铁路供电课题设计
铁路牵引供电的设计优化
铁路牵引供电的设计优化摘要：目前，大型铁路枢纽的设计多以客货分离布局为主。
货运站和客运站分别设在枢纽内。
引入多轨线路时，一般采用共站分场的方式运行，车站、联络线、机务段、子弹站等也纳入各类技术设备。
如果发生电源故障，将严重阻碍运输过程的正常运行。
因此，在大型枢纽中，应保证牵引供电系统的安全稳定。
研究和改进集线器供电布局具有十分重要的意义。
关键词：铁路牵引；供电；设计一、方案设计考虑因素1.牵引供电能力及牵引供电设施分布牵引供电系统应保证供电系统的稳定性、独立性和全面性。
在综合考虑牵引供电设备布置和性能的基础上，确定了牵引供电方案的重要影响因素：（1）根据枢纽总体规划方案，规划牵引供电设施的总体布局；（2）选择合适的牵引供电方式；（3）枢纽内部和邻近路线的牵引供电设施间应着重考量其供电功能相容性、互相支援与相位匹配等；（4）运输系统不同，其供电方式也有所区别；（5）动车所、机务段等应配备单独电源，有益于后续运行检修；（6）跨越区域供电时，应考虑其和邻近牵引变电所的故障波及区域和互相支援功能等。
2.牵引供电设施选址牵引供电设施的选址应结合城市布局、地理环境、馈线路径、外部供电线路、运行维护等，综合考虑各方面因素后进行选址。
3.供电分区划分枢纽内应按规定设置供电区，特别是客货系统必须分开供电。
对通速、高速、城际线段应尽量建设独立性强的供电系统。
根据独立性标准，供电系统可在各供电群、馈线、牵引变电站之间设置供电区，保证供电灵活稳定，便于后续运行维护。
二、牵引供电系统概况1.牵引供电系统构成塞尔维亚电气化铁路选用单相、交流、工频（50Hz）牵引供电系统，可从公共电网处直接用电，不用单独配置变频或发电设施，所以，牵引供电系统的构造与我国大体上保持一致，不同之处就是在电力机车之外，还应考虑某些轨道旁固定设施（道岔融雪、车辆预冷预热设备等）的取电要求。
2.外部电源的供电方式外部电源的供电方式主要是指电力系统与牵引变电所的连接方式，由电力系统的布置和牵引负荷的功率水平决定。
高速铁路电力系统优化设计方案-研究
1 绪论1.1 研究背景及意义高速铁路目前正处于蓬勃发展期，正以其安全、准时、舒适、运输能力大、环境污染轻、节省能源和土地资源的等优点，逐渐成为路上运输的主力军。
高速铁路主要有以下优点[1-4]：（1）输送能力；（2）速度快；（3）安全性好；（4）受气候变化影响小，正点率高；（5）舒适方便；（6）能源消耗低；（7）环境影响轻；（8）经济效益好。
高速铁路是特殊的电气化铁路，它与电气化铁路的发展密切相关。
电气化铁路在我国的发展已有四十年的历史，第一条电气化铁路——宝成铁路宝凤段于1958年动工1960年建成，全长93公里，1961年正式交付运营，从此揭开了我国电气化铁路建设的序幕[1]。
在电气化铁路发展的前三十年，我国电气化铁路主要在西部地区使用，近年来为了配合国家能源政策的调整，提高铁路的运输能力，我国东部经济发达地区开始对既有铁路进行电气化工程改造[1-5]。
对于电气化铁路我国计划于2012年达到铁路运营总里程11万公里，电气化率50%的目标。
伴随着高速电气化铁路的不断发展，其与电力网的联系越来越紧密，高速铁路的许多设施都需要电力的支撑，比如机车牵引，通信、空调照明、调度以及给排水等，离开了电力网，铁路系统将会处于瘫痪状态。
与此同时，其也对电力网产生了越来越大的影响，防止其对电力网产生不良影响也是一个重要的研究课题。
高速铁路供电系统是影响高速铁路运输的重要方面，对供电系统的性能进行不断优化不管是对铁路系统还是电力系统都有着很重大的现实意义。
近年来，建设和谐社会，走可持续发展道路是我国的一个重大课题，“节能减排”成为一个热门名词，其指的是节约物质资源和能量资源，减少废弃物和对环境有害物质的排放。
铁路系统作为陆上运输的主力军，是影响国计民生的重要方面，在提倡节能减排的今天，铁路的节能环保的受到了广泛的关注。
