认知电力牵引供电系统介绍和图例讲解
牵引供电系统
牵引供电系统第一章牵引变电一次设备一、概述1、什么叫牵引供电系统?牵引供电系统由哪几部分组成?铁路从地方引入110kv电源，通过牵引变电所降压至27.5kv送至电力机车的整个系统叫牵引供电系统。
牵引供电系统由以下几部分组成:地方变电站、110kv输电线、牵引变电所、27.5kv馈电线、接触网、电力机车、轨回流线、地回流线。
2、牵引供电系统的供电方式有哪几种?有以下三种: 直供方式---以钢轨与大地为回流；BT方式---电流通过吸流变压器与回流线再返回变电所，限制对通信线路的干扰；AT方式---利用自耦变压器对接触网供电，以减少对通信线路的干扰。
3、什么叫牵引网?通常将接触网、钢轨回路(包括大地)、馈电线和回流线组成的供电网称为牵引网。
4、牵引变电所的作用是什么?牵引变电所从地方引入110kv高压，通过牵引变压器降至适合电力机车运行的27.5kv 电压，送至接触网，供给电力机车运行。
其作用是接受、分配、输送电能。
5、牵引变电一次设备包括什么?牵引变电一次设备由以下几部分组成:牵引变压器、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、母线、避雷器、电抗器、电容器、接地装置等。
6、牵引变电所有哪几个电压等级?交流:110kv, 27.5kv, 10kv ,380v ,220v ,110v直流:220v(110v)7、牵引变电所对接触网的供电方式有哪几种?牵引变电所对接触网的供电有两种方式:单边供电和双边供电。
接触网通常在相邻两牵引变电所的中央断开，将两牵引变电所间两个供电臂的接触网分为两个供电分区。
每以供电分区的接触网只能从一端的牵引变电所获得电能，称为单边供电。
如果在中央断开处设开关设备时可将两供电分区连通，此处称为分区亭。
将分区亭的断路器闭合，则相邻牵引变电所间的两个接触网供电分区可同时从两变电所获得电能，此方式称为双边供电。
8、牵引变电所一次接线方式有哪几种?牵引变电所一次接线主要有桥式接线和双T型接线两种。
牵引供电系统
牵引供电系统牵引供电是指拖动车辆运输所需电能的供电形式。
例如城市电车、城市地下铁道、工厂矿山的电力交通运输供电等，都可称为牵引供电。
电气化铁道供电，因其用电量大、分布广，因而形成相对独立于电力系统的电气化铁道牵引供电系统。
统。
一、牵引供电系统的电流制一、牵引供电系统的电流制工频单相27.5KV 交流牵引供电系统主要由牵引变电所和牵引网两部分组成。
成。
其主要作用是从电力系统取得电能，其主要作用是从电力系统取得电能，其主要作用是从电力系统取得电能，并送给沿铁路线运行的电力机车。
并送给沿铁路线运行的电力机车。
并送给沿铁路线运行的电力机车。
牵引牵引供电系统的构成可用图1一2所示的示意图说明。
所示的示意图说明。
（一）一次供电网络（一）一次供电网络 一次供电网络是指直接向牵引变电所供电的地区变电所（或发电厂）及高压输电线路。
输电线路一般分为两路，电压为110 kV 。
近年来，也有采用220 kV 的，相比之下，后者电源的可靠性和稳定性等技术指标相对较高。
上述高压输电线路虽然专门用于牵引供电，上述高压输电线路虽然专门用于牵引供电，但由国家电力部门修建并管理，但由国家电力部门修建并管理，并以牵引变电所的110 kV 进线门形架为分界点。
进线门形架为分界点。
（二）牵引变电所（二）牵引变电所牵引变电所的作用是降压，并将三相电源转换成两个单相电源，然后通过馈电线分别供电给牵引变电所两侧的接触网。
（三）牵引网（三）牵引网牵引网是由馈电线、接触网、钢轨、回流线组成的双导线供电系统。
