鐵路牽引供電系統(tǒng)基礎(chǔ)知識

電力系統(tǒng)鐵路供電系統(tǒng)1、發(fā)電廠2、電力網(wǎng)3、電能用戶1、牽引供電系統(tǒng)組成2、鐵路變配電系統(tǒng)

供電系統(tǒng)概述一、電力系統(tǒng)與鐵路供電系統(tǒng)組成第1頁，共32頁。供電示意圖第2頁，共32頁。牽引供電系統(tǒng)3第3頁，共32頁。一、牽引供電系統(tǒng)工作原理4第4頁，共32頁。二、牽引供電系統(tǒng)組成5牽引供電系統(tǒng)第5頁，共32頁。牽引變電所6牽引變電所的主要任務(wù)是將電力系統(tǒng)輸送來高等級的三相交流電變換為27.5（或55）kV單相電，然后以單相供電方式經(jīng)饋電線送至接觸網(wǎng)上。牽引變電所通常設(shè)置兩臺（四臺）變壓器，采用雙電源供電。變壓器的接線方式目前采用的有V/X接線，單相V/V接線,純單相接線第6頁，共32頁。牽引網(wǎng)牽引網(wǎng)是由饋電線（供電線）、接觸網(wǎng)、鋼軌、大地和回流線組成的供電系統(tǒng)，完成對電力機(jī)車的送電任務(wù)。7饋電線：連接牽引變電所和接觸網(wǎng)的導(dǎo)線和電纜。它把牽引變電所主變壓器二次側(cè)27.5KV的電壓輸送到接觸網(wǎng)。接觸網(wǎng)：一種特殊的輸電線，架設(shè)在鐵路上方，機(jī)車受電弓與其磨擦受電。鋼軌、大地和回流線：牽引變電所處的橫向回流線，它將軌或與軌平行的其它導(dǎo)線與牽引變壓器指定端子相聯(lián)。又能大大降低牽引負(fù)荷電流對通信的干擾。第7頁，共32頁。8第8頁，共32頁。接觸網(wǎng)接觸懸掛支持裝置定位裝置支柱和基礎(chǔ)附加懸掛9第9頁，共32頁。10第10頁，共32頁。AT供電接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)11第11頁，共32頁。接觸網(wǎng)分段絕緣器分段絕緣器（電分段）：分為縱向電分段和橫向電分段，前者用線路接觸網(wǎng)上，后者用于站場各條接觸網(wǎng)之間。通過其上的隔離開關(guān)將有關(guān)接觸網(wǎng)進(jìn)行電氣連通或斷開，以保證供電的可靠性、靈活性和縮小停電范圍等。12第12頁，共32頁。接觸網(wǎng)分相絕緣器

分相絕緣器（電分相）：串在接觸網(wǎng)上，目的是把兩相不同的供電區(qū)分開，并使機(jī)車光滑過渡，主要用在牽引變電所出口處和分區(qū)處。13第13頁，共32頁。

SP:為了增加供電的靈活性，提高運(yùn)行的可靠性，在兩個牽引變電所的供電區(qū)間常加設(shè)分區(qū)所SSP:實際上是起配電作用的開關(guān)站。開閉所就是高壓開關(guān)站，從嚴(yán)格意義上講是“高壓配電”站，僅僅起配電作用，實現(xiàn)環(huán)網(wǎng)供電、雙路互投等功能。14分區(qū)所（SP），開閉所（SSP)第14頁，共32頁。15第15頁，共32頁。三、牽引供電方式16第16頁，共32頁。直接供電方式17帶回流線的直接供電方式第17頁，共32頁。直供方式

直供方式，在牽引網(wǎng)中不加特殊防護(hù)措施，一般只在通信線路少的山區(qū)采用，雖然有結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備少，造價低，施工及運(yùn)營維修方便等優(yōu)點(diǎn)。但接觸網(wǎng)對鄰近通信線路干擾較大，所以一般不采用18第18頁，共32頁。帶回流線的直接供電方式（DN供電方式）帶回流線的直接供電方式，是在接觸網(wǎng)同高度的外側(cè)增設(shè)了一條回流線，減輕了接觸網(wǎng)對鄰近通信線路的干擾。這種供電方式的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，投資和維護(hù)量??；供電可靠性高；牽引網(wǎng)阻抗比直供和BT方式都小，能耗較低，供電距離增長；防干擾效果強(qiáng)于直供不如BT供電方式。