在不久前刚刚召开的2010中国国际轨道交通与城市发展高峰论坛上，相关部门的专家们都建议要在建设高速铁路要注重节能环保，要求在高速铁路的建设中要坚持节能减排与产业发展深度结合，改变传统的发展方式和模式，提高资源利用率，降低能源消耗，使企业效益和社会效益最优化。
铁道供电研究报告
铁道供电研究报告1. 概述铁道供电是铁路系统中至关重要的一环，它提供了列车运行所需的电力。
铁路供电系统的稳定性和可靠性对于保障铁路运输的安全和顺畅至关重要。
本报告将对铁道供电系统的工作原理、技术要求以及未来发展方向进行研究和分析。
2. 铁道供电系统的工作原理铁道供电系统采用直流方式为列车提供电力。
其基本工作原理如下：•发电站：铁道供电系统的起始点是发电站，发电站利用煤炭、水力、核能等资源产生电能。
•变电所：发电站产生的电能经过输电线路输送到变电所，变电所将高压电能转换为铁路线路所需的直流电能。
•出入站所：变电所输出的直流电能经过出入站所，将电能供给给铁路线路。
•线路网：铁路线路由钢轨和接触网组成，接触网上方悬挂着供电线。
•集电装置：列车通过集电装置与接触网的供电线接触，将电能传输给列车。
•车载设备：列车接收到的电能经过车载设备转化为机械能，驱动列车运行。
3. 铁道供电系统的技术要求为确保铁道供电系统的可靠性和稳定性，以下是供电系统需要遵守的一些建设和运营要求：•电能质量：供电系统需要提供稳定的电压和频率，以保证列车正常运行和乘客舒适。
•安全性：供电系统需要采取相应的安全措施，防止发生触电、火灾等意外事故。
•兼容性：供电系统需要满足不同铁路设备和设施的电能需求，确保各设备可以正常运行。
•维护和检修：供电系统需要定期进行维护和检修，保持设备的良好状态和正常工作。
•故障监测和排除：供电系统需要具备故障监测和排除的能力，及时发现和解决供电故障。
•环境友好：供电系统需要尽量减少对环境的影响，采用清洁能源和低污染的设备。
4. 铁道供电系统的未来发展方向随着科技的不断进步和铁路运输的不断发展，铁道供电系统也需要不断改进和升级。
以下是铁道供电系统的未来发展方向：•新能源供电：未来的铁道供电系统将采用更多的新能源，如太阳能、风能、地热能等，以实现可持续发展。
•智能化管理：未来的铁道供电系统将借助人工智能、大数据等技术进行智能化管理，提高供电系统的运行效率和可靠性。
铁路供电与电力技术：学习铁路供电与电力系统的设计与运行
02
铁路供电系统的设备选型
• 根据负荷计算结果，选择合适的供电设 备和导线规格 • 考虑设备的性能、可靠性、安全性等因 素，进行综合比较和选择
铁路供电系统的保护装置与自动化技术
铁路供电系统的保护装置
• 用于监测供电系统的运行状态，及时发现故障和异常 • 在发生故障时，迅速切断故障电路，防止事故扩大
铁路供电与电力技术是铁路运行的基础
• 为铁路机车、车辆、信号等设备提供稳定的电能，保障运行安全 • 通过先进的技术手段，提高供电系统的运行效率，降低运营成本
02
铁路供电系统设计原理
铁路供电系统的设计要求与原则
铁路供电系统的设计要求
• 确保供电系统的安全稳定运行，满足 铁路运行需要 • 考虑系统的经济性，降低投资成本和 运营成本 • 适应铁路发展的需要，具有一定的灵 活性和可扩展性
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Docs
高速铁路供电系统的运行
• 对供电线路、设备、保护装置等进行定 期检查和维护，保证正常运行 • 利用远程监控和故障诊断系统，实时监 测电力系统的运行状态
城市轨道交通供电系统的特点与挑战
城市轨道交通供电系统的挑战
• 如何在有限的资源条件下，满足不断增长的交通需求 • 如何提高供电系统的运行效率，降低运营成本
02
铁路电力系统的监控
• 利用远程监控和故障诊断系统， 实时监测电力系统的运行状态 • 对异常情况进行及时处理，防止 事故扩大
铁路电力系统的故障诊断与处理
铁路电力系统 的故障诊断
铁路电力系统 的故障处理
01
• 利用故障诊断系统，对电力 系统的故障进行定位和定性 • 分析故障原因，制定处理方 案
电气化铁路供电系统的设计及实现
