电气化铁道牵引供电系统.

电力牵引供电系统

张丽

西南交通大学电气工程学院

牵引网供电方式

目前单相工频25kV 牵引网供电方式主要有:直接供电方式(TR BT(吸流变压器供电方式

带回流线的直接供电方式(TRNF

AT(自耦变压器供电方式

9高速铁路特点：具有行车速度高，机车功率大、取流大9BT 方式牵引网单位阻抗高，功率输送能力较弱9直接供电方式在负荷电流较大的情况下，对通讯线路干扰大，钢轨电位高的缺点更为突出

9技术上AT 和带回流线直供方式均能满足300km/b及以上高速牵引。两者相比，AT 供电方式更能适应大功率负荷的供电，同时由于电分相数目的减少。但AT 供电方式接触网结构复杂，供变电设施较多，运营维护难度较大。

高速铁路牵引供电方式应采用AT 供电方式或带回流线的直接供电方式

变压器接线型式

应用于直接供电方式的主要有：

单相接线、V/v接线、YNd11接线、三相/两相平衡接线(Scott接线、Wood-Bridge 接线等、阻抗匹配平衡接线

应用于AT 供电方式的主要有：

单相接线、V/X接线、三相/两相平衡接线(Scott接线、Wood-Bridge 接线等、十字交叉接线

牵引压器

目前，国外高速铁路牵引变压器多采用三相-两相平衡变压器、单相变压器。

意大利、新西兰采用单相接线牵引变压器法国TGV 采用单相和V/v接线变压器

日本东海道新干线采用Scott 接线

山阳新干线采用Modified-Woodbridge 接线变压器台湾高速铁路采用的是Le Blanc接线变压器

从广义的角度上讲，牵引变压器原次边之间除了有电压的变换外，还有电流和阻抗变换，可称为系统变换，如

. . . . A B C οαβ

?通过系统变换，可以获得一次侧的牵引变压器、牵引负荷的等值电路模型，或二次侧的电力系统、牵引变压器等值电路模型。这两个等值电路模型对于牵引供电系统的电气分析十分方便、有用，如用于电压损失，故障分析，电能计量，负序含量，谐波水平等计算。

城市轨道交通牵引供电系统复习资料

城市轨道交通牵引供电系统复习资料第一章电力牵引供电系统概述 1、电力牵引的制式概念：供电系统向电动车辆或电力机车供电所采用的电流或电压制式，包括直流/交流制、电压等级、交流电频率、交流制中单相/三相等问题。 2、电力牵引系统性能要求： ①启动加速性能：启动力矩大，加速平稳； ②动力设备容量利用充分：轻载时，运行速度高；重载时，运行速度可以低一些。功率容量 P=FV近似于常数； ③调速性能：速度调节容易实现，能量损耗小。满足上述条件：直流串激（串励）电动机。 3、直流串励电动机优缺点：通过串联电阻调速，原理简单，调速范围宽，供电系统电压损失和能量消耗较大，而且需要换向。 4、城市轨道交通牵引制式：直流供电制式。城市轨道机车功率不大，供电半径小，城市之间运营供电电压不能太高，以确保安全。我国国标规定采用750V 和1500V直流供电两种制式，不推荐600V。 5、城市轨道交通电力牵引供电系统组成：发电厂（站）、升压变压器、电力网（110-220KV）、主降压变电站（110~220KV→10~35KV）、直流牵引变电所（10~35KV→1500、750V）、馈电线、接触网、走行轨道、回流线。 6、组成统一的电力供电系统的优点： ①充分利用动力资源；②减少燃料运输；③提高供电可靠性；④提高发电效率。 7、环形供电接线：由两个或两个以上主降压变电站和所有的牵引变电所用输电线联成一个环行。 8、环形供电接线的优缺点：环行供电是很可靠的供电线路，因为在这种情况下，一路输电线和一个主降压变电站同时停止工作时，只要其母线仍保持通电，就不致中断任何一个牵引变电所的正常

供电。但其投资较大。 9、双边供电接线：由两个主降压变电站向沿线牵引变电所供电，通往牵引变电所的输电线都经过其母线联接，为了增加供电的可靠性．用双路输电线供电，而每路按输送功率计算。这种接线可靠性稍低于环行供电。当引入线数目较多时，开关设备多，投资增加。 10、电网向牵引变电所供电形式：环形供电接线、双边供电接线、单边供电接线、辐射形供电接线。 11、最简单单相半波整流： 12、单相半波整流原理：13、单相全波整流原理： 14、三相半波整流原理：

电气化铁道供电系统课程设计.