馈电线是连接牵引变电所母线和接触网的架空铝绞线。
馈电线除直接送电给接触网外，还要送电给附近车站，机务折返段，开闭所等，所以馈电线的数目较多，距离也可能较长。
较多，距离也可能较长。
流过电力机车的负荷电流经钢轨和回流线回到牵引变电所回流箱。
由于钢轨对地并非绝缘，所以部分电流沿大地流回到牵引变电所，形成地中电流。
（四）分区亭（四）分区亭为了增加供电的灵活性，提高运行的可靠性，在两个相邻牵引变电所供电的接触网区段通常加设分区亭，分区亭的作用是：(1)可以使相邻两供电区段实行并联供电或分开供电，也可使复线区段的上、下行实行并联或分开供电。
牵引供电系统简介
、牵引供电系统简介：将电能从电力系统传送给电力机车的电力装置的总称叫电气化铁路的供电系统，又称牵引供电系统，主要由牵引变电所和接触网两大部分组成。
牵引变电所将电力系统输电线路电压从110kV（或220kV）降到27.5kV，经馈电线将电能送至接触网；接触网沿铁路上空架设，电力机车升弓后便可从其取得电能，用以牵引列车。
牵引变电所所在地的接触网设有分相绝缘装置，两相邻牵引变电所之间设有分区亭，接触网在此也相应设有分相绝缘装置。
牵引变电所至分区亭之间的接触网（含馈电线）称供电臂。
牵引供电回路是由牵引变电所——馈电线——接触网——电力机车——钢轨——回流联接——（牵引变电所）接地网组成的闭合回路，其中流通的电流称牵引电流，闭合或断开牵引供电回路会产生强烈的电弧，处理不当会造成严重的后果。
通常将接触网、钢轨回路（包括大地）、馈电线和回流线统称为牵引网。
牵引供电设备的检修运行由供电段负责，牵引供电系统的运行调度则由供电调度负责。
供电调度通常设在铁路局调度所。
牵引供电系统供电示意图如下所示：二、牵引变电所、分区所、开闭所牵引变电所：牵引变电所的任务是将电力系统三相电压降低，同时以单相方式馈出。
降低电压是由牵引变压器来实现的，将三相变为单相是通过变电所的电气接线来达到的。
牵引变压器（主变）是一种特殊电压等级的电力变压器，应满足牵引负荷变化剧烈、外部短路频繁的要求，是牵引变电所的“心脏”。
我国牵引变压器采用三相、三相——二相和单相三种类型，因而牵引变电所也分为三相、三相——二相和单相三类。
随着技术水平的提高，我国干线电气化铁路已推广使用集中监视及控制的远动系统，牵引变电所将逐步实现无人值班，直接由供电调度实行遥控运行。
分区所：分区所设置在两个变电所中间，作用有三：提高供电质量、供电分段、越区供电。
• 开闭所：一般设置在大型站场附近，进线由变电所或接触网引入，由开关馈出多个供电线路向多个供电设备供电。
作用是增强供电的灵活性，便于供电设备的运行及检修，便于行车组织，缩小供电事故及故障范围。
牵引供电系统简介PPT课件
拓扑结构三相不对称； 变压器接线特殊。
.
牵引供电系统主要技术问题
• 电压水平 • 无功功率 • 负序电流 • 谐波 • 通信干扰
电气化铁道的供电要求 • 安全可靠供电 • 保证供电质量 • 降低投资和运营费用 • 提高电磁兼容水平
.
.
目前多采用分散式供电
内桥接线
外桥接线
双T接线 .
单母线分段
1.3 牵引变电所向牵引网的供电
• 单线
电 分 相
SS1
SP
SS2
单 边 供 电
SS1
SS2
双 边 供 电
.
复线
SS1
SP
单边分开供电
SS1
SP
单边并联供电
SS1
SP
单边全并联供电
.
SS1
SS2
双边纽结供电Βιβλιοθήκη 1.4 牵引网向电力机车的供电
.
（3）带负馈线的直接供电方式
F T
Us
I
R
• 防干扰效果不如BT供电方式； • 牵引网阻抗界于直接供电方式和BT供电方式之间； • 目前应用比较广泛。
.