电气化铁路供电系统的设计及实现近年来，随着科技的不断进步，人们的出行方式也在不断地改变。
现如今，高铁、城际列车等电气化铁路交通工具越来越受到人们的青睐。
电气化铁路供电系统是实现电气化铁路运行的核心部分之一，也是现代化铁路系统的必备组件。
一、电气化铁路供电系统的基本原理电气化铁路供电系统主要由供电设备、供电附属设备和电缆等三部分组成。
供电设备主要是负责将高压交流电转化为铁路交流电，使电力能够传送到供电车辆上。
为保证供电设备的正常运行，必须要安装高压开关、变电所、配电室等相关设备。
供电附属设备主要是用于传送电能，包括主变电所、轨道分区、接触网等。
这些设备的作用是将供电设备得到的电能传送到铁路上。
电缆是铁路上至关重要的组件，有着传输力电、信号、数据等不同的作用和需求。
铁路电缆一般分为三个部分：信号电缆、轨道电缆和供电电缆。
其中，信号电缆主要负责人工行车和自动化设备的操作，一般采用屏蔽电缆来保证其安全性；轨道电缆主要用于铁路安全设备的运行，如道岔、防护门等；供电电缆则是将轨道上的电能传输给列车和站房，一般采用铜芯电缆或铝合金芯电缆。
二、电气化铁路供电系统的设计和实现1. 设计电气化铁路供电系统的设计十分复杂，需要考虑很多因素，包括环境因素、铁路线路和列车的要求等。
设计时需要遵循以下几点：（1）环境要素的考虑。
铁路供电系统的设计要考虑到铁路线路所处的环境，比如气候、地形、土壤等因素。
（2）列车匹配。
要根据列车的运营要求，选择不同的供电方式和电缆材料，确保供电系统正常运行。
（3）安全性的保障。
在设计过程中，需要关注铁路设备的安全性，保证稳定的供电过程。
同时，要考虑到供电方式的环保性，在设计过程中尽可能减少供电对环境的污染。
2. 实现实现电气化铁路供电系统需要遵循以下几个步骤：（1）铁路线路的规划。
在规划阶段，需要考虑到地形、气候、土壤等因素，为购置供电设备和设计供电附属设备做好准备。
（2）供电设备的购置。
供电设备的购置需要考虑性能、质量、价格等多个因素，保证供电设备的质量和性能。
铁路外部供电工程方案
铁路外部供电工程方案1. 项目背景随着社会经济的快速发展，铁路运输在现代交通系统中占据着重要的地位。
为了保障铁路运输的安全和效率，铁路供电工程的建设和改造显得尤为重要。
外部供电工程是铁路供电系统中的重要组成部分，其建设对于提高列车运行的可靠性、安全性和经济性具有重要意义。
2. 工程概述外部供电工程是指通过架空或地下电缆，将电能从电力系统输送到铁路牵引供电系统中。
外部供电系统主要包括供电线路、变电所、配电设备等组成部分。
通过外部供电，可以使列车牵引电力系统与电网相连，实现列车的电气牵引。
同时，外部供电也有助于减少列车的能源消耗，降低运行成本，提高铁路运输效率。
3. 项目目标本外部供电工程的目标是通过合理的选址、合适的技术方案和设备配置，建设一套稳定、可靠的外部供电系统，满足铁路牵引供电系统的电能需求，提升铁路运输的效率和安全性。
4. 方案选择（1）供电线路供电线路是外部供电系统的重要组成部分，其选址和布设对整个供电系统的稳定性和可靠性具有重要影响。
在选择供电线路时，需要考虑线路的输电能力、规划布设、对环境的影响等因素。
同时，还要结合地形、气候等因素，合理选择架空线路或地下电缆，以及绝缘等级、线型等技术参数。
（2）变电所变电所是外部供电系统的核心设施，主要用于电能的变换、分配和保护。
在建设变电所时，要考虑供电负荷、变电所的容量、变电设备的选型等因素。
同时，还要考虑变电所的选址、场地布局、动力系统和安全设备等，以确保变电所的稳定运行和安全管理。
（3）配电设备配电设备是外部供电系统的重要组成部分，主要用于将变电所产生的电能输送到牵引供电系统中。
在选择配电设备时，需要考虑设备的安全性、可靠性、运行成本等因素。
同时，还要充分考虑设备的技术参数、操作方式、维护管理等方面的要求，以确保配电设备的正常运行和安全使用。
5. 工程实施（1）选址规划选址规划是外部供电工程的前期工作，其目的是确定供电线路、变电所、配电设备等设施的选址和布设。
电气化铁路供电系统的优化设计