电气化铁道供电系统与设计课程设计报告班级：学号：姓名指导教师：评语：

1. 题目某牵引变电所丙采用直接供电方式向复线区段供电，牵引变压器类型为110/27.5kV，三相V-v接线，两供电臂电流归算到27.5kV侧电流如表1所示。表1 已知参数供电臂供电臂长度km 端子平均电流 A 有效电流A 短路电流A 穿越电流A 左臂21.9 β238 318 917 206 右臂24.7 α184 266 1052 217 2. 题目分析及解决方案框架确定在设计过程中，先按给定的计算条件求出牵引变压器供应牵引负荷所必须的最小容量，然后按列车紧密运行时供电臂的有效电流与充分利用牵引变压器过负荷能力，求出所需要的容量，称为校核容量。这是为确保牵引变压器安全运行所必须的容量。最后计算容量和校核容量，再考虑其他因素（如备用方式等），然后按实际系列产品的规格选定牵引的台数和容量，称为安装容量或设计容量。然后再变压器型号的基础之上，选取室外110kV侧母线，室外27.5kV侧母线以及室外10kV侧母线的型号。三相V,v结线牵引变压器是近年新研制的产品，它是将两台容量相等或不相等的单相变压器器身安装于同一油箱内组成的。三相V-v结线牵引变电所中装设两台V，v 结线牵引变压器，一台运行，一台固定备用。三相V-v结线牵引变电所不但保持了单相V-v结线牵引变电所的牵引变压器容量得到充分利用，可供应牵引变电所自用电和地区三相负载，主接线较简单，设备较少，投资较省，对电力系统的负须影响比单线小，对接触网的供电可实现双边供电等优点，最可取的是，解决了单相V-v结线牵引变电所不便于采用固定备用及其自动投入的问题。考虑到V-v接线中装有两台变压器的特点，在确定110kV侧主接线时我们采用桥形接线。按照向复线区段供电的要求，其牵引侧母线的馈线数目较多，为了保障操作的灵活性和供电的可靠性，我们选用馈线断路器100%备用接线，这种接线也便于故障断路器的检修。按照选取的变压器的容量以及110kV侧的和牵引侧的主接线，可以做出设计牵引变电所的电气主接线。

牵引供电系统期末试卷

电气化铁路供电系统试卷2 一、单项选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一Array个正确的答案，并将其代码填入题干后的括号内。每小题1分，共20分） 1．一个完整的电力系统由分布各地的不同类型的（）组成，该系统起着电能的生产、输送、分配和消费的作用。（） A 发电厂、升压和降压变电所、输电线路 B 发电厂、升压和降压变电所、输电线路和电力用户 C 发电厂、升压和降压变电所、电力用户 D发电厂、输电线路和电力用户 2．我国电气化铁道牵引变电所供电电压的等级为（）。（） A 500V或330KV B 110kV或220KV C 330kV或220KV D 110kV或35KV 3．电气化铁道供电系统是由（）组成。（）A一次供电系统和牵引供电系统B牵引供电系统和牵引变电所 C一次供电系统和接触网D牵引供电系统和馈电线 4．低频单相交流制接触网采用的额定电压有：（）（） A 11-13kV和3.7kV B 11-13kV和55kV C 11-13kV和25kV D 3.7kV和55Kv 5．为确保电力机车牵引列车正常运行，应适当选择牵引变电所主变压器分接开关的运行位，使牵引侧母线空载电压保持：（）。（） A 直接供电方式: 28kV-29kV之间；AT供电方式:56kV-58kV之间 B 直接供电方式: 20kV-29kV之间；AT供电方式:56kV-58kV之间 C 直接供电方式: 19kV-29kV之间；AT供电方式:56kV-58kV之间 D 直接供电方式: 19kV-27.5kV之间；AT供电方式:38kV-55kV之间6．斯科特结线牵引变电所，当M座和T座两供电臂负荷电流大小相等、功率因数也相等时，斯科特结线变压器原边三相电流（）。（） A 平衡 B 无负序电流 C 对称 D 有零序电流 7．交流牵引网对沿线通信线的影响，按其作用的性质可分为静电影响和电磁影响。电磁影响由（）所引起。（） A 牵引网电流的交变磁场的电磁感应 B 牵引网电场的静电感应 C 牵引网电场的杂音干扰 D 牵引电流的高次谐波

轨道交通牵引供电系统综述

轨道交通牵引供电系统综述在各行各业不断发展的今天，轨道交通扮演了非常重要的角色，可以说轨道交通已经成为了现如今生活生产中必不可少的一项组成内容。在轨道交通系统中，牵引系统是重要的组成内容，所以也是轨道交通研究人员重点关注的内容。为了进一步保证轨道交通系统的安全性和可靠性，本文将就轨道交通牵引供电系统展开论述。标签：轨道交通；牵引供电；供电系统 1 牵引变压器 1.1 普通铁路牵引变压器普通铁路牵引变电所内的牵引变压器设置了两台，一旦其中一台出现故障那么另一台将启动保证正常供电。原变压电压等级主要是以110kv为主，电气化铁路牵引变电器多选择V/v接线的方式，有时在交大外部电源容量时会采用单相接线形式变压器。 1.2 高速铁路牵引变压器我国的高速铁路通常采用的是V/x接线牵引变压器。这种牵引变压器方式的构成主要是两台单相变压器，变压器分别和接触网和负馈线连接，中间抽头和钢轨连接。 2 牵引供电系统 2.1 牵引变电站 2.1.1 牵引变电站位置确定牵引变电站与车站内的降压变电站一起组成牵引降压混合变电站，然而并不是每个车站都是牵引降压混合变电站。它的设置取决于牵引系统网络结构、牵引网电压等级、牵引网电压损失、供电质量，并涉及到杂散电流防护、线路能耗、土建造价及运营维护等因素。 2.1.2 牵引变电站设备牵引变电站的主要设备是27.5kV开关柜、整流变、整流器、直流1500V正负母排、直流高速开关。27.5kV开关柜应选用SF6绝缘全封闭组合电器，以减少占地面积。27.5kV开关柜进线还配有避雷器，防止雷电波入侵。整流器组由24个整流二极管与24个保护二极管组成，每个牵引变电站有两套整流器组，每套整流器为6相12脉波整流，单独运行时输出的为12脉波的脉动电流，两套并

