电气化铁路供电系统(PPT40页).pptx
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电气化铁路供电系统教材
谐波问题 整改措施：在牵引变电所增加滤波器 （单调谐滤波器、高通滤波器），存在 增加投资的问题。 限制：谐波电流问题一直是铁路部门 和电力部门之间争论的焦点问题。
负序电流问题 牵引供电系统的负荷为单相负荷，导致 从电力系统三相去用的电能不平衡，从而向 电力系统注入负序电流。 负序电流的危害：降低用户电能的利用 率，引起用户旋转电机转子表面温升过高。 整改措施：牵引供电系统采用换相方式 接入电力系统，采用新型供电方式。 限制：电力部门一直在对牵引供电系统 注入电力系统的负序电流进行限制。
2 牵引网 通常，将接触网、钢轨、回流线构成的线路称为牵引网。接触网 和钢轨是牵引网的主体。 接触网（图3-54）是架设在电气
化铁路上空，向电力机车供电的一种
特殊形式的输电线路，其质量和工作 状态直接影响电气化铁路的运输能力。 接触网根据其接触悬挂类型，可 以分为简单接触悬挂和链形接触悬挂 两类。
• 供电能力：满足在不同牵引工况下电能的输 送。关键点：牵引供电臂末端电压水平。 • 运行方式的灵活性：在确保供电的前提下， 为设备的检修、运行方式的调整等提供灵活 的操作方式。改变运行方式的动作迅速。 • 完备的确保一次系统运行可靠性的措施。
目前牵引供电系统面临的主要问题： • 谐波问题 • 负序电流问题 • 功率因数问题 • 机车过分相问题 • 接地问题 • 继电保护问题 • 弓网关系问题 • 绝缘配合问题 • 电磁兼容问题
功率因数问题 列车从牵引供电系统取用的电能会随着 列车牵引定数、路况（限坡、弯道）、运行 图、司机操作技术等因素的影响，因此改变 列车取用的有功功率和无功功率，导致功率 因素发生变化。 电力部门要求大工业用户的功率因数达 到0.9以上，高出部分奖励、低于该数值将罚 款。 整改措施：加功率因数补偿装置，困难 在于负荷波动导致功率因数大范围波动，难 以达到理想的补偿效果。
铁路电务系统电气化安全知识培训ppt课件
在道口限界门右侧杆上，供电段设有上
述规定内容的标示牌，要求机动车辆司机和 行人严格遵守。
5．在接触网支柱及接触网带电部分5m 范围内的金属结构上均需装设接地线。天桥 及跨线桥靠近跨越接触网的地方，必须设置 安全栅网，因天桥、跨线桥等跨越接触网的 地方，距离带电部分较近，容易发生触电事 故，为了确保人身安全，设置安全栅网以屏
铁路电气化区段 人身安全和作业
安全
2024/2/22
2
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
在电气化铁路送电开通使用初期，由于部
分职工和沿线居民对接触网及其相连接的零 部件带有25kV高压电的情况不甚了解，对高 压电严重威胁人身安全的危险性认识不足， 自我人身安全保护意识不强，曾多次发生路 内外人员直接或间接使用非绝缘器件碰触带 电接触网设备，造成人员意外触电伤亡的事 故。
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认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
低压指对地电压在250V及以下，如
380/220V三相四线制居民生活用电线路、直 流220/110V电源等。
高压指对地电压在250V以上，如l0kV电力 线路、25kV接触网线路等。
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认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
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认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