19第19頁，共32頁。AT供電方式20第20頁，共32頁。AT供電方式牽引網(wǎng)的構(gòu)成21第21頁，共32頁。AT供電方式的工作原理22第22頁，共32頁。工作原理牽引變電所牽引側(cè)電壓為2X27.5KV，其繞組兩端分別接至接觸導(dǎo)線和正饋線，其中性點(diǎn)與鋼軌相連。為保證接觸導(dǎo)線與正饋線之間的電壓水平達(dá)到55KV，AT供電方式每隔10~~15KM，在接觸網(wǎng)與鋼軌間并接入一臺自耦變壓器，自耦變壓器將牽引網(wǎng)的電壓提高一倍，而供給電力機(jī)車的額定電壓仍為25KV，稱為AT所。23第23頁，共32頁。工作原理由于自耦變壓器的作用，接觸網(wǎng)和正饋線的電流均為I/2，方向相反，有效地減少牽引網(wǎng)對通信線的干擾。

由于自耦變壓器的中性點(diǎn)與鋼軌相連，牽引網(wǎng)的供電電壓為2x27.5kV，電壓提高了一倍，因此牽引變電所的間距理論上提高了一倍。例如直供+回流線供電方式牽引變電所間距為20-30km，則AT供電方式為40-60km。AT供電方式用于重載、高速需大電流的牽引供電系統(tǒng)。饋線電流只有直供方式的一半。24第24頁，共32頁。全并聯(lián)AT供電方式主接線圖25第25頁，共32頁。全并聯(lián)AT供電方式特點(diǎn)26

全并聯(lián)AT供電方式與不并聯(lián)的AT供電方式相比，減小牽引網(wǎng)單位長度阻抗，減少電壓損失和增強(qiáng)供電能力。在相同的負(fù)載條件下，可以減少牽引網(wǎng)電力損失大約10％。同時，由于在每一AT站都進(jìn)行了并聯(lián)，負(fù)荷電流在上下行牽引網(wǎng)進(jìn)行了均分，使得線路運(yùn)行更加均衡，大大提高了供電的可靠性和帶負(fù)載能力及減少對周圍通訊的干擾。在全并聯(lián)AT供電方式下，由于在每一個AT站進(jìn)行電氣的橫聯(lián)后，整個牽引網(wǎng)的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變得極其復(fù)雜。當(dāng)牽引網(wǎng)線路發(fā)生短路時，故障區(qū)段及故障地點(diǎn)的準(zhǔn)確判別也變得非常困難，不利于故障的排除和供電的及時恢復(fù)。第26頁，共32頁。單線AT牽引網(wǎng)構(gòu)成示意圖27第27頁，共32頁。復(fù)線AT牽引網(wǎng)構(gòu)成示意圖28第28頁，共32頁。復(fù)線AT供電說明SS

變電所

SFSP

輔助開閉所

T

接觸線R

F正饋線

CPW

鋼軌和保護(hù)線間的輔助聯(lián)接PW

保護(hù)線R

鋼軌ATP

自耦變壓器所SP分區(qū)所AT處采用橫向連接線CPW實現(xiàn)軌道、保護(hù)線和AT中性點(diǎn)的連接，通過放電器（SD）將AT的中性點(diǎn)與大地相連。與不并聯(lián)的AT供電方式比，全并聯(lián)AT供電更具有線路載流能力大、供電區(qū)段長、適應(yīng)高速等優(yōu)點(diǎn)。29第29頁，共32頁。越區(qū)供電30第30頁，共32頁?？偨Y(jié)31第31頁，共32頁。內(nèi)容梗概電力。一、電力系統(tǒng)與鐵路供電系統(tǒng)組成。牽引供電系統(tǒng)。牽引變電所的主要任務(wù)是將電力系統(tǒng)輸送來高等級的三相交流電變換為27.5（或55）kV單相電，然后以單相供電方式經(jīng)饋電線送至接觸網(wǎng)上。變壓器的接線方式目前采用的有V/X接線，單相V/V接線,純單相接線。牽引網(wǎng)是由饋電線（供電線）、接觸網(wǎng)、鋼軌、大地和回流線組成的供電系統(tǒng)，完成對電力機(jī)車的送電任務(wù)。饋電線：連接牽引變電所和接觸網(wǎng)的導(dǎo)線和電纜。接觸網(wǎng)：一種特殊的輸電線，架設(shè)在鐵路上方，機(jī)車受電弓與其磨擦受電。鋼軌、大地和回流線：牽引變電所處的橫向回流線，它將軌或與軌平行的其它導(dǎo)線與牽引變壓器指定端子相聯(lián)。分段絕緣器（電分段）：分為縱向電分段和橫向電分段，前者用線路接觸網(wǎng)上，后者用于站場各條接觸網(wǎng)之間。通過其上的隔離開關(guān)將有關(guān)接觸網(wǎng)進(jìn)行電氣連通或斷開，以保證供電的可靠性、靈活