电气化铁道主要供电方式

接触网的供电方式我国电气化铁路均采用单边供电方式，即牵引变电所向接触网供电时，每一个供电臂的接触网只从一端的牵引变电所获得电能（从两边获得电能则为双边供电，可提高接触网末端网压，但由于其故障范围大、继电保护装置复杂等原因尚未有采用）。复线区段可通过分区亭将上下行接触网联接，实现“并联供电”，可适当提高末端网压。当牵引变电所发生故障时，相邻变电所通过分区亭实现“越区供电”，此时供电范围扩大，网压降低，通常应减少列车对数或牵引定数，以维持运行。 1、直接供电方式如前所述，电气化铁路采用工频单相交流电力牵引制，单相交流负荷在接触网周围空间产生交变电磁场，从而对附近通信设施和无线电装置产生一定的电磁干扰。我国早期电气化铁路（如宝成线、阳安线）建设时，处于山区，地方通信技术不发达，铁路通信采用高屏蔽性能的同轴电缆，接触网产生的电磁干扰影响极小，不用采取特殊防护措施，因此上述单边供电方式亦称为直接供电方式（简称TR供电方式）。随着电气化铁路向平原和大城市发展，电磁干扰矛盾日显突出，于是在接触网供电方式上采取不同的防护措施，便产生不同的供电方式。目前有所谓的BT、AT和DN供电方式。从以下的介绍中可以看出这些供电方式有一个共同特点，即在接触网支柱田野侧，与接触悬挂同等高度处都挂有一条附加导线。电力牵引时，附加导线中通过

的电流与接触网中通过的牵引电流，理论上讲（或理想中）大小相等、方向相反，从而两者产生的电磁干扰相互抵消。但实际上是做不到的，所以不同的供电方式有不同的防护效果。

2、吸流变压器（BT）供电方式这种供电方式，在接触网上每隔一段距离装一台吸流变压器（变比为1:1），其原边串入接触网，次边串入回流线（简称NF线，架在接触网支柱田野侧，与接触悬挂等高），每两台吸流变压器之间有一根吸上线，将回流线与钢轨连接，其作用是将钢轨中的回流“吸上”去，经回流线返回牵引变电所，起到防干扰效果。由于大地回流及所谓的“半段效应”，BT供电方式的防护效果并不理想，加之“吸——回”装置造成接触网结构复杂，机车受流条件恶化，近年来已很少采用。 BT供电方式原理结线图 H—回流线；T—接触网；R—钢轨； SS—牵引变电所；BT—吸流变压器。牵引网阻抗与机车至牵引变电所的长度不是简单的线性关系。随着机车取流位置的不同，牵引网内的电流分布可有很大不同，例如图中当机车位于供电臂内第一台BT前方时，牵引负荷未通过吸流变压器一次绕组，其二次绕组没有电流流通，因此牵引网按直接供电方式

城市轨道交通牵引供电系统

1牵引供电系统：从主降压变电站（当它不属于电力部门时）及其以后部分统称“牵引供电系统” 2杂散电流：绝大多数电力牵引轨道交通线路是以走行轨为其回路的，由于钢轨大地之间不是绝缘的，因此回流电流必有部分经大地回牵引所，这部分电流因土壤的导电性质，地下管道位置不同，可以分布很广，故称杂散电流。 3.GIS：六氟化硫全封闭组合电器，它是在六氟化硫断路器的基础上把各种控制保护电器全部封装的组合电器设备。 4远动控制：又称遥控即在远离变电所（执行端）的电气设备进行控制。 5距离控制:即在主控制室内对变电所的一次设备集中进行控制监测，开关位置信号-中央信号以及继电保护装置等都配置在主控制室的屏台上，便于监视和管理运行。 6安装接线图：为二次设备的制造安装或调试检修而专门绘制的安装图 7二次原理图：也称归总式原理图，用来表示二次设备中的监视仪表，控制与信号，保护和自动装置等的工作原理图。一．简述断路器的主要功能？答：断路器又叫高压开关，断路器不仅可以切断和闭合高压电路的空载电流和负载电流，而且，当系统发生故障时，它与保护装置相配合，可以迅速地切断故障电流，以减少停电范围，防止事故扩大，保证系统的安全运行。二．简述地铁动力照明结构及功能？答：三．简述直流牵引所的保护？答：四．接触网设计过程中应满足什么要求？答：1.接触网悬挂应弹性均匀高度一致，在高速行车和恶习的气象条件下，能保证正常取。2. 接触网结构应力求简单，并保证在施工和运营检修方面具有充分的可靠性和灵活性。3.接触网寿命应尽量长，具有足够的耐磨性和抗腐蚀能力。4.接触网的建设应注意节约有色金属及其他贵重材料，以降低成本。五．简述地面架空接触网组成及功能？答：架空式接触网由接触悬挂，支撑装置，支柱与基础设施几大部分组成。接触悬挂是将电能传导给电动车组的供电设备。支持装置用来支持悬挂，并将悬挂的负荷传递给支柱和固定装置。支柱与基础用以承受接触悬挂和支撑装置所传递的负荷（包括自身重量），并将接触线悬挂固定在一定高度。六．简述地下迷流防护措施？答：在电力牵引方面：提高供电电压，减小牵引所距离，采用双边供电，减小钢轨电阻，增加回流线减少回流电阻，增加到道泄漏电阻，定期检测。在埋设金属管方面:尽量远离，在金属表面或接头处采用绝缘，采用防电蚀电缆线路，在电缆上包铜线套钢管，在地下管道涂沥青包油毡，设排流装置。七．牵引变电所计算需要的参数有那些？答：1.馈电线及牵引变电所的平均电流，有效电流，最大电流；2.电动车辆或机车在供电区段内运行时的平均电压损失及最大电压损失；3.接触网中平均功率损失等八．高压控制电路构成及作用？答：主要由控制元件，中间放大元件与继电器以及操作机构等几部分组成。 1控制元件：运行人员用来发出开关跳，合闸操作命令的操作按钮。2 中间放大元件与继电器：将控制元件的操作命令转化成高压开关的电磁操作机构所需要的大电流。3操作机构;直接对高压开关进行分，合闸操作。九．电气主接线的要求是？答：可靠性:保证在各种运行方式下，牵引负荷以及其他动力的供电连续性。灵活性：在系统故障或变电所设备故障和检修时，能适应调度的要求，灵活便捷迅速地改变运行方式，且故障影响的范围最小。安全性：保证在进行一切操作切换时，工作人员和设备的安全以及能在安全条件下进行维护检修工作。经济性应使主接线投资与运行费用达到经济合理。十．简述断路器控制回路的要求？答;1高压开关的合跳闸回路是按短路通过大电流脉冲来设计的。操作或自动合跳闸完成后，应迅速自动断开跳合闸回路以免烧损线圈。2控制回路应能在控制室由控制开关控制进行手动跳合闸，又能在自动装置和继电保护作用下自动合闸或跳闸，同时能由远方调度中心发送控制命令进行跳合闸。3应具有高压开关位置状态的信号，事故跳闸与自动合闸的闪光信号。4.具有防止断路器多次合跳闸的“防跳”装置。 5.采用液压和气压操作的机构，跳合闸操作回路中应分别设有液压和气压闭锁，在低于规定标准压力情况下，闭锁操作回路。断路器和隔离开关配合使用时，应有防误操作的闭锁措施。6.对跳合闸回路及其电源的完好性，应能进行监视。

