能的课程。课程的目标是综合应用电路理论、电磁场、电机学、电力系统分析等理论,对牵引供电领域复杂工程问题进行建模和求解;掌握供电系统的理论与分析方法,能够将其用于电气工程领域牵引供电系统复杂工程问题的分析与设计。
—— 课程团队
课程概述
本课程是最具铁道电气化专业特色的专业课程之一,是电气工程与自动化专业铁道电气化与自动化方向重要的专业课程。本课程的目标是使学生综合应用电路理论、电磁场、电机学、电力系统分析等理论,掌握供电系统的理论与分析方法,对牵引供电领域复杂工程问题进行建模和求解;掌握牵引供电专业知识,能够将其用于电气工程领域牵引供电系统复杂工程问题的分析与设计。注意引入问题、解决问题的思路,强调实际问题的提出与解决要依靠扎实的基础理论知识,提高综合运用基础理论解决科学、技术和工程问题的能力,让学生掌握基本的、必要的、完整的和系统的知识体系。在传授专业理论知识的基础上,着力于提高学生理论联系实践、理论应用于实践的能力,加强培养学生解决实际问题的能力和独立工作的能力。本课程教学团队的成员均参与各项国家、省部级科研项目,科研能力得到锻炼的同时,教学能力也得到了提高。在向学生讲授传统教学内容的基础上,增加了新概念、新理论、新方法的介绍,并把科研项目的研究内容融入教学中,使学生有机会接触专业前沿,以培养理论扎实、能力突出的优秀学生。
授课目标
综合应用电路理论、电磁场、电机学、电力系统分析等理论,掌握供电系统的理论与分析方法;具有扎实的基础理论知识和综合运用基础理论解决科学、技术和工程问题的能力;掌握基本的、必要的、完整的和系统的知识体系;理论联系实践、理论应用于实践的能力。
课程大纲
电力系统及牵引供电系统概述
课时目标:回顾先修课程《电力系统分析》,重点讲述牵引供电系统和电力系统的关系,牵引负荷区别于三相电力负荷的特点;牵引供电系统的组成及功能;牵引网的供电方式、外部电源的供电方式;牵引供电系统设计概述。
电气化铁路的发展历史
电力牵引轨道交通供电制式
电力系统电压等级
电力系统元件等值电路与参数计算
电力系统电压损失
电力系统负序电流
电力系统谐波
电力系统基本任务与电能质量
牵引供电系统结构、原理
牵引供电系统供电方式
外部电源的供电方式
牵引变电所主要设备
牵引负荷的特点
牵引供电系统对外部电源的要求
牵引供电系统供电方式
牵引供电系统设计概述
牵引变电所馈线电流计算
课时目标:介绍牵引计算和供电计算内容,重点掌握牵引变电所馈线电流计算方法。
电力机车特性与牵引计算
机车电流与能耗
馈线电流计算
牵引变压器接线及其电气量分析
课时目标:介绍单相牵引变压器、三相牵引变压器、三相-两相平衡变压器的绕组接线,对各种接线牵引变压器的电气量进行分析,推导出等值电路,比较其容量利用率。
牵引变压器的简介
纯单相牵引变压器
Vv牵引变压器
YNd11牵引变压器
三相-两相平衡牵引变压器
牵引变电所容量计算
课时目标:介绍各种接线牵引变压器容量的计算方法。
牵引变压器容量选择基本原则
YNd11牵引变压器的容量选择
其他接线牵引变压器的容量选择
牵引网阻抗
课时目标:介绍Carson理论,并以此为基础推导出单线牵引网和复线牵引网阻抗模型,并给出相应计算方法及步骤。
牵引网阻抗计算概述
Carson理论-导线地回路自阻抗
Carson理论-两个导线地回路互阻抗
牵引网轨道地中电流分布
单线牵引网阻抗-简化模型
单线牵引网阻抗计算的一般方法-等值导线地回路当量半径
单线牵引网阻抗计算的一般方法-等值导线地回路之间互阻抗
复线牵引网阻抗计算
牵引供电系统电压水平计算
课时目标:以电路分析和电力系统分析基本原理为基础,推导出工程计算电压损失的公式,在此基础上,给出单线区段和复线区段牵引网电压损失计算方法,以及牵引变电所电压损失的计算方法;根据牵引供电系统电压损失的组成,提出改善牵引网电压水平的方法。
单线牵引网电压损失
复线牵引网电压损失
牵引变压器电压损失
改善牵引网电压水平的措施
YNd11牵引变压器实施串联补偿的效果分析
牵引供电系统负序电流
课时目标:介绍负序电流对电力系统的影响,由对称分量法引出牵引供电系统负序电流的计算方法,推导三相牵引变电所的负序电流计算、单相牵引变电所的负序电流计算和三相-两相牵引变电所的负序电流计算;由负序电流的计算原理提出降低负序的措施,介绍牵引变电所循环换相的实现。
YNd11牵引变压器负序电流计算
其他接线牵引变压器负序电流计算
降低负序电流的措施
牵引变电所循环换相
电气化铁道谐波
课时目标:介绍谐波的基本知识、电气化铁道谐波对电力系统的影响、谐波标准、抑制谐波的方法。
谐波概念
谐波对电力系统的影响
电气化铁道谐波与谐波标准
谐波的抑制措施
电能质量控制技术及其原理
课时目标:介绍并联补偿技术提高功率因数、滤除谐波和抑制负序的基本原理,电能质量控制新技术及同相供电技术。
并联综合补偿技术基本原理-提高功率因数和电压
并联补偿的基本原理-抑制负序电流
电能质量控制技术
同相供电技术
自耦变压器(AT)供电系统,
课时目标:介绍AT供电系统基本结构、电流分布关系、AT供电系统电压损失计算方法。
AT供电系统电流分配关系
单线AT供电系统牵引网阻抗和电压损失
复线AT牵引网分析
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预备知识
预备课程:高等数学、电路分析、电机学、电力系统分析等
证书要求
为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。
电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。
完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。
认证证书申请注意事项:
1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。
2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。
参考资料
[1] 李群湛,贺建闽.牵引供电系统分析(第3版)[M].成都:西南交通大学出版社,2012
[2] 曹建猷.电气化铁道供电系统[M].北京:中国铁道出版社,1983