电气化铁道牵引供电系统
1881年世界第一条商业运营的电气化铁路
第一部分：交流牵引供电系统概述
1.2 我国电气化铁路的发展
第一条干线电气化铁路---宝成线（1975年） 第一条全线一次电气化完成铁路---阳安线（1978年）
第一条双线电气化铁路---石太线（1982年） 第一条采用AT供电方式的电气化铁路---京秦线 （1985年）
第一部分：牵引供电系统概述
1.5 BT(吸流变压器)供电方式
BT供电方式示意图 ● 防干扰效果好； ● 牵引网阻抗偏大（以链形悬挂牵引网为例，牵引网单位等效阻抗会增大约50%）： ● 电力机车过BT时，易产生电弧； ● 增加了接触网的维修工作量和事故率，可靠性较低。
第一部分：牵引供电系统概述
1.6 带回流线的直接供电方式(TRNF)
电气化铁道牵引供电系统
主要内容
第一部分：交流牵引供电系统概述 第二部分：牵引变压器接线 第三部分：电气化铁路负荷特性 第四部分：变电所主接线及平面布置 第五部分：保护配置及综合自动化系统 第六部分：朔黄铁路扩容工程设计技术标准
第一部分：交流牵引供电系统概述
1.1 电气化铁路的诞生与早期发展
1825年英国修建了世界上第一条铁路 1879年世界上第一次采用电力牵引列车
第二部分：牵引变压器接线
2.3 V结线牵引变压器
A
BC
A
C
A
B
BC
A1
X1 A2
X2
a
b
c
单相V/v结线
a1
x1 a2
x2
三相V/v结线
特点： ● 接线简单、可靠性高、工程 投资低； ● 安装容量小、电能损耗小、运营费用低； ● 变压器容量利用率为100％； ● 能为变电所提供三相电源； ● 对电力系统的负序影响较小，负序功率等于牵引负荷功率的50%；
第一部分：交流牵引供电系统概述
1.2 我国电气化铁路的发展
第一条干线电气化铁路---宝成线（1975年） 第一条全线一次电气化完成铁路---阳安线（1978年）
第一条双线电气化铁路---石太线（1982年） 第一条采用AT供电方式的电气化铁路---京秦线 （1985年）
第一部分：牵引供电系统概述
1.5 BT(吸流变压器)供电方式
BT供电方式示意图 ● 防干扰效果好； ● 牵引网阻抗偏大（以链形悬挂牵引网为例，牵引网单位等效阻抗会增大约50%）： ● 电力机车过BT时，易产生电弧； ● 增加了接触网的维修工作量和事故率，可靠性较低。
第一部分：牵引供电系统概述
1.6 带回流线的直接供电方式(TRNF)
电气化铁道牵引供电系统
主要内容
第一部分：交流牵引供电系统概述 第二部分：牵引变压器接线 第三部分：电气化铁路负荷特性 第四部分：变电所主接线及平面布置 第五部分：保护配置及综合自动化系统 第六部分：朔黄铁路扩容工程设计技术标准
第一部分：交流牵引供电系统概述
1.1 电气化铁路的诞生与早期发展
1825年英国修建了世界上第一条铁路 1879年世界上第一次采用电力牵引列车
第二部分：牵引变压器接线
2.3 V结线牵引变压器
A
BC
A
C
A
B
BC
A1
X1 A2
X2
a
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单相V/v结线
a1
x1 a2
x2
三相V/v结线
特点： ● 接线简单、可靠性高、工程 投资低； ● 安装容量小、电能损耗小、运营费用低； ● 变压器容量利用率为100％； ● 能为变电所提供三相电源； ● 对电力系统的负序影响较小，负序功率等于牵引负荷功率的50%；
1.2电气化铁道供电系统
第二节电气化铁道供电系统我国电气化铁路(接触网)采用单相工频交流制，额定电压为25kV。
一、电气化铁道供电系统的构成电气化铁道供电系统由一次供电系统和牵引供电系统组成。
电气化铁道供电系统的简单构成如图1-2所示。
（一）、一次供电系统一次供电系统是指电力系统向电气化铁道的供电部分。
在我国，电力系统通常以110kV 的电压等级向电气化铁道供电。