电气化铁路牵引供电系统试卷1

电气化铁路供电系统试卷1 一、单项选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一个正确的答案，并将其代码填入题干后的括号内。每小题1分，共20分） 1．我国电气化铁道牵引变电所由国家（）电网供电。（） A 超高压电网 B 区域电网 C 地方电网 D 高压电网 2．牵引网包括（） A 馈电线、轨道和大地、回流线 B 馈电线、接触网、轨道和大地、回流线 C 馈电线、接触网、回流线 D 馈电线、接触网、电力机车、大地 3．通常把（）装置的完整工作系统称为电力系统。（） A 发电、输电、变电、配电、用电 B 发电、输电、配电、用电 C 发电、输电、配电、用电 D 发电、输电、用电 4．低频交流制牵引网供电电流频率有：（）（） A 50Hz 或25Hz B 30Hz 或50Hz C 2163 Hz 或25Hz D 20Hz 或25Hz 5．单相结线牵引变电所牵引变压器的容量利用率（额定输出容量与额定容量之比值）可达( )。（） A 100% B 75.6% C 50% D 25% 6．牵引变压器采用阻抗匹配平衡变压器时，阻抗匹配系数等于1时，且副边两负荷臂电流I I αβ = ，原边三相电流（）（） A 平衡 B 无负序电流 C 对称 D 有零序电流 7．交流牵引网对沿线通信线的静电影响由（）所引起。（） A 牵引网电流的交变磁场的电磁感应 B 牵引网电场的静电感应 C 牵引网电场的高频感应 D 牵引电流的高次谐波 8．牵引网导线的有效电阻0r r ξ=（0r 是直流电阻；ξ是有效系数）。对于工频和牵引网中应用的截面不太大的铝、铜等非磁性导线，有效系数ξ（）。（） A ξ≈1 B ξ≈2 C ξ≈3 D ξ≈4 9．以下不属于减少电分相的方法有（）。（） A 采用单相变压器

牵引供电系统简介

牵引供电系统简介一、系统功能牵引供电系统的主要功能是：将地方电力系统的电源（交流电气化铁路:AC110 kV或AC2２０kV，城市轨道交通:中心变电所AC22０ｋＶ或AC１1０kＶ→AC35kV环网)引入牵引供电系统的牵引变电所,通过牵引变压器变压为适合电力机车运行的电压制式（交流电气化铁路:AＣ２5kV或AC2×２5kV，城市轨道交通：DＣ75０V、DＣ150０Ｖ或DＣ3000V）,向电力机车提供连续电能。电力牵引负荷为一级负荷,引入牵引变电所的外部电源应为两回独力可靠的电源，并互为热备用,能够实现自动切换。交流电气化铁路及城市轨道交通牵引供电系统简图分别如图1．１和图１.2所示。图1.1 交流电气化铁路牵引供电系统图1.２城市轨道交通牵引供电系统

二、牵引网供电方式 1.交流电气化铁路交流电气化铁路牵引网供电方式大体上可分为三种:直接供电方式（包括带回流线的直接供电方式)、BＴ供电方式和AT供电方式。（1）直接供电方式直接供电方式又可分为不带回流线直接供电方式(图２.1)和带回流线的直接供电方式(图２.2)两种。图2.1 不带回流线的直接供电方式图2．2 带回流线的直接供电方式不带回流线的直接供电方式在我国早期的电气化铁路中采用，机车电流完全通过钢轨和大地流回牵引变电所，牵引网本身不具备防干扰功能。在接地方面，每根支柱需单独接地(设接地极或通过火花间隙)，或者通过架空地线实现集中接地(架空地线不与信号扼流圈中性点连接）。带回流线的直接供电方式,机车电流一部分通过钢轨和大地流回牵引变电所(约7０%），其余通过回流线流回牵引变电所(约３0%)。由于流经接触网的电流和流经回流线的电流虽然大小不等，单方向相反，且安装高度比较接近，两者对铁路沿线通讯设施的电磁干扰影响趋于抵消，因此牵引网本身具备防干扰功能。在接地方面，接触网支柱通过回流线实现集中接地，回流线每隔一个闭塞分区通过吸上线(铝芯或铜芯电缆，常用VLV－70和2xVＬＶ－１５0)与信号扼流圈中性点连接(吸上线间距3～4kｍ)。

牵引供电系统简介.

