電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)簡介講解課件

第一章緒論——牽引供電系統(tǒng)簡介1.1電氣化鐵道與牽引供電系統(tǒng)1.2電力系統(tǒng)向電氣化鐵道的供電1.3牽引變電所向牽引網(wǎng)的供電1.4牽引網(wǎng)向電力機(jī)車的供電1.5牽引供電系統(tǒng)的特點(diǎn)及主要問題第一章緒論——牽引供電系統(tǒng)簡介1.1電氣化鐵道與牽引供電1.1電氣化鐵道與牽引供電系統(tǒng)電氣化鐵道（ElectricRailways）使用外部輸入的電力能源（electricpower）來驅(qū)動(dòng)列車行駛的鐵道運(yùn)輸方式。

（1）注意與電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車的區(qū)別；（2）電能具有不能大量儲(chǔ)存的特點(diǎn)。電氣化鐵道包括：電力機(jī)車（含電動(dòng)車組）沿線的供電設(shè)施牽引供電系統(tǒng)（TractionPowerSupplySystems）向電力機(jī)車提供電能的沿線供電設(shè)施從電能的傳輸、分配角度構(gòu)成牽引供電系統(tǒng)。牽引供電系統(tǒng)主要包括：牽引變電所牽引網(wǎng)專用高壓供電線路1.1電氣化鐵道與牽引供電系統(tǒng)電氣化鐵道（Electric牽引供電系統(tǒng)示意圖額定電壓25kV，正常工作范圍20~29kV。牽引供電系統(tǒng)示意圖額定電壓25kV，正常工作范圍20~29牽引變電所（TractionSubstation,SS）從公用電力系統(tǒng)（PublicElectricPowerSystems）接受電能，通過變壓器將電能從三相110kV或220kV變換成單相27.5kV（對AT系統(tǒng)為55kV或2×27.5kV），并向鐵路上、下行兩個(gè)方向的牽引網(wǎng)供電。變電所兩側(cè)的牽引網(wǎng)區(qū)段被稱作供電臂。變電所的主要設(shè)備牽引變壓器（有多種接線方式）斷路器（SF6、真空、少油、油斷路器），隔離開關(guān)避雷器、避雷針電壓互感器、電流互感器二次設(shè)備（控制、保護(hù)、測量、計(jì)量、監(jiān)視和電源設(shè)備）無功補(bǔ)償裝置、調(diào)壓裝置牽引變電所（TractionSubstation,SS）牽引網(wǎng)（TractionNetwork）由饋電線、接觸網(wǎng)、軌道、回流線等設(shè)施構(gòu)成的輸電網(wǎng)絡(luò)饋電線（Feeder，引出線:LeadWire）連接牽引變電所和接觸網(wǎng)的導(dǎo)線接觸網(wǎng)沿線路露天敷設(shè)，通過和受電弓的滑動(dòng)接觸把電能輸送給電力機(jī)車的供電設(shè)施。由接觸線、承力索以及支持、懸掛和定位等裝置組成。從牽引網(wǎng)角度關(guān)注的是接觸線、承力索和加強(qiáng)線等載流導(dǎo)線。軌道牽引電流的回流導(dǎo)線；支撐與導(dǎo)向；信號專業(yè)軌道電路回流線指連接軌道和牽引變電所的導(dǎo)線其他設(shè)施負(fù)饋線（回流線），吸上線，BT，AT，正饋線，保護(hù)線，地線，供電線牽引網(wǎng)（TractionNetwork）由饋電線、接觸網(wǎng)、牽引供電系統(tǒng)的其他設(shè)施分區(qū)所（SectionPost,SP）設(shè)于兩變電所之間，把電氣化鐵道牽引網(wǎng)分成不同供電區(qū)段，設(shè)有開關(guān)設(shè)備，根據(jù)運(yùn)行需要可以連接同一供電臂的上、下行接觸網(wǎng)，或連接不同的供電臂以實(shí)現(xiàn)越區(qū)供電。