图1-2中，1为区域变电站或发电厂，2为三相交流高压输电线，这两部分即为电气化铁道的一次供电系统。
（二）、牵引供电系统完成对电力机车供电的属于铁路部门管辖的装置称为电气化铁道的牵引供电系统。
如图1-2，它由牵引变电所3、馈电线4、接触网5、钢轨6和钢轨回流线7等组成。
电力部门管辖的电力系统与铁路部门管辖的牵引供电系统是在牵引变电所高压进线的门形架处分界。
现将牵引供电系统各部分的功用简述如下：1．牵引变电所牵引变电所的作用是将110kV(或220 kV)三相交流高压电变换为27.5(或55)kV，然后以27.5(或55)kV的电压等级向牵引网供电。
2．接触网接触网是一种悬挂在电气化铁道线路上方，并和铁路轨顶保持一定距离的链形或单导线的输电网。
电力机车的受电弓和接触网滑动接触取得电能。
接触网的额定电压为25kV，如图1-2中5所示。
3．馈电线馈电线是连接牵引变电所和接触网的导线，把牵引变电所变换后的电能送到接触网。
馈电线一般为大截面的钢芯铝绞线，如图1-2中4所示。
4．轨道在非电牵引情形下，轨道只作为列车的导轨。
在电气化铁道，轨道除仍具上述功用外，还需要完成导通回流的任务，是电路的组成部分。
因此，电气化铁道的轨道应具有畅通导电的性能。
5．回流线连接轨道和牵引变电所中主变压器接地相之间的导线称为回流线，它也是电路的组成部分，其作用是将把轨道、地中的回路电流导入牵引变电所，如图1-2中7所示。
从图1-2可以看出，牵引供电回路是：牵引变电所→馈电线→接触网→电力机车→钢轨和大地→回流线→牵引变电所。
电气化铁路知识(学习)PPT课件
第一章
电气化铁 路的组成
交直型电力机车 电力机车从接触网取得25kV工 频单相交流电，经车载变压器 降压为1500V，整流后向牵引 电动机供电。我国目前主要采 用交直型电力机车，今后将逐 渐淘汰，更换为交直交型电力 机车。交直型电力机车工作原 理如右图所示：
受电弓 车载变压器
钢轨
交流25kV 接触网
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3 改道
在电气化铁路区段改道时除按单项作业要求作业外， 还应注意： ⑴在轨道电路上改道，撬棍必须套上绝缘套管。 ⑵道尺和改道器必须绝缘。 ⑶新安装的绝缘轨距杆，应预先请电务工区检测其 绝缘程度是否符合要求，线路上的绝缘轨距杆也应 工电分工进行解体测试。 在遇有防爬器、信号过道车连接线和接地线的枕木 盒内不要安装轨距杆，尽量错开一孔。道岔尖轨前 一孔枕木盒内有支架电锁箱的角钢，也不要在此孔 安装轨距杆。 ⑷在绝缘接头处改道，道钉必须“反打”，使钉帽 头不接触绝缘夹板。绝缘接头螺栓松动应找信号工 区配合进行拧紧工作。
第一章
电气化铁 路的组成
牵引变电所 牵引网
牵引供 电系统
电气化铁路组 成
电力机车及动车组
4
1 电力机车
电力机车的工作原理：接触网上的交流电，经受电弓进人机车后经过主断路器再进人 主变压器，从主变压器的牵引绕组经过硅机组整流后，向六台分两组并联的牵引电机 集中供应直流电，使牵引电机产生转矩，将电能转变为机械能，经过齿轮的传动驱动 机车转动。电力机车分类：由于电流制不同，分为三类：直—直电力机车、交—直电 力机车、交—直—交电力机车。
交流电机 辅助回路
交直交型电力机车工作原理图
7
交直交机车采用四象限整流，通过GTO 或IGBT控制导通和关断角来控制机车的 出力，可分别控制导通和关断机车主变 压器的若干个低压绕组的整流，使电流 波形逼近正弦波，且电流与电压的相位 基本同步。所以，交直交型电力机车的 谐波含量很小、功率因数高。
#011：电气化铁路供电系统
机车在过电分相时，其过程可举例 说明为：受电弓由带电的接触导线（a 相）滑入中性段，中性段由两台断路器 分别连接到分相两侧的带电部分，在机 车进入中性段时，先使中性段带电（a 相），当机车接近分相另一侧带电导线 （b相）时，断开a相电，延时使中性段 带b相电，保证机车顺利运动到b相。