牵引供电系统简介（丁为民）一、系统功能牵引供电系统的主要功能是：将地方电力系统的电源（交流电气化铁路： AC110 kV或AC220kV ，城市轨道交通：中心变电所AC220kV 或AC110kV →AC35 kV 环网）引入牵引供电系统的牵引变电所，通过牵引变压器变压为适合电力机车运行的电压制式（交流电气化铁路：AC25kV 或AC2×25kV ，城市轨道交通：DC750V 、DC1500V 或DC3000V ），向电力机车提供连续电能。电力牵引负荷为一级负荷，引入牵引变电所的外部电源应为两回独力可靠的电源，并互为热备用，能够实现自动切换。交流电气化铁路及城市轨道交通牵引供电系统简图分别如图1.1和图1.2所示。图1.1 交流电气化铁路牵引供电系统

图1.2 城市轨道交通牵引供电系统二、牵引网供电方式 1. 交流电气化铁路交流电气化铁路牵引网供电方式大体上可分为三种：直接供电方式（包括带回流线的直接供电方式）、BT 供电方式和AT 供电方式。（1）直接供电方式直接供电方式又可分为不带回流线直接供电方式(图2.1 和带回流线的直接供电方式(图2.2 两种。图2.1 不带回流线的直接供电方式

图2.2 带回流线的直接供电方式不带回流线的直接供电方式在我国早期的电气化铁路中采用，机车电流完全通过钢轨和大地流回牵引变电所，牵引网本身不具备防干扰功能。在接地方面，每根支柱需单独接地（设接地极或通过火花间隙），或者通过架空地线实现集中接地（架空地线不与信号扼流圈中性点连接）。带回流线的直接供电方式，机车电流一部分通过钢轨和大地流回牵引变电所（约70%），其余通过回流线流回牵引变电所（约30%）。由于流经接触网的电流和流经回流线的电流虽然大小不等，单方向相反，且安装高度比较接近，两者对铁路沿线通讯设施的电磁干扰影响趋于抵消，因此牵引网本身具备防干扰功能。在接地方面，接触网支柱通过回流线实现集中接地，回流线每隔一个闭塞分区通过吸上线（铝芯或铜芯电缆，常用VLV-70和2xVLV-150）与信号扼流圈中性点连接（吸上线间距3～4km ）。（2） BT 供电方式 BT （Boost Transformer）供电方式又称吸流变压器供电方式，也是在我国早期电气化铁路中有采用，其主要目的是为了提高牵引网防干扰能力，但随着通讯线路电缆化和光缆化，防干扰矛盾越来越不突出，其生命力也已大大降低，该种供电

城市轨道交通交直流统一的牵引供电计算

第38卷第8期电力系统保护与控制Vol.38 No.8 2010年4月16日Power System Protection and Control Apr.16, 2010 城市轨道交通交直流统一的牵引供电计算刘炜，李群湛，陈民武 (西南交通大学电气工程学院，四川成都 610031) 摘要：针对城轨牵引供电计算现状，即一般将交流系统等效至直流侧进行计算或者交直流侧分开迭代，简化了交直流系统的内在联系，在一定程度上影响计算的精度，探讨了一种基于整流机组模型的城轨牵引供电系统交直流统一的牵引供电计算方法，并采用改进的牛顿-拉夫逊法和高斯-赛德尔法求解，利用10节点直流牵引供电系统进行了验证。提出的交直流统一的牵引供电计算方法已成功应用在城轨牵引供电仿真系统中。关键词: 城市轨道；牵引供电计算；仿真分析 Study of unified AC / DC power flow in DC traction power supply system LIU Wei, LI Qun-zhan, CHEN Min-wu (School of Electric Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China) Abstract：Traditional power flow for DC traction power supply system usually carries out at DC traction side or executes separately at AC/DC sides, which simplifies the internal relationship and reduces the calculation precision. Through analyzing the model of parallel-connected 12 pulse uncontrolled rectifier, a unified AC/DC power flow for DC traction power system based on improved Newton-Raphson method and Gauss-Seidel method is discussed and applied in 10-node hybrid traction power supply system for practical verification. The unified AC/DC power flow algorithm has been successfully applied in simulation system of DC traction power supply system. Key words：urban railway; traction power calculation; simulation analysis 中图分类号： U231.92; TP391 文献标识码：A 文章编号： 1674-3415(2010)08-0128-06 0 引言牵引供电计算在城轨供电系统的设计工作中占有极其重要的地位，是进行供电系统设计必须的一项工作，它关系到供电系统构成、牵引供电方式、变电所设置等多项系统设计的关键因素。国内外众多学者对城轨牵引供电计算进行了深入的研究。Tylavsky对6脉波整流机组建立功率电压方程，采用牛顿-拉夫逊法求解牵引供电系统交直流混合潮流[1]。Yii-Shen Tzeng指出直流牵引供电系统中R/X较大，忽略换相电阻会导致潮流计算误差，其建立的6脉波整流机组模型中详细考虑了换相电阻和精确的基波电流，并提出一种城市轨道交直流统一的潮流计算方法[2]。蔡炎等建立了考虑复杂地网模型的多支路直流牵引供电网络模型，并采用节点电压法进行数值求解[3]。C.S.Chen，Y.S Tzeng分析了12脉波整流机组带平衡电抗器和不带平衡电抗器，各工作模式下的基波、谐波数学模型[4-5]。王晓东基于CAD技术、电路网络理论提出了一种城轨牵引供电系统仿真方法，这种研究方法成功应用在上海地铁1号线、2号线、东方明珠线的牵引供电系统研究中[6]。于松伟、史凤丽建立了牵引网动态模型，采用回路法求解牵引供电系统，并开发了城市轨道交通牵引供电仿真软件URTPS[7]。刘海东将列车牵引计算和供电计算结合，建立了实时计算牵引变电所负荷过程的供电仿真系统[8]。刘学军提出了城轨牵引供电计算的RS模型及其算法[9]。目前比较成熟的直流牵引供电系统仿真分析软件有Carnegie-Mellon大学的EMM [10]；ELBAS针对城轨牵引供电系统仿真的SINANET [11]，该系统国内设计院均有引进。国内的一些设计院和科研所也自行研发了仿真分析设计软件。城轨牵引供电计算一般将交流侧等效至直流侧进行或者交、直流侧分开迭代。实际上城轨供电系统是一混合系统，交直流互相耦合，相互影响。本文在12脉波整流机组模型的基础上，提出城市轨道

