牽引變電所運(yùn)行與維護(hù) 課件 任務(wù)1：牽引供電系統(tǒng)的認(rèn)知

牽引變電所運(yùn)營(yíng)與維護(hù)江西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院任務(wù)1牽引供電系統(tǒng)的認(rèn)知主要內(nèi)容一.電力系統(tǒng)

二.牽引供電系統(tǒng)組成三.牽引供電的供電制式及區(qū)別四.牽引變電所向牽引網(wǎng)的供電方式五.電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式六.牽引供電系統(tǒng)中的設(shè)備一、電力系統(tǒng)為了提高供電的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，將發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)、升壓和降壓變電站、輸配電線路及用電設(shè)備有機(jī)連接起來的整體，稱為電力系統(tǒng)。城市軌道交通作為城市電網(wǎng)的一個(gè)重要用戶，主要由外部供電系統(tǒng)、牽引供電系統(tǒng)和動(dòng)力照明供電系統(tǒng)三大組成部分。電氣化鐵道供電系統(tǒng)示意圖二、牽引供電系統(tǒng)組成牽引供電系統(tǒng)由高壓輸電線、牽引變電所、牽引網(wǎng)、分區(qū)亭、開閉所等組成，牽引供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如下所示：牽引供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖牽引供電構(gòu)成回路1牽引變電所牽引變電所是交流工頻單相電力牽引供電系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)，它完成變壓、變相和向牽引網(wǎng)供電等功能，并實(shí)現(xiàn)三相交流一次供電系統(tǒng)與單相電力牽引系統(tǒng)的接口及系統(tǒng)交換。分類：根據(jù)牽引主變壓器類型的不同，分為單相牽引變電所、三相牽引變電所和三相-兩相牽引變電所三種類型。2饋電線饋電線是連接牽引變電所和接觸網(wǎng)的導(dǎo)線，也稱饋出線。3接觸網(wǎng)懸掛在軌道上方，沿軌道敷設(shè)的、和鐵路軌頂保持一定距離的輸電網(wǎng)。4軌道軌道除了作為電力機(jī)車的導(dǎo)軌外，同時(shí)是牽引供電系統(tǒng)中回流電路的一部分，作用就是將大地中的回流導(dǎo)入變電所中。5回流線回流線是牽引供電回路的一部分，是將軌道和牽引變電所主變壓器接地相之間連接的導(dǎo)線，通過它將流經(jīng)電力機(jī)車的負(fù)荷電流引入變電所中。6分區(qū)所在交流電氣化鐵道上，為了增加供電的靈活性，提高供電的可靠性，常在兩個(gè)相鄰供電分區(qū)的分界處用分相絕緣器斷開。。7分相絕緣器和分段絕緣器分相絕緣器又稱電分相，串在接觸網(wǎng)上。目的是將兩相不同的供電區(qū)分開，并使機(jī)床光滑過渡，主要用在牽引變電所出口處和分區(qū)所處。分段絕緣器又稱電分段，分為縱向電分段和橫向電分段，前者用于線路接觸網(wǎng)上，后者用于站場(chǎng)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、靈活性和縮短停電范圍等。8開閉所設(shè)置在電氣化鐵道的樞紐站場(chǎng)，能送出多路饋電線的裝置。注：開閉所相當(dāng)于一個(gè)不變壓的配電所。開閉所三、牽引供電的供電制式及區(qū)別（一）低壓直流制城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)普遍為低壓直流制，世界各國(guó)的城市軌道交通的供電電壓都在直流550-1500V之間。IEC標(biāo)準(zhǔn)：600V、750V和1500V，我國(guó)國(guó)標(biāo)：750V、1500V。例如：北京和天津地鐵采用DC750V第三軌供電，上海、廣州、南京、深圳和大連采用DC1500V接觸網(wǎng)饋電。城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)是從主降壓變電站及其以后部分，包括：直流牽引變電所、饋電線、接觸網(wǎng)、走行軌及回流線等。城市軌道交通牽引供電系統(tǒng)示意圖1—發(fā)電廠（站）2—升壓變壓器3—電力網(wǎng)4—主降壓變電站5—直流牽引變電所6—饋電線7—接觸網(wǎng)8—走形軌9—回流線（二）工頻單相交流制我國(guó)干線電氣化鐵路采用供電電壓25KV，牽引變電所將電力系統(tǒng)輸電線路的電壓從110kV(或220kV)降到27.5kV，經(jīng)饋電線將電能送至接觸網(wǎng)，電力機(jī)車升弓后便可從其上取得電能，用以牽引列車。單相工頻25kV牽引網(wǎng)供電方式主要有：1.直接供電方式（TR供電方式）2.BT（吸流變壓器）供電方式3.帶回流線的直接供電方式4.AT（自耦變壓器）供電方式1直接供電方式（TR供電方式）優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資最省，牽引網(wǎng)阻損小，能耗較低，供電距離較長(zhǎng)。缺點(diǎn)：對(duì)通信線路產(chǎn)生較大電磁干擾。2BT（吸流變壓器）供電方式優(yōu)點(diǎn)：對(duì)通信線路干擾小。

缺點(diǎn)：投資較大，牽引網(wǎng)阻損大，能耗較大，供電距離較短。3帶回流線的直接供電方式優(yōu)點(diǎn)：供電回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠；電氣化投資??；電能損失較小。