图3-53 电力牵引系统的组成
1 牵引变电所
（1）定义 牵引变电所是设置于电气化铁路沿线，安装有受电、变电、配电 设备的建筑物。 （2）任务 牵引变电所的任务是将电力系统高压输电线输送来的110千伏 （或220千伏）的三相交流电，变压为27.5千伏的单相交流电，向其 邻近区间和所在站场线路的接触网送电，保证可靠而又不间断地向接 触网供电。 （3）设备 在牵引变电所里，主要设有主变压器、电压互感器、电流互感器、 高压断路器、各种高压隔离开关以及避雷器等电气设备。
• 供电能力：满足在不同牵引工况下电能的输 送。关键点：牵引供电臂末端电压水平。
• 运行方式的灵活性：在确保供电的前提下， 为设备的检修、运行方式的调整等提供灵活 的操作方式。改变运行方式的动作迅速。
• 完备的确保一次系统运行可靠性的措施。
目前牵引供电系统面临的主要问题： 谐波问题 负序电流问题 功率因数问题 机车过分相问题 接地问题 继电保护问题 弓网关系问题 绝缘配合问题 电磁兼容问题
对牵引供电系统的基本要求：
可靠性：一级负荷、电源为双电源、电源接入 电压等级高（110kV、220kV、330kV）、两座 主变压器、馈出断路器备用。可靠性薄弱环 节：接触网系统（无备用、在运动中列车作 用下容易发生故障）。弥补措施：必要时实 施越区供电（越区供电时，由于供电能力不 足，列车无法按正常运行图运行）。
电力部门要求大工业用户的功率因数达 到0.9以上，高出部分奖励、低于该数值将罚 款。
电气化铁路供电系统(PPT40页)
• 供电能力：满足在不同牵引工况下电能的输 送。关键点：牵引供电臂末端电压水平。
• 运行方式的灵活性：在确保供电的前提下， 为设备的检修、运行方式的调整等提供灵活 的操作方式。改变运行方式的动作迅速。
• 完备的确保一次系统运行可靠性的措施。
目前牵引供电系统面临的主要问题：
• 谐波问题 • 负序电流问题 • 功率因数问题 • 机车过分相问题 • 接地问题 • 继电保护问题 • 弓网关系问题 • 绝缘配合问题 • 电磁兼容问题
谐波问题
整改措施：在牵引变电所增加滤波器 （单调谐滤波器、高通滤波器），存在 增加投资的问题。
限制：谐波电流问题一直是铁路部门 和电力部门之间争论的焦点问题。
负序电流问题
牵引供电系统的负荷为单相负荷，导致 从电力系统三相去用的电能不平衡，从而向 电力系统注入负序电流。
负序电流的危害：降低用户电能的利用 率，引起用户旋转电机转子表面温升过高。
3、新型的轨道电路应用要求钢轨对地 的阻抗要足够大，这使得轨道对地电压水平 难以降低。
接地的目的： 1、泄流（雷电流、工频电流）； 2、限制地电位、相关设备电位升
高，确保人员、设备安全。 接地系统的评估指标：
1、接地电阻； 2、轨道电位、跨步电压。
对接地系统要求的技术指标：
欧标规定接触电压和轨道电位値（EN50122-1）
接触网系统是无备用系统。
机车通过受电弓与接触网滑动连接，取 得电能。
机车在运动过程中，存在不同方向的振 动，这些振动通过受电弓传递到接触网，接 触网随之振动。
良好的弓网关系是接触网振动特性和受 电弓振动特性一致，两者之间为一各随动系 统，使接触网和受电弓保持良好的接触。
问题：
1、接触网的振动特性受到很多因素的 影响，如导线的材料、接触网的结构形式等， 使得受电弓与接触网之间存在短暂的脱离现 象（离线），当受电弓与接触网处于离线状 态时，将出现拉弧现象；
电气化铁道概述PPT课件
第一章 接触网设备与结构
第一节 电气化铁道概述
项目一 电气化铁道组成及受电弓基本参数 项目二 供电方式 项目三 接触网组成 项目四 接触悬挂的类型
1 2024/1/6
第一节 电气化铁道概述
项目一 电气化铁道组成及受电弓基本参数
1．火车的发明