地铁和电气化铁路的牵引供电系统对比分析

地铁和电气化铁路的牵引供电系统有很大区别下面就通过对电气化铁道与城轨交通供电方式比较分析来进一步说明两者供电方式的异同。以帮助人们进一步了解。 1铁路牵引供电系统的供电方式 1.1 直接供电方式电气化铁路采用工频单相交流电力牵引制，单相交流负荷在接触网周围空间产生交变电磁场，从而对附近通信设施和无线电装置产生一定的电磁干扰。我国早期电气化铁路（如宝成线、阳安线）建设时，处于山区，地方通信技术不发达，铁路通信采用高屏蔽性能的同轴电缆，接触网产生的电磁干扰影响极小，不用采取特殊防护措施，因此上述单边供电方式亦称为直接供电方式（简称TR供电方式）。随着电气化铁路向平原和大城市发展，电磁干扰矛盾日显突出，于是在接触网供电方式上采取不同的防护措施，便产生不同的供电方式。目前有所谓的BT、AT和DN供电方式。从以下的介绍中可以看出这些供电方式有一个共同特点，即在接触网支柱田野侧，与接触悬挂同等高度处都挂有一条附加导线。电力牵引时，附加导线中通过的电流与接触网中通过的牵引电流，理论上讲（或理想中）大小相等、方向相反，从而两者产生的电磁干扰相互抵消。但实际上是做不到的，所以不同的供电方式有不同的防护效果。如图所示；直接供电方式 1.2 吸流变压器（BT）供电方式这种供电方式，在接触网上每隔一段距离装一台吸流变压器（变比为1:1），其原边串入接触网，次边串入回流线（简称NF线，架在接触网支柱田野侧，与接触悬挂等高），每两台吸流变压器之间有一根吸上线，将回流线与钢轨连接，其作用是将钢轨中的回流“吸上”去，经回流线返回牵引变电所，起到防干扰效果。由于大地回流及所谓的“半段效应”，BT供电方式的防护效果并不理想，加之“吸——回”装置造成接触网结构复杂，机车受流条件恶化，近年来已很少采用。如图所示吸流变压器（BT）供电方式

电气化铁道供电比赛试题及答案

电力牵引供变电技术比赛试卷一、判断题（每小题2分，共30分） 1．我国电气化铁道牵引变电所由国家区域电网供电。（√）2．超高压电网电压为220kv—500kv。（×）3．采用电力牵引的铁路称为电气化铁路。（√）4．我国电气化铁道牵引变电所供电电压的等级为110kv—220kv。（√）5．电力系的电压波动值：就是电压偏离额定值或平均值的电压差。（√）6．电力牵引的交流制就是牵引网供电电流为直流的电力牵引电流制（×）7．由于铁路电力牵引属于二级负荷，所以牵引变电所须由两路高压输电线供电。（×）8．单相结线牵引变电所的优点之一是：牵引变压器的容量利用率（额定输出容量与额定容量之比值）可达100%。（√）9．单相结线牵引变电所的优点之一是：对电力系统的负序影响最小。（×）10．我国电气化铁路采用工频单相25 kV交流制。（√）11．对于三相YN，dll结线牵引变压器当两供电臂负荷电流大小相等时，重负荷绕组的电流大约是轻负荷绕组的电流的3倍。（√）12．三相YN，d11结线牵引变电所的缺点之一是：不能供应牵引变电所自用电和地区三相电力。（×） 13．斯科特结线牵引变电所的优点之一是：当M座和T座两供电臂负荷电流大小相等、功率因数也相等时，斯科特结线变压器原边三相电流对称，不存在负序电流。（√）14．单边供电:接触网供电分区由两个牵引变电所从两边供应电能。（×）15．最简单的牵引网是由馈电线、接触网、轨道和大地、回流线构成的供电网的总称。（√）二．填空题（每小题2分） 1．通常把发电、输电、变电、配电、用电装置的完整工作系统称为电力系统。 2.牵引变电系统由牵引变电所、接触网、馈电线、回流线、轨道、分区所、开闭所、自耦变压器站、分段绝缘器和分相绝缘器等组成。供电方式一般在重载铁路、高速铁路等负荷大的电气化铁路上采用。 4.分相绝缘器的作用是：串在接触网上，把两相不同的供电区分开，并使机车平滑过渡；主要用在牵引变电所出口处和分区所处。