（4）自耦变压器供电方式（AT方式）
自耦变压器 Auto-transformer
T
Us
R
F
• 防干扰效果与BT方式相当 • 牵引网阻抗小，输送容量大，供电臂长（可达40～50km） • 结构复杂，投资大，维护费用高
• 变电所两侧的牵引网区段被称作供电臂。 • 变电所的主要设备
牵引变压器（有多种接线方式） 断路器（SF6、真空、少油、油断路器），隔离开关 避雷器、避雷针 电压互感器、电流互感器 二次设备（控制、保护、测量、计量、监视和电源设备） 无功补偿装置、调压装置
铁路牵引供电系统基础知识
总结
31
谢谢大家！
6
牵引网
牵引网是由馈电线 （供电线）、接触网 、钢轨、大地和回流 线组成的供电系统， 完成对电力机车的送 电任务。
馈电线：连接牵引变电所和接触网的导线和电缆。它把牵引变电所 主变压器二次侧27.5KV的电压输送到接触网。
接触网：一种特殊的输电线，架设在铁路上方，机车受电弓与其磨 擦受电。
钢轨、大地和回流线：牵引变电所处的横向回流线，它将轨或与轨 平行的其它导线与牵引变压器指定端子相联。又能大大降低牵引负 荷电流对通信的干扰。
和保护线间的辅助联接PW 保护线 R 钢轨 ATP 自耦变压器所SP分 区所 AT处采用横向连接线CPW实现轨道、保护线和AT中性点的连接，通过 放电器（SD）将AT的中性点与大地相连。与不并联的AT供电方式比 ，全并联AT供电更具有线路载流能力大、供电区段长、适应高速等 优点。
29
越区供电
30
12
接触网分相绝缘器
分相绝缘器（电分相）：串在接触网上，目的是把两相不同的供电区分开，并使机车光 滑过渡，主要用在牵引变电所出口处和分区处。
13
分区所（SP），开闭所（SSP)
SP: 为了增加供电的灵活性，提高运行的可靠性，在两个牵引变电所的供电区间常加设分 区所
SSP:实际上是起配电作用的开关站。开闭所就是高压开关站，从严格意义上讲是“高压配 电”站，仅仅起配电作用，实现环网供电、双路互投等功能。
带回流线的直接供电方式，是在接触网同高度的外侧增设了一条回流线，减轻了接触网对 邻近通信线路的干扰。这种供电方式的特点是：结构简单，投资和维护量小；供电可靠性 高；牵引网阻抗比直供和BT方式都小，能耗较低，供电距离增长；防干扰效果强于直供不 如BT供电方式。
电力牵引供电系统
多，继电保护复杂，会使成本增加。
• 双侧供电 电源来自电力系统的两个地区变 电所，给铁路供电的输电线是联络这两个 地区变电所的道路。根据可靠性的要求及 实际情况，双侧供电可分为图3的双路输电 线和单路输电线两种类型。但不论哪种类 型，各路输电线的容量应不小于相关牵引 变电所容量之和。单路输电线方式一次侧 进出开关少，投资也少，供电可靠性不及 双路方式，但一输电线或一电源分别故障 仍不会导致牵引变电所失电。
牵引变电所
接触网
• 接触网是一种悬挂在电气化铁道钢轨上方 并和轨顶保持一定距离的链型或单导线的 输电网。电力机车的受电弓和接触网滑动 接触取得电能。
馈电线
• 馈电线是联接牵引变电所和接触网的导线。 它把牵引变电所变换完备的牵引用电能输 送给接触网。馈电线大都采用大截面的钢 芯铝绞线。
轨道
复线环状供电方式
• 牵引变电所同侧的上、下行牵引网由同相 牵引母线供电，在供电臂末端将上、下行 牵引网联通，可构成环状供电方式
• 复线牵引网环状供电方式
复线全并联供电方式
• 每隔数百米将上、下行接触网进行死连接， 便于充分利用接触网导线截面的供电方式
• 这种方式的网内电压降和电能损失较小， 但上、下行牵引网在电气上无法分开，发 生短路事故时的影响范围较大。
• 习惯上将馈电线、接触网、钢轨、回流线 统称为牵引网。
分区亭（SP）
• 分区亭设于两个牵引变电所的中间，可使相邻的 接触网供电区段(同一供电臂的上、下行或两相邻 变电所的两供电臂)
•
牵引供电系统简介PPT课件
连接牵引变电所和接触网的导线
• 接触网
沿线路露天敷设，通过和受电弓的滑动接触把电能输送给电力机 车的供电设施。由接触线、承力索以及支持、悬挂和定位等装置组成。 从牵引网角度关注的是接触线、承力索和加强线等载流导线。
• 牵引变电所
拓扑结构三相不对称； 变压器接线特殊。
.
牵引供电系统主要技术问通信干扰
• 变电所两侧的牵引网区段被称作供电臂。 • 变电所的主要设备
牵引变压器（有多种接线方式） 断路器（SF6、真空、少油、油断路器），隔离开关 避雷器、避雷针 电压互感器、电流互感器 二次设备（控制、保护、测量、计量、监视和电源设备） 无功补偿装置、调压装置
.
牵引网（Traction Network）
（1）直接供电方式（T-R方式, Trolley-Rail）
T R
结构简单，投资少，维护费用低； 一部分电流从大地回流，对邻近通信线干扰大。
.