開閉所（Sub-feederSwitchingPost,SFSP）實(shí)際上是開關(guān)站，多設(shè)于鐵路樞紐，一般兩路進(jìn)線、多路饋線，以實(shí)現(xiàn)對站場各股道群的分別供電控制。（1）進(jìn)線和饋線都經(jīng)過斷路器，可靈活地對各分區(qū)接觸網(wǎng)停、供電（2）在斷路器上可實(shí)現(xiàn)短路故障保護(hù)，從而縮小事故停電范圍（3）對AT牽引網(wǎng)，往往同ATP合建，增強(qiáng)對供電臂供電的靈活性AT所（ATPost,ATP）AT供電系統(tǒng)，除變電所、分區(qū)所和開閉所外，在牽引網(wǎng)上放置自耦變壓器的場所。牽引供電系統(tǒng)的其他設(shè)施分區(qū)所（SectionPost,S1.2電力系統(tǒng)向電氣化鐵道的供電電氣化鐵道屬一級負(fù)荷，對供電可靠性要求高牽引變電所一般設(shè)置兩臺(tái)變壓器，要求有兩回獨(dú)立電源獨(dú)立電源：一回電源的故障停電，應(yīng)不影響另一回電源的工作。（1）引自不同的變電所（甚至不同地域的變電所）（2）引自同一變電所的不同母線（分別運(yùn)行）在布置變電所位置時(shí)，就要考慮外部電源條件，“外電調(diào)查”，同電力部門協(xié)商供電方案。（1）系統(tǒng)中110kV和220kV變電站、發(fā)電廠的位置、容量、負(fù)荷情況等；（2）電網(wǎng)的近、遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)劃1.2電力系統(tǒng)向電氣化鐵道的供電電氣化鐵道屬一級負(fù)荷，對供集中式供電集中式供電目前多采用分散式供電目前多采用分散式供電1.3牽引變電所向牽引網(wǎng)的供電單線1.3牽引變電所向牽引網(wǎng)的供電單線復(fù)線復(fù)線1.4牽引網(wǎng)向電力機(jī)車的供電（1）直接供電方式（T-R方式,Trolley-Rail）結(jié)構(gòu)簡單，投資少，維護(hù)費(fèi)用低；一部分電流從大地回流，對鄰近通信線干擾大。1.4牽引網(wǎng)向電力機(jī)車的供電（1）直接供電方式（T-R方式（2）吸流變壓器供電方式（BT方式）防干擾效果好；牽引網(wǎng)阻抗偏大；電力機(jī)車過BT時(shí)，易產(chǎn)生電弧；由于是串聯(lián)系統(tǒng)，可靠性較低。吸流變壓器BoosterTransformer（2）吸流變壓器供電方式（BT方式）防干擾效果好；吸流變壓器（3）帶負(fù)饋線的直接供電方式防干擾效果不如BT供電方式；牽引網(wǎng)阻抗界于直接供電方式和BT供電方式之間；目前應(yīng)用比較廣泛。（3）帶負(fù)饋線的直接供電方式防干擾效果不如BT供電方式；（4）自耦變壓器供電方式（AT方式）防干擾效果與BT方式相當(dāng)牽引網(wǎng)阻抗小，輸送容量大，供電臂長（可達(dá)40～50km）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資大，維護(hù)費(fèi)用高自耦變壓器Auto-transformer（4）自耦變壓器供電方式（AT方式）防干擾效果與BT方式相當(dāng)（5）同軸電纜供電方式（CC方式）防干擾效果好，占用空間??；牽引網(wǎng)阻抗??