城市轨道交通供电系统讲义

第二章城市轨道交通供电系统描述 ●第一节供电系统的组成与功能 ●地铁供电系统是为地铁运营提供所需电能的系统，它不仅为地铁电动列车提供牵引用电，而且还为地铁运营服务的其它设施提供电能，如照明、通风、空调、给排水、通信、信号、防灾报警、自动扶梯等。 ●地铁供电系统一般包括外部电源、主变电所（或电源开闭所）、牵引供电系统、动力照明供电系统、电力监控系统。其中，牵引供电系统包括牵引变电所和牵引网，动力照明供电系统包括降压变电所和动力照明配电系统。幻灯片26 ●地铁系统是一个重要的用电负荷。按规定应为一级负荷，即应由两路电源供电，当任何一路电源发生故障中断供电时，另一路应能保证地铁重要负荷的全部用电需要。在地铁供电系统中牵引用电负荷为一级负荷，而动力照明等用电负荷根据它们的实际情况可分为一级、二级或三级负荷。地铁外部电源供电方案，可根据实际情况不同分为集中供电方式、分散供电方式和混合供电方式。幻灯片27 第二节变电所的分类 ●地铁供电系统中一般设置三类变电所，即主变电所（分散式供电方式为电源开闭所）、降压变电所及牵引降压混合变电所。 ●主变电所是指采用集中供电方式时，接受城市电网35kV及以上电压等级的电源，经其降压后以中压供给牵引变电所和降压变电所的一种地铁变电所。 ●降压变电所从主变电所（电源开闭所）获得电能并降压变成低压交流电。 ● 幻灯片28 ●牵引变电所从主变电所（电源开闭所）获得电能，经过降压和整流变成电动列车牵引所需要的直流电。 ●主变电所：专为城市轨道交通系统提供能源的枢纽。 ●牵引变电所：为列车提供适应的电源。 ●降压变电所（配电变电所）：为车站、隧道动力照明负荷提供电源。幻灯片29 第四节供电系统主要运行方式 ● 1 10kV系统运行方式 ● 1.1 正常运行方式 ●变电所10kV母联开关和开闭所间联络开关均处于打开状态，每座变电所由2回电源供电，两段10kV母线分列运行。变电所由开闭所按不同的供电分区供电。 1.2 其它运行方式 1.2.1 故障或检修运行方式开闭所一回10kV外电源退出时的运行方式时，合上开闭所母联开关，由另一回10kV外电源向该开闭所供电范围内所有变电所供电。非开闭所一回10kV进线电源退出运行时，合上该变电所母联开关，由另一回10kV进线电

北交大牵引供电系统作业2

北交大17春《牵引供电系统》第二次作业参考答案（2018年10月6日----2018年11月6日） 1. 电气化铁道牵引变压器的接线方式有哪些？各有何特点？ 2. 当前高速铁路普遍采用的变压器接线方式是哪一种？为什么？ 3. 变压器的计算容量，校核容量，最大容量，安装容量有何不同？ 4. 变压器的过负荷能力对变压器容量有和影响？ 5. 变压器的备用方式对变压器容量的选择有何影响？当前高速铁路采用的是那种备用方式？ 6.计算题：沪宁线（单线考虑）某变电所（镇江变电所）供电分区内：列车运行密度N=25对/天，假设每列列车牵引能耗A=1750KVAH ，所有列车累计运行时间56min,供电分区内有6个车站，该变电所采用三相变压器，固定备用，请确定该变电所的安装容量。 7、牵引网阻抗是什么？牵引网阻抗包含哪些回路，请画出单线铁路等值电路图。 8、牵引网阻抗的影响因素是什么？ 9、如何计算牵引网阻抗？ 10、计算牵引网阻抗有何意义？ 11、如何测量牵引网阻抗？ 12、计算：新建合肥至上海（按单线考虑）客专，接触网采用 GJ-70+GLCA100/215 已知数据：导线有效电阻R1=0.184欧/公里，当量系数A=0.95 计算半径9.025毫米；等导线有效电阻R1=0.184欧/公里，当量系数A=0.95 承力索GJ-70计算参数：有效电阻R2=1.93欧/公里，当量系数A=0.95 计算半径5.75毫米；等导线有效电阻R2=0.184欧/公里，当量系数B=0.1 导线高度H1=6200毫米；结构高度h=1500毫米；驰度f=700毫米钢轨参数：有效电阻R3=0.18欧/公里；计算半径96.5毫米；当量系数A=0.16；等值半径15.4毫米；大地土壤电导率410/cm α-=Ω? 试计算牵引网阻抗。

哈大电气化铁路牵引供电系统情况介绍

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哈大电气化铁路牵引供电系统情况介绍哈大铁路为中国铁路网中一条重要干线，贯穿哈尔滨、长春、沈阳、大连四大枢纽，始建于1898年，为双线铁路，线路全长946.5公里。在东北乃至全国铁路运输中具有十分重要的地位。国家计委于1990年12月31日批准对哈大铁路进行电气化技术改造。2001年8月18日开通沈阳至哈尔滨段，11月30日开通沈阳至大连段，既全线开通运行。哈大电气化铁路是我国首次系统引进具有国际先进水平的德国技术、设备和管理模式，其牵引供电系统适应200km/h高速铁路。牵引供电系统新建牵引变电所17座，架设接触网3314条公里，RTU135个，隔离开关900余台，远动控制系统设置1个主控中心和4个分控中心，设置抢修基地4个，引进接触网动态检测车1辆。开通之初成立了哈尔滨、长春、沈阳、大连4个供电中心，随着铁路改革的深入，维修体制也几经变化，现全线由沈哈两局的沈阳、长春、哈尔滨供电段担负运营管理工作。哈大电气化工程系统引进规模大，设备技术水平新，建设速度快，自全线开通至今，系统设备性能稳定，总体质量优良，达到了项目引进的预期目的。现全面介绍如下：一、哈大牵引供电系统特点（一）供电方式 1、全线采用220/27.5kv单相变压器供电，牵引变压器利用率高，变电所接线简洁，接触网电分相数目少，适应高速、繁忙区段。两路进线电源，设有跨桥连接，两台主变压器互为备用。 2、采用带回流线上下行全并联直接供电方式。上下行正线的接触网在车站通过一个带短路报警互感器的柱上开关进行并联。为了改善接触网的电传输特性，沿正线贯通架设加强线和回流线，每隔1500米加强线和回流线进行一次电连接，可每隔300米上下行的回流线并联一次，以明显降低接触网阻抗值和电压降，从而加大变电所的间距，减少牵引变电所的数量，节省了工程投资，降低了运营成本。