1825年9月27日，世界上第一条行驶蒸汽机车的永久性公用 运输设施，英国斯托克顿——达灵顿的铁路正式通车了。在盛况 空前的通车典礼上，由机车、煤水车、32辆货车和1辆客车组成 的载重量约90吨的“旅行”号列车，由设计者斯蒂芬森亲自驾驶， 上午9点从伊库拉因车站出发，下午3点47分到达斯托克顿，共运 行了31.8公里。
应用范围： 在我国很
少采用。
15 2024/1/6
3．越区供电 当某一牵引变电所因故障不能正常供电时，故障变电所担 负的供电臂，经分区亭开关设备与相邻供电臂接通，由相邻牵 引变电所进行临时供电 措施。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
应用范围：
越区供电增大了该变电所主变压器的负荷，对电器设备安
全和供电质量影响较大，因此，只能在较短时间内实行越区供
17 2024/1/6
二、牵引供电系统的供电方式
牵引供电系统可能对临近线路的影响 静电感应电压影响 处于电场内的架空通讯线路将产生静电感应电位 电磁感应影响 观音坝实验：接触网与架空线相距100m，平行长度18.3m， 接触网短路电流 I k＝1140A，实测纵电动势787～824V 杂音干扰 谐波成分在通信中产生感应电压，形成通信中的杂音。
器，其中心抽头与钢轨联结。
23 2024/1/6
自耦变压器供电方式具有良好的防干扰性能 ，但是 也存在半段效应。
图中，AT1 AT2间可以有效消除干扰，但是，AT2和 机车间的干扰不能消除。
第一节 电气化铁道概述
项目一 电气化铁道组成及受电弓基本参数 项目二 供电方式 项目三 接触网组成 项目四 接触悬挂的类型
1 2024/1/6
第一节 电气化铁道概述
项目一 电气化铁道组成及受电弓基本参数
1．火车的发明
1825年9月27日，世界上第一条行驶蒸汽机车的永久性公用 运输设施，英国斯托克顿——达灵顿的铁路正式通车了。在盛况 空前的通车典礼上，由机车、煤水车、32辆货车和1辆客车组成 的载重量约90吨的“旅行”号列车，由设计者斯蒂芬森亲自驾驶， 上午9点从伊库拉因车站出发，下午3点47分到达斯托克顿，共运 行了31.8公里。
应用范围： 在我国很
少采用。
15 2024/1/6
3．越区供电 当某一牵引变电所因故障不能正常供电时，故障变电所担 负的供电臂，经分区亭开关设备与相邻供电臂接通，由相邻牵 引变电所进行临时供电 措施。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
应用范围：
越区供电增大了该变电所主变压器的负荷，对电器设备安
全和供电质量影响较大，因此，只能在较短时间内实行越区供
17 2024/1/6
二、牵引供电系统的供电方式
牵引供电系统可能对临近线路的影响 静电感应电压影响 处于电场内的架空通讯线路将产生静电感应电位 电磁感应影响 观音坝实验：接触网与架空线相距100m，平行长度18.3m， 接触网短路电流 I k＝1140A，实测纵电动势787～824V 杂音干扰 谐波成分在通信中产生感应电压，形成通信中的杂音。
器，其中心抽头与钢轨联结。
23 2024/1/6
自耦变压器供电方式具有良好的防干扰性能 ，但是 也存在半段效应。
图中，AT1 AT2间可以有效消除干扰，但是，AT2和 机车间的干扰不能消除。
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电气化铁路供电系统
一，电气化铁道牵引供电系统设置
将电能从电力系统传送到电力机车的电力设备，总称为电气化铁 道的供电系统。牵引供电系统主要包括牵引变电所和接触网两部分。
供电系统示意图
发电厂(1)发出的电 流，经升压变压器(2)提 高电压后，由高压输电 线(3)送到铁路沿线的牵 引变电所(4)。在牵引变 电所里把电流变换成所 要求的电流或电压后， 经馈流线(5)转送到邻近 区间和站场线路的接触 网(6)上供电力机车使用。
• 供电能力：满足在不同牵引工况下电能的输 送。关键点：牵引供电臂末端电压水平。
• 运行方式的灵活性：在确保供电的前提下， 为设备的检修、运行方式的调整等提供灵活 的操作方式。改变运行方式的动作迅速。