电气化铁路供电系统的优化设计随着社会的不断发展和科技的不断进步，电气化铁路的建设也越来越广泛。
而供电系统是电气化铁路的重要组成部分之一，其稳定性和可靠性直接关系到铁路的运行效率和安全性。
因此，电气化铁路供电系统的优化设计是提高铁路客运、货运能力和安全性的重要手段之一。
一、电气化铁路供电系统的概述电气化铁路供电系统是电气化铁路的重要组成部分之一，其目的是将外部电能转化为适合电气化铁路所需的电能并输送到供电区段或者供电区间。
通常情况下，电气化铁路供电系统分为接触网系统和第三轨供电系统两种。
接触网系统由架空接触网、传输线路和变电站等设备组成。
架空接触网是电气化铁路电能的主要传输方式，将高压电能通过架空接触网的导线传输到接触网上，然后通过受电弓将电能传输到牵引设备上，以供车辆行驶。
第三轨供电系统是通过地面第三轨来供电，通常下部为钢轨，上面由绝缘材料覆盖，而且必须保证与铁路轨道的间距足够大，以防止与铁路轨道发生短路现象。
二、电气化铁路供电系统的优化策略1. 变电站规划与布局变电站是电气化铁路最重要的供电设施之一，其优化设计与布局涉及到电气化铁路的整体运行效率和供电质量。
在变电站规划与布局中，必须考虑客货运铁路、坡度等特定铁路计划，以确保变电站的位置与熵流方向的一致性，有效缩短供电时间和保证供电面积的最大利用。
2. 接触网设计接触网的设计直接关系到车辆的运行效率和可靠性。
因此，在设计接触网时，应考虑以下因素：（1）电压控制：控制电压可以改变架空接触网与列车之间的电流，从而实现牵引效果的调整；（2）受电弓设计：根据列车高度和架高的要求，设计不同形式的受电弓，以适应不同类型的车辆；（3）支架与悬挂设计：支架与悬挂的设计可以影响接触网的稳定性和可靠性，需要根据工程特点和承载能力来确定。
3. 配电系统设计配电系统是电气化铁路中，电能供应、传输与负载之间的重要组成部分。
它主要包括变压器、开关设备、柜体等各种电气设备，把变电站的高压电源分配以适合列车的低压电源。
铁路变配电技术课程设计
铁路变配电技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握铁路变配电技术的基本原理和设备功能，理解铁路供电系统的运行机制。
2. 使学生了解铁路变配电系统中涉及的电气参数和计算方法，能够进行简单的电路分析和计算。
3. 让学生掌握铁路变配电设备的操作、维护及故障处理方法。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行铁路变配电设备操作、检修和维护的能力。
2. 培养学生分析铁路供电系统故障原因，提出合理解决方案的能力。
3. 提高学生在实际工作中运用铁路变配电技术的动手能力和创新能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱铁路事业，树立为铁路事业贡献力量的意识。
2. 培养学生严谨、务实的学习态度，养成良好的学习习惯。
3. 培养学生团队合作精神，提高沟通与协作能力。
课程性质：本课程为铁路供电专业核心课程，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点：学生具备一定的电气基础知识，对铁路供电系统有一定了解，但对铁路变配电技术掌握不足。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。
通过课程学习，使学生能够达到上述课程目标，为将来的铁路供电工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 铁路变配电技术概述：介绍铁路变配电技术的基本概念、发展历程和在我国的应用现状。
教材章节：第一章 铁路变配电技术概述内容安排：1课时2. 铁路供电系统及设备：讲解铁路供电系统的组成、工作原理及主要设备的功能、结构。
教材章节：第二章 铁路供电系统及设备内容安排：3课时3. 铁路变配电设备操作与维护：介绍铁路变配电设备的操作方法、维护保养及故障处理。