缺點(diǎn)：對(duì)通信線路有一定干擾。4AT（自耦變壓器）供電方式優(yōu)點(diǎn)：牽引阻抗很小，電能損耗低，供電距離長(zhǎng)，變電所數(shù)量少，防干擾性好。

缺點(diǎn)：牽引變電所和牽引網(wǎng)比較復(fù)雜，電氣化工程投資大，運(yùn)營(yíng)維護(hù)費(fèi)用高。四、牽引變電所向牽引網(wǎng)的供電方式（一）單邊供電1-輸電線2-牽引變電所3-饋電線4-接觸線5-電力機(jī)車6-鋼軌7-分區(qū)亭優(yōu)點(diǎn)：相鄰供電臂電氣上獨(dú)立，運(yùn)行靈活，接觸網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，只影響到本供電分區(qū)，故障范圍小，牽引變電所饋線保護(hù)裝置較簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：電動(dòng)列車所需牽引電流全部由一邊流過牽引網(wǎng)，牽引網(wǎng)電壓降和電能損耗也就大。（二）雙邊供電1-輸電線2-牽引變電所3-饋電線4-接觸線5-電力機(jī)車6-鋼軌7-分區(qū)亭優(yōu)點(diǎn)：可提高接觸網(wǎng)電壓水平，減少電能損耗。缺點(diǎn)：饋線及分區(qū)亭的保護(hù)及開關(guān)設(shè)備都較復(fù)雜，且有故障時(shí)，影響范圍大。（三）越區(qū)供電應(yīng)用范圍：越區(qū)供電增大了該變電所主變壓器的負(fù)荷，對(duì)電氣設(shè)備安全和供電質(zhì)量影響較大，因此，只能在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)行越區(qū)供電，是避免中斷運(yùn)輸?shù)呐R時(shí)性措施。五、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式思考：什么是中性點(diǎn)？電力系統(tǒng)中性點(diǎn)是指三相電力系統(tǒng)中繞組或線圈采用星形連接的電力設(shè)備（如發(fā)電機(jī)、變壓器等），各相的連接對(duì)稱點(diǎn)和電壓平衡點(diǎn)，在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)其對(duì)地電位為零或接近于零。（一）中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式有兩大類：一類是中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)過低阻抗接地，稱為大電流接地系統(tǒng)；另一類是中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地，稱為小電流接地系統(tǒng)。正常運(yùn)行時(shí)，三個(gè)相的相電壓是對(duì)稱的，相與地間存在著分布電容，用集中電容C來表示，三個(gè)相的對(duì)地電容電流也是對(duì)稱的。單相接地故障時(shí)，設(shè)C相發(fā)生金屬性接地，其接地電阻為零。因此發(fā)生單相接地短路時(shí)，非故障相對(duì)地電壓值變?yōu)?/p>

倍，變?yōu)榫€電壓。故障相對(duì)地電流變?yōu)樵瓉韺?duì)地電容電流的3倍。中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)（二）中性點(diǎn)接地系統(tǒng)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地是一種工作接地，保證電力設(shè)備和整個(gè)電力系統(tǒng)在正常及故障狀態(tài)下具有適當(dāng)?shù)倪\(yùn)行條件。單相接地時(shí)，相間電壓的對(duì)稱關(guān)系被破壞，但未發(fā)生接地故障的另外兩個(gè)完好相的對(duì)地電壓不會(huì)升高，仍維持相電壓。中性點(diǎn)接地系統(tǒng)（三）中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)為了減小接地電流，使其降至允許值范圍內(nèi)，可以用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的方法，該系統(tǒng)稱為中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)六、牽引供電系統(tǒng)中的設(shè)備（一）電氣設(shè)備分類一次設(shè)備：用于完成電能變換、輸送、分配等功能的設(shè)備，或稱為主設(shè)備，如高壓開關(guān)、電力變壓器、避雷器等，可以用一句話來理解：接觸高電壓的電氣設(shè)備。一次設(shè)備按其在一次電路中的功用又可分為：■開關(guān)設(shè)備：用于正?？刂浦麟娐吠〝嗟脑O(shè)備?！鲎儞Q設(shè)備：用于變配電系統(tǒng)中改變電壓或電流的設(shè)備?！霰Ｗo(hù)設(shè)備：用于變配電系統(tǒng)中進(jìn)行過電流保護(hù)、過電壓保護(hù)或者其他方式保護(hù)的設(shè)備?！鲅a(bǔ)償設(shè)備：用于變配電系統(tǒng)中補(bǔ)償無(wú)功功率、提高功率因數(shù)的設(shè)備?！龀商籽b置和組合電器：根據(jù)一次電路的要求，將各種一次設(shè)備組合為一個(gè)整體的電氣裝置。（二）對(duì)一次電氣設(shè)備的基本要求1.能長(zhǎng)期承受工頻最高工作電壓、短期承受內(nèi)部過電壓和外部過電壓的作用而不被擊穿。2.能長(zhǎng)期承受額定電流、短期過載電流的作用，溫升在允許范圍之內(nèi)。3.能承受短路電動(dòng)力效應(yīng)和熱效應(yīng)的作用而不被損壞。4.開關(guān)電器的斷流能力應(yīng)符