• 完备的确保一次系统运行可靠性的措施。
目前牵引供电系统面临的主要问题：
• 谐波问题 • 负序电流问题 • 功率因数问题 • 机车过分相问题 • 接地问题 • 继电保护问题 • 弓网关系问题 • 绝缘配合问题 • 电磁兼容问题
2 牵引网
通常，将接触网、钢轨、回流线构成的线路称为牵引网。接触网 和钢轨是牵引网的主体。
接触网（图3-54）是架设在电气 化铁路上空，向电力机车供电的一种 特殊形式的输电线路，其质量和工作 状态直接影响电气化铁路的运输能力。
接触网根据其接触悬挂类型，可 以分为简单接触悬挂和链形接触悬挂 两类。
图3-54 接触网
80~100km（AT方式） 相数：单相
主要的牵引供电方式：
• 直供方式、BT供电方式、AT供电方式等。 • AT供电方式的优点：供电距离长、通信干扰小、
供电功率大等。
• 目前常速电气化铁路的供电方式多为直供+回流 线的方式，高速和重载电气化铁路多采用AT供电 方式
对牵引供电系统的基本要求：
• 可靠性：一级负荷、电源为双电源、电源接 入电压等级高（110kV、220kV、330kV）、两 座主变压器、馈出断路器备用。可靠性薄弱 环节：接触网系统（无备用、在运动中列车 作用下容易发生故障）。弥补措施：必要时 实施越区供电（越区供电时，由于供电能力 不足，列车无法按正常运行图运行）。
谐波问题
整改措施：在牵引变电所增加滤波器 （单调谐滤波器、高通滤波器），存在 增加投资的问题。
限制：谐波电流问题一直是铁路部门 和电力部门之间争论的焦点问题。
负序电流问题
牵引供电系统的负荷为单相负荷，导致 从电力系统三相去用的电能不平衡，从而向 电力系统注入负序电流。
负序电流的危害：降低用户电能的利用 率，引起用户旋转电机转子表面温升过高。
谐波问题
无论是整流型机车，还是交-直-交机 车，都会向供电系统注入谐波电流，前 者注入的是低频的谐波电流（以3、5、7 次谐波为主），后者注入的是高频的谐 波电流（以15到21次谐波为主）。
谐波电流注入供电系统带来的危害： 1、对通信设备（系统）、控制设备（系 统）的可靠性带来不利因素；
2、降低用电设备的运行效率。
机车过分相问题
在牵引变电所中，通常是把电力系统的 电能由高压降低为牵引供电系统所需要的电 压，同时把三相系统转变为两相系统，该两 相系统分别向牵引变电所两侧供电，因此， 列车在通过某些点时，需要从一相（如a相） 过渡到另外一相（如b相），在这两相之间需 要设置一个绝缘断口，这就是电分相。
与之相关的还有电分段，在同相之间设 置的绝缘断口。
（4）牵引变电所的供电安全
a）电网向牵引变电所供电：我国电气化铁路为国家一级电力负 荷。因此，每个牵引变电所都采用两路输电线供电，且两路输电线有 各自的杆塔、走线，以保证在一路输电线发生故障时，牵引变电所供 电不致于长时间中断。牵引变电所内还装有各种控制、测量、监视仪 表和继电保护装置等。
b)牵引变电所向接触网供电：目前。供电方式有两种，即单边供 电和双边供电。在单边供电方式下，接触网在相邻两个牵引变电所之 间的中央部位是断开的，将两个牵引变电所之间的接触网分成为两个 供电分区，电力机车只从一个牵引变电所取用电能。单边供电的操作 和保护都比较简单，故障范围也比较小，所以我国电气化铁路接触网 普遍采用单边供电方式。
整改措施：牵引供电系统采用换相方式 接入电力系统，采用新型供电方式。
限制：电力部门一直在对牵引供电系统 注入电力系统的负序电流进行限制。
功率因数问题
列车从牵引供电系统取用的电能会随着 列车牵引定数、路况（限坡、弯道）、运行 图、司机操作技术等因素的影响，因此改变 列车取用的有功功率和无功功率，导致功率 因素发生变化。
图3-53 电力牵引系统的组成
1 牵引变电所