；投資大同軸電纜CoaxialCable（5）同軸電纜供電方式（CC方式）防干擾效果好，占用空間小；1.5牽引供電系統(tǒng)的特點(diǎn)及主要問題負(fù)荷特點(diǎn)移動(dòng)性，變化劇烈，非線性，單相；電流回路不可靠，存在薄弱環(huán)節(jié)（弓網(wǎng)受流）網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)牽引網(wǎng)為單相含地的不平衡網(wǎng)絡(luò)；接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無備用，運(yùn)行環(huán)境惡劣，故障率高；導(dǎo)線特殊：接觸線，鋼軌牽引網(wǎng)結(jié)構(gòu)比一般電力線路復(fù)雜。牽引變電所拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)三相不對稱；變壓器接線特殊。1.5牽引供電系統(tǒng)的特點(diǎn)及主要問題負(fù)荷特點(diǎn)牽引供電系統(tǒng)主要技術(shù)問題電壓水平無功功率負(fù)序電流諧波通信干擾電氣化鐵道的供電要求安全可靠供電保證供電質(zhì)量降低投資和運(yùn)營費(fèi)用提高電磁兼容水平牽引供電系統(tǒng)主要技術(shù)問題電壓水平電氣化鐵道的供電要求第一章緒論——牽引供電系統(tǒng)簡介1.1電氣化鐵道與牽引供電系統(tǒng)1.2電力系統(tǒng)向電氣化鐵道的供電1.3牽引變電所向牽引網(wǎng)的供電1.4牽引網(wǎng)向電力機(jī)車的供電1.5牽引供電系統(tǒng)的特點(diǎn)及主要問題第一章緒論——牽引供電系統(tǒng)簡介1.1電氣化鐵道與牽引供電1.1電氣化鐵道與牽引供電系統(tǒng)電氣化鐵道（ElectricRailways）使用外部輸入的電力能源（electricpower）來驅(qū)動(dòng)列車行駛的鐵道運(yùn)輸方式。

（1）注意與電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車的區(qū)別；（2）電能具有不能大量儲(chǔ)存的特點(diǎn)。電氣化鐵道包括：電力機(jī)車（含電動(dòng)車組）沿線的供電設(shè)施牽引供電系統(tǒng)（TractionPowerSupplySystems）向電力機(jī)車提供電能的沿線供電設(shè)施從電能的傳輸、分配角度構(gòu)成牽引供電系統(tǒng)。牽引供電系統(tǒng)主要包括：牽引變電所牽引網(wǎng)專用高壓供電線路1.1電氣化鐵道與牽引供電系統(tǒng)電氣化鐵道（Electric牽引供電系統(tǒng)示意圖額定電壓25kV，正常工作范圍20~29kV。牽引供電系統(tǒng)示意圖額定電壓25kV，正常工作范圍20~29牽引變電所（TractionSubstation,SS）從公用電力系統(tǒng)（PublicElectricPowerSystems）接受電能，通過變壓器將電能從三相110kV或220kV變換成單相27.5kV（對AT系統(tǒng)為55kV或2×27.5kV），并向鐵路上、下行兩個(gè)方向的牽引網(wǎng)供電。變電所兩側(cè)的牽引網(wǎng)區(qū)段被稱作供電臂。變電所的主要設(shè)備牽引變壓器（有多種接線方式）斷路器（SF6、真空、少油、油斷路器），隔離開關(guān)避雷器、避雷針電壓互感器、電流互感器二次設(shè)備（控制、保護(hù)、測量、計(jì)量、監(jiān)視和電源設(shè)備）無功補(bǔ)償裝置、調(diào)壓裝置牽引變電所（TractionSubstation,SS）牽引網(wǎng)（TractionNetwork）由饋電線、接觸網(wǎng)、軌道、回流線等設(shè)施構(gòu)成的輸電網(wǎng)絡(luò)饋電線（Feeder，引出線:LeadWire）連接牽引變電所和接觸網(wǎng)的導(dǎo)線接觸網(wǎng)沿線路露天敷設(shè)，通過和受電弓的滑動(dòng)接觸把電能輸送給電力機(jī)車的供電設(shè)施。