城市轨道交通牵引供电实训系统资料

1系统概述 (3) 2系统设计 (7) 2.1系统设计效果图 (7) 2.2系统功能模块组成 (8) 2.2.1变电所硬件设备实物 (8) 2.2.2网络化交互式实训系统 (8) 2.2.3教员监控与管理系统 (8) 2.2.4供电调度实训系统的通信接口和接口协议 (9) 2.3系统设计思路 (9) 2.3.1实物设备与虚拟变电所相结合 (9) 2.3.2采用情景化专家引导实训模式 (10) 2.3.3数字化三维场景与主电气图仿真 (10) 2.3.4构建全真虚拟变电所 (11) 2.3.5接口 (15) 2.4一次系统整体设计 (15) 2.5二次系统工作条件模拟方案 (17) 2.6实物设备与仿真设备之间的联动 (18) 2.6.1电信号模拟数字化微处理工控机 (18) 2.6.2终端控制逻辑服务器 (18) 2.6.3仿真主变中主变差动、综合测控、主变本体、主变后备

18 2.6.4实物开关柜中智能模块 (19) 2.6.5控制台服务器系统 (19) 2.6.6自动化电力调度系统 (19) 2.6.7电气故障模拟及诊断系统 (20) 3教学培训实现 (24) 3.1变电所综合自动化 (24) 3.1.1系统总述 (24) 3.1.2系统结构 (26) 3.1.3系统功能 (26) 3.1.4系统控制、监视、测量范围 (29) 3.1.5电力调度中心主站系统 (30) 3.1.6SCADA系统复示终端 (32) 3.2网络化交互式演练系统设计方案 (38) 3.2.1网络化交互式演练系统 (38) 3.2.2系统概况 (40) 3.2.3系统实训功能 (40) 3.3教员监控与管理系统 (43)

《电气化铁道供电系统》复习题及答案

《电气化铁道供电系统》复习题及答案－（电气学院吴命利） 1、用一句话来描述电气化铁路牵引负荷的特点？答：波动剧烈的大功率单相不平衡非线性负荷。 2、交直交动车组同传动交直传动电力机车相比电气负荷有何特点？答：（1）负荷功率大；（2）功率因数高；（3）谐波含量低；（4）能全功率范围再生制动。 3、干线铁路有哪几种供电制式？（1）直流制（DC3kV，DC1500V）；（2）低频单相交流制（15kV，16.67Hz）；（3）工频单相交流制（50/60Hz，25kV） 4、我国干线电气化铁路采用何种制式？ 25kV工频（50Hz）单相交流制 5、电气化铁道从可靠性要求看是电力系统的几级负荷？一级负荷 6、电气化铁道从供电系统角度如何保证供电可靠性？（1）牵引变电所采用两回独立进线；（2）牵引变电所采用2台主变压器，固定备用；（3）分区所可以实现越区供电。 7、交流牵引网有哪几种供电方式？（1）直接供电方式；（2）带回流线的直接供电方式；（3）吸流变压器供电方式；（4）自耦变压器供电方式；（5）同轴电缆供电方式 8、高铁牵引网采用何种供电方式？它有何好处？答：全并联AT供电方式。牵引网阻抗低，输送功率大，供电臂距离长，能有效降低对外界电磁干扰。 9、牵引网额定电压是多少？正常工作范围是多少？ 25kV，20～27.5kV。 10、我国高铁牵引变电所间距是多少？ 50～60km。 11、我国高铁牵引变电所进线电压等级是多少？

多为220kV，郑西客专有2个所采用330kV。 12、我国高铁主要采用哪种接线的牵引变压器？答：单相（单相三绕组）接线和单相组合式V/X接线。 13、牵引变电所二次设备额定电压为什么比牵引网额定电压高10％？答：变压器二次侧额定电压是空载时的电压，之所以高10％是为了保证在有负荷电流时，抵消阻抗产生的电压损失，使列车能获得接近额定值的平均电压。 14、变电所防雷设备有哪些？答：避雷器，避雷针，抗雷圈 15、变电所如何补偿机车的无功功率？答：在牵引母线上安装并联补偿电容器组。 16、并联补偿电容支路为何要串联一定电感值的电抗器？答：（1）抑制合闸冲击；（2）防止谐波放大。 17、高铁接触悬挂有哪几种型式？答：（1）简单链型悬挂；（2）弹性链型悬挂；（3）复链型悬挂。 18、我国高铁主要采用何种接触网选挂型式？答：弹性链型悬挂。 19、接触线补偿下锚的目的何在？答：给接触线施加恒定张力，自动补偿线索的热胀冷缩，保持接触线弹性均匀。 20、我国高铁接触线采用何种型号？张力施加多大？答：CuMg150，27kN。 21、我国新建高速铁路在车网电气匹配方面出现了哪些新问题？如何有效解决？答：（1）车网高次谐波谐振；（2）车网电压振荡、牵引封锁。改进机车车辆的控制，改善其电气负荷特性，地面采取适当抑制措施。 22、目前有哪几种自动过分相技术。答：（1）车载断电自动过分相；（2）柱上开关自动过分相；（3）地面自动过分相。