（1）定义 牵引变电所是设置于电气化铁路沿线，安装有受电、变电、配电 设备的建筑物。 （2）任务 牵引变电所的任务是将电力系统高压输电线输送来的110千伏 （或220千伏）的三相交流电，变压为27.5千伏的单相交流电，向其 邻近区间和所在站场线路的接触网送电，保证可靠而又不间断地向接 触网供电。 （3）设备 在牵引变电所里，主要设有主变压器、电压互感器、电流互感器、 高压断路器、各种高压隔离开关以及避雷器等电气设备。
链形接触悬挂是将接触 导线通过吊弦挂在承力索上。
简单接触悬挂是将接触导线 直接固定在支持装置上的悬挂 类型。
图3-55 链形接触悬挂
图3-56 Βιβλιοθήκη 单接触悬挂二牵引供电系统原理概述
图1、牵引供电系统示意图
●牵引供电系统的主要组成部分：
电源进线、牵引变压器、高压开关设备、导线、 绝缘子、电压互感器、电流互感器、避雷器、 馈出线等。 ●牵引供电系统主要指标 供电电压：27.5kV，2×27.5kV 供电频率：50Hz 变电所间距：40~50km（直供方式）
电力部门要求大工业用户的功率因数达 到0.9以上，高出部分奖励、低于该数值将罚 款。
整改措施：加功率因数补偿装置，困难 在于负荷波动导致功率因数大范围波动，难 以达到理想的补偿效果。
交-直-交机车的功率因数基本接近1.0。
但我国电气化铁路仍然存在大量的 交-直机车，所采用的功率因数动态补 偿装置由于电力电子技术、器件造价等 问题，仍然无法大规模应用。
机车在过电分相时，其过程可举例说明 为：受电弓由带电的接触导线（a相）滑入中 性段，中性段由两台断路器分别连接到分相 两侧的带电部分，在机车进入中性段时，先 使中性段带电（a相），当机车接近分相另一 侧带电导线（b相）时，断开a相电，延时使 中性段带b相电，保证机车顺利运动到b相。
一，电气化铁道牵引供电系统设置
将电能从电力系统传送到电力机车的电力设备，总称为电气化铁 道的供电系统。牵引供电系统主要包括牵引变电所和接触网两部分。
供电系统示意图
发电厂(1)发出的电 流，经升压变压器(2)提 高电压后，由高压输电 线(3)送到铁路沿线的牵 引变电所(4)。在牵引变 电所里把电流变换成所 要求的电流或电压后， 经馈流线(5)转送到邻近 区间和站场线路的接触 网(6)上供电力机车使用。
• 供电能力：满足在不同牵引工况下电能的输 送。关键点：牵引供电臂末端电压水平。
• 运行方式的灵活性：在确保供电的前提下， 为设备的检修、运行方式的调整等提供灵活 的操作方式。改变运行方式的动作迅速。
• 完备的确保一次系统运行可靠性的措施。
目前牵引供电系统面临的主要问题：
• 谐波问题 • 负序电流问题 • 功率因数问题 • 机车过分相问题 • 接地问题 • 继电保护问题 • 弓网关系问题 • 绝缘配合问题 • 电磁兼容问题
2 牵引网
通常，将接触网、钢轨、回流线构成的线路称为牵引网。接触网 和钢轨是牵引网的主体。
接触网（图3-54）是架设在电气 化铁路上空，向电力机车供电的一种 特殊形式的输电线路，其质量和工作 状态直接影响电气化铁路的运输能力。
接触网根据其接触悬挂类型，可 以分为简单接触悬挂和链形接触悬挂 两类。
图3-54 接触网
80~100km（AT方式） 相数：单相
主要的牵引供电方式：
• 直供方式、BT供电方式、AT供电方式等。 • AT供电方式的优点：供电距离长、通信干扰小、
供电功率大等。
• 目前常速电气化铁路的供电方式多为直供+回流 线的方式，高速和重载电气化铁路多采用AT供电 方式
对牵引供电系统的基本要求：
• 可靠性：一级负荷、电源为双电源、电源接 入电压等级高（110kV、220kV、330kV）、两 座主变压器、馈出断路器备用。可靠性薄弱 环节：接触网系统（无备用、在运动中列车 作用下容易发生故障）。弥补措施：必要时 实施越区供电（越区供电时，由于供电能力 不足，列车无法按正常运行图运行）。
谐波问题
整改措施：在牵引变电所增加滤波器 （单调谐滤波器、高通滤波器），存在 增加投资的问题。
限制：谐波电流问题一直是铁路部门 和电力部门之间争论的焦点问题。
负序电流问题