由接觸線、承力索以及支持、懸掛和定位等裝置組成。從牽引網(wǎng)角度關(guān)注的是接觸線、承力索和加強(qiáng)線等載流導(dǎo)線。軌道牽引電流的回流導(dǎo)線；支撐與導(dǎo)向；信號專業(yè)軌道電路回流線指連接軌道和牽引變電所的導(dǎo)線其他設(shè)施負(fù)饋線（回流線），吸上線，BT，AT，正饋線，保護(hù)線，地線，供電線牽引網(wǎng)（TractionNetwork）由饋電線、接觸網(wǎng)、牽引供電系統(tǒng)的其他設(shè)施分區(qū)所（SectionPost,SP）設(shè)于兩變電所之間，把電氣化鐵道牽引網(wǎng)分成不同供電區(qū)段，設(shè)有開關(guān)設(shè)備，根據(jù)運(yùn)行需要可以連接同一供電臂的上、下行接觸網(wǎng)，或連接不同的供電臂以實(shí)現(xiàn)越區(qū)供電。開閉所（Sub-feederSwitchingPost,SFSP）實(shí)際上是開關(guān)站，多設(shè)于鐵路樞紐，一般兩路進(jìn)線、多路饋線，以實(shí)現(xiàn)對站場各股道群的分別供電控制。（1）進(jìn)線和饋線都經(jīng)過斷路器，可靈活地對各分區(qū)接觸網(wǎng)停、供電（2）在斷路器上可實(shí)現(xiàn)短路故障保護(hù)，從而縮小事故停電范圍（3）對AT牽引網(wǎng)，往往同ATP合建，增強(qiáng)對供電臂供電的靈活性AT所（ATPost,ATP）AT供電系統(tǒng)，除變電所、分區(qū)所和開閉所外，在牽引網(wǎng)上放置自耦變壓器的場所。牽引供電系統(tǒng)的其他設(shè)施分區(qū)所（SectionPost,S1.2電力系統(tǒng)向電氣化鐵道的供電電氣化鐵道屬一級負(fù)荷，對供電可靠性要求高牽引變電所一般設(shè)置兩臺(tái)變壓器，要求有兩回獨(dú)立電源獨(dú)立電源：一回電源的故障停電，應(yīng)不影響另一回電源的工作。（1）引自不同的變電所（甚至不同地域的變電所）（2）引自同一變電所的不同母線（分別運(yùn)行）在布置變電所位置時(shí)，就要考慮外部電源條件，“外電調(diào)查”，同電力部門協(xié)商供電方案。（1）系統(tǒng)中110kV和220kV變電站、發(fā)電廠的位置、容量、負(fù)荷情況等；（2）電網(wǎng)的近、遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)劃1.2電力系統(tǒng)向電氣化鐵道的供電電氣化鐵道屬一級負(fù)荷，對供集中式供電集中式供電目前多采用分散式供電目前多采用分散式供電1.3牽引變電所向牽引網(wǎng)的供電單線1.3牽引變電所向牽引網(wǎng)的供電單線復(fù)線復(fù)線1.4牽引網(wǎng)向電力機(jī)車的供電（1）直接供電方式（T-R方式,Trolley-Rail）結(jié)構(gòu)簡單，投資少，維護(hù)費(fèi)用低；一部分電流從大地回流，對鄰近通信線干擾大。1.4牽引網(wǎng)向電力機(jī)車的供電（1）直接供電方式（T-R方式（2）吸流變壓器供電方式（BT方式）防干擾效果好；牽引網(wǎng)阻抗偏大；電力機(jī)車過BT時(shí)，易產(chǎn)生電弧；由于是串聯(lián)系統(tǒng)，可靠性較低。吸流變壓器BoosterTransformer（2）吸流變壓器供電方式（BT方式）防干擾效果好；吸流變壓器（3）帶負(fù)饋線的直接供電方式防干擾效果不如BT供電方式；牽引網(wǎng)阻抗界于直接供電方式和BT供電方式之