（2）吸流变压器供电方式（BT方式）
吸流变压器 Booster Transformer
F T
Us
I
R
• 防干扰效果好； • 牵引网阻抗偏大； • 电力机车过BT时，易产生电弧； • 由于是串联系统，可靠性较低。
.
（5）同轴电缆供电方式（CC方式）
同轴电缆 Coaxial Cable
T Us
R CC
• 防干扰效果好，占用空间小； • 牵引网阻抗小； • 投资大
.
1.5 牵引供电系统的特点及主要问题
• 负荷特点
移动性，变化剧烈，非线性，单相； 电流回路不可靠，存在薄弱环节（弓网受流）
第1讲 牵引供电系统PPT课件
牵引变电所的主要设备
AC220kV组合电器
SWJTU
OCS 2014.02.28
Page 31
牵引变电所的主要设备
AC25kV组合电器
SWJTU
OCS 2014.02.28
Page 32
牵引变电所的主要设备
控制柜
SWJTU
OCS 2014.02.28
Page 33
直流牵引供电系统
直流电传动
SWJTU
弓网系统的组成
SWJTU
OCS 2014.02.28
弓网系统是由相互作用相互依赖的受电弓和接触网结合而成的、具有向电力 牵引车辆输电功能的有机整体，又是它从属的牵引供电系统的组成部分。
Page 36
弓网系统的分类
接触网系统
SWJTU
OCS 2014.02.28
架空接触网系统
接触轨系统
架空接触网
架空接触轨
牵引 变电所
I 吸流变压器 I
I
I
吸流变压器
回流线 接触网
25kV I
I
I
I
钢轨
目标： ①长回路中钢轨电位降为0；②长回路磁场完全平衡，电磁干扰降至最低。
Page 13
牵引供电系统的供电方式
SWJTU
OCS 2014.02.28
带回流线的直接供电方式（TRNF） 回流线与接触网同杆架设，两组导线
之间有互感，部分电流由回流线回流。
Page 2
牵引供电系统电流制式
电流制式
SWJTU
OCS 2014.02.28
DC：
750V 1.5kV 3.0kV
北京地铁等 上海、广州、成都等地铁 意大利、前苏联等
AC：
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2）、“T”接(双 “T”)方式
× ×
双 “T”方式 特点：外部负荷不进入牵引变电所， 与前者比设备减少，投资节约。 适用：单边供电和双边供电。 3）单母线分段方式
特点：引入和引出线多，允许外部电源穿越牵引变电所,供电灵活. 适用：中心变电所。
×
五、接触网的供电方式
1）单边供电：变电所从一边给供电臂供应电能。接触网的分 界点设有柱上隔离开关，当一个变电所故障时，实现越区供电 (同相电) 。
接触网有关知识
123456789111－－－－－－－－－0－－支棒平承接定吊定定钢平柱式腕力触位弦位位轨腕绝臂索线器管管臂缘支子撑
常见基础类型
全补偿悬挂
半补偿悬挂
未补偿悬挂
3）轨道:在非电牵引情形下只作为列车的导轨。在电力牵引 时，轨道除仍具有导轨功能外，还需要完成导通回流的任务 。因此，电力牵引的轨道，需要具有良好的导电性能。
电分相 钢轨
牵引供电系统原理示意图
电分相装置包括分相绝缘装置和相应的线路标志构成。
测试：
二、牵引变电所引入线方式
1）、“桥”接方式（通过式接法）
特点：输电线路上的负荷要穿越牵引变电所。
适用：环形供电和双边供电，以及电力系统要求电力网穿越牵引变电所的场 合
×
×
×
×
×
×
内“桥”接方式
外“桥”接方式
4）回流线: 是连接轨道和牵引变电所的导线。通过回流线 把轨道中的回路电流导入牵引变电所的主变压器。
(3)牵引供电系统的其他供电设备
1）开闭所—sub-feeder switching post：指不进行电压变换 而用开关设备实现电路开闭的配电所。
位置：设在车站、货场附近、电力机务段、枢纽站等大 宗负荷处。
直接供电方式示意图
此方式结构简单，投资少，维护费用低，牵引网阻抗最小，但 对弱电系统的电磁干扰较大。
（二）带回流线的直接供电方式
带回流线的直接供电方式示意图
该方式基本能满足对弱电系统电磁防护的需要，是目前比较常 用的一种供电方式。（跟BT 、AT比牵引网结构简单）。