牵引供电系统的负荷为单相负荷，导致 从电力系统三相去用的电能不平衡，从而向 电力系统注入负序电流。
负序电流的危害：降低用户电能的利用 率，引起用户旋转电机转子表面温升过高。
谐波问题
无论是整流型机车，还是交-直-交机 车，都会向供电系统注入谐波电流，前 者注入的是低频的谐波电流（以3、5、7 次谐波为主），后者注入的是高频的谐 波电流（以15到21次谐波为主）。
谐波电流注入供电系统带来的危害： 1、对通信设备（系统）、控制设备（系 统）的可靠性带来不利因素；
2、降低用电设备的运行效率。
机车过分相问题
在牵引变电所中，通常是把电力系统的 电能由高压降低为牵引供电系统所需要的电 压，同时把三相系统转变为两相系统，该两 相系统分别向牵引变电所两侧供电，因此， 列车在通过某些点时，需要从一相（如a相） 过渡到另外一相（如b相），在这两相之间需 要设置一个绝缘断口，这就是电分相。
与之相关的还有电分段，在同相之间设 置的绝缘断口。
（4）牵引变电所的供电安全
a）电网向牵引变电所供电：我国电气化铁路为国家一级电力负 荷。因此，每个牵引变电所都采用两路输电线供电，且两路输电线有 各自的杆塔、走线，以保证在一路输电线发生故障时，牵引变电所供 电不致于长时间中断。牵引变电所内还装有各种控制、测量、监视仪 表和继电保护装置等。
b)牵引变电所向接触网供电：目前。供电方式有两种，即单边供 电和双边供电。在单边供电方式下，接触网在相邻两个牵引变电所之 间的中央部位是断开的，将两个牵引变电所之间的接触网分成为两个 供电分区，电力机车只从一个牵引变电所取用电能。单边供电的操作 和保护都比较简单，故障范围也比较小，所以我国电气化铁路接触网 普遍采用单边供电方式。
整改措施：牵引供电系统采用换相方式 接入电力系统，采用新型供电方式。
限制：电力部门一直在对牵引供电系统 注入电力系统的负序电流进行限制。
功率因数问题
列车从牵引供电系统取用的电能会随着 列车牵引定数、路况（限坡、弯道）、运行 图、司机操作技术等因素的影响，因此改变 列车取用的有功功率和无功功率，导致功率 因素发生变化。
图3-53 电力牵引系统的组成
1 牵引变电所
（1）定义 牵引变电所是设置于电气化铁路沿线，安装有受电、变电、配电 设备的建筑物。 （2）任务 牵引变电所的任务是将电力系统高压输电线输送来的110千伏 （或220千伏）的三相交流电，变压为27.5千伏的单相交流电，向其 邻近区间和所在站场线路的接触网送电，保证可靠而又不间断地向接 触网供电。 （3）设备 在牵引变电所里，主要设有主变压器、电压互感器、电流互感器、 高压断路器、各种高压隔离开关以及避雷器等电气设备。
链形接触悬挂是将接触 导线通过吊弦挂在承力索上。
简单接触悬挂是将接触导线 直接固定在支持装置上的悬挂 类型。
图3-55 链形接触悬挂
图3-56 Βιβλιοθήκη 单接触悬挂二牵引供电系统原理概述
图1、牵引供电系统示意图
●牵引供电系统的主要组成部分：
电源进线、牵引变压器、高压开关设备、导线、 绝缘子、电压互感器、电流互感器、避雷器、 馈出线等。 ●牵引供电系统主要指标 供电电压：27.5kV，2×27.5kV 供电频率：50Hz 变电所间距：40~50km（直供方式）
电力部门要求大工业用户的功率因数达 到0.9以上，高出部分奖励、低于该数值将罚 款。
整改措施：加功率因数补偿装置，困难 在于负荷波动导致功率因数大范围波动，难 以达到理想的补偿效果。
交-直-交机车的功率因数基本接近1.0。
但我国电气化铁路仍然存在大量的 交-直机车，所采用的功率因数动态补 偿装置由于电力电子技术、器件造价等 问题，仍然无法大规模应用。
机车在过电分相时，其过程可举例说明 为：受电弓由带电的接触导线（a相）滑入中 性段，中性段由两台断路器分别连接到分相 两侧的带电部分，在机车进入中性段时，先 使中性段带电（a相），当机车接近分相另一 侧带电导线（b相）时，断开a相电，延时使 中性段带b相电，保证机车顺利运动到b相。