（三）吸流变压器供电方式（BT方式）
钢轨
受电弓-接触网系统是高速列车获得动力的唯一途径
一、牵引供电系统的组成与作用
G 电力系统(发电厂）
输电线
牵引变电所
馈电线
接触网
回流线 钢轨、地
电力机车
电力 地铁
G
电力系统(发电厂）
输电线
主（降压）变电站
回流线
直流牵引变电所
馈电线
接触网
走行轨
电动车辆
牵引供电系统组成示意图
一次供电网络
电
气
化
铁
道
牵引变电所
电分相
回流线
列车
牵引变电所 接触网
电分相 钢轨
牵引供电系统原理示意图
(2)牵引网 牵引网是由馈电线、接触网、钢轨和大地、回流线
组成的供电网。
1）馈电线:连接牵引变电所和接触网的导线。它将牵引变电所 变换后的电能送到接触网。 2）接触网:是一种悬挂在轨道上方，沿轨道铺设的和铁路钢轨 保持一定高度，牵引电能就由接触网进入电动车组，从而驱动 牵引电动机使列车运行。
作用：将供电臂分段，事故时缩小事故范围，提高供电 的可靠性、灵活性；减少变电所的复杂性；不改变电压大 小，只扩大馈线回路数，相当于配电所。
（2）分区亭（SP，分区所）—section post：设置于两个牵 引变电所的中间，可使两相邻的接触网供电区段实现并联 或单独工作。
位置：设在两个牵引变电所中间，增加供电的灵活性、可 靠性
牵引电力系统原理示意图 变电所一次侧的主接线方式列表 接触网的供电方式列表 牵引供电系统供电方式列表 识别**变电所引入线方式、**线路接触网供电方式、 牵引供电系统供电方式
问题提出：
电力系统向电气化铁路供电示意图
区域电网
220kV
CBA
牵引 变电所
V/X
牵引变
接触网 受电弓 动车组
受电弓-接触网系统
认知电力牵引供电系统介绍和图例 讲解
项目一：认知电力牵引供电系统
•任务描述：任务二：认知牵引供电系统
通过学生绘制电气化铁道牵引供电系统示意图，列表说明 牵引变电所引入线方式、接触网供电方式、牵引供电系统供电 方式等技能训练，使学生认知牵引供电系统相关知识，能根据 实际线路设计合理的牵引供电方式。
•成果展示：
作用：分相；越区供电；缩小事故的范围
• 开闭所是扩充馈线用的，象编组站、机务段等；
• 分区所是复线电气化铁路不同供电臂之间为提供上下行接 触网并联和越区供器又称分区绝缘器，是接触网电气分段的常用 设备。它安装在各车站装卸线、机车整备线、电力机车库线、 专用线等处。在正常情况下，机车受电弓带电滑行通过。
吸流变压器供电方式示意图
该方式防干扰效果好，但供电臂阻抗大，电压损失大，牵引 变电所间距小,目前已基本不采用。每隔1.5-4 千米设置一台。
（四）自耦变压器供电方式（AT方式）
自耦变压器供电方式示意图
供电臂阻抗小，牵引变电所间距大，供电能力强，并且由于正 馈线的作用，对弱电系统的电磁防护效果与BT供电方式相当。
供
牵引变电所
电
系
统 牵引供电系统
馈电线
牵引网
接触网 钢轨与大地
回流线
1.牵引供电系统组成
(1)牵引变电所
牵引变电所的作用是降压，并将三相电源转换成两个单相
电源，然后通过馈电线分别供电给牵引变电所两侧的接触网。 牵引变电所的主要设备是牵引变压器，原边通常110kv(220kv)， 副边为27.5kv；AT供电方式副边电压为55kv或2×27.5kv。
单线单边供电 A
C
C
B
复线单边供电 1、复线单边末端并联供电
2、复线单边全并联供电
分区亭
测试：
×
×
×
×
×
×
×
× ×
双 “T”方式
C
C
B
A
2）双边供电：机车由相邻的两个变电所供电，由断路器合闸实现。 要求：设置分区所来缩小故障范围，和检修的停电范围。
复线双边供电设备复杂，保护困难，目前我国只采用复线单 边供电。 三、牵引供电系统向电力机车的供电方式 （ 一）直接供电方式
4）分相绝缘器：
在单相交流牵引供电系统中，为了平衡电力系统的A、B、 C各相负荷，一般要实行A、B相轮流供电。所以A、B相之间 要进行分开，这称为电分相。电分相通常由分相绝缘器实现。 在变电所出口处及两牵引变电所之间（供电臂末端）必须设 电分相装置。
牵引变电所
回流线
列车
电分相
牵引变电所 接触网