教材章节：第三章 铁路变配电设备操作与维护内容安排：4课时4. 铁路变配电系统电气参数计算：讲解铁路变配电系统中涉及的电气参数计算方法。
教材章节：第四章 铁路变配电系统电气参数计算内容安排：3课时5. 铁路变配电系统故障分析及处理：分析铁路变配电系统常见故障原因，探讨故障处理方法。
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内容1 某单线区段，近期年运量取1700万吨/年，牵引定数取2100吨，货物净载重系数取0.705，波
动系数取1.2，储备系数取1.2，紧密运行时，一天通过供电臂的列车对数为42对/日。 左供电臂：区间数为4，一对列车通过供电臂内耗为2343kW.h，带电运行时间为30.2min； 右供电臂：区间数为3，一对列车通过供电臂内耗为1766kW.h，带电运行时间为25.6min；
试使用牵引供电系统容量计算的原理，分别计算纯单相接线牵引变压器和三相11d,NY接线变压器在固定备用和移动备用下的安装容量，并结合变压器接线形式不同其特性不同的方向对数据进行相关分析。
已知：N=411236510
jingrKK
G41.21.21700
23236521000.705
10
对/日，mN=42对/日，
左L：Ln=4, LA=2343KW.h 30.2tgLmin 右R：Ln=3, rA=1766KW.h 25.6mintgR 求：
计算纯单相接线牵引变压器和三相11d,NY接线变压器在固定备用和移动备用下的安装容量
解：计算馈线平均电流pI 供电臂L： PLI331.6671.66723234389.831010 RNA 供电臂R： 331.6671.66723176667.71 1010PRRNAI
1.计算馈线有效电流xI 供电臂L：
2330.20.12414401.11.10.12111.7440.121.7489.83156.30()gLLLLxLLLxLxLpLNTAtPnPknPIkI
供电臂R： 2325.60.14314401.11.10.14111.8130.141.8167.71122.56()gRRRRxRRRxRxRpRNTAtPnPKpnIkI
3.计算纯单相接线牵引变压器容量 S计
2
222
227.5289.8367.718134.23(.)156.30225.60axpLpRxRUUxLKVAIIIII
4.计算三相11d,NY接线变压器容量
由2可知 xLxRII
故
S计 2
222
420.927.54289.8367.718747.10(.)156.30122.56tpLpRxRUxLKVAKIIII
5.计算牵引变压器的校核容量S校 按紧密运行时的列车对数mN进行校核。 （1）计算对应于mN的重负荷供电臂（L臂）的馈线短时最大电流cmLI 4230.210.2241440mgLLLTNtPn
由14,0.22,LLnP
查图3-1曲线
1(,),cmfnpI
得
2.382.38186.20443.16()cmLIAI
其中，23432.42.4186.20()30.2LLgLIAAIt (2)计算对应于mN的轻负荷供电臂（R臂）的馈线最大有效电流xmRI 3311.6671.667421766123.641010mRpRNAI
A
4225.6010.253144011.11.10.251111.46130.25111.46123.64180.51()mgRRRRxRRRxmRxRpRTANtPnPknPIkI
（3）计算纯单相接线牵引变压器的最大容量mS ()27.5(443.16180.51)17150.93(.)mcmLxmRUKVASII
(4)计算纯单相接线牵引变压器的校核容量S校
S校17150.9311433.95(.)1.5mKVAKS (5).计算三相11d,NY接线变压器容量的最大容量1mS
1mS
(20.65)0.927.5(2443.160.65180.51)24840.37(.)tcmLxmRUKVAKII
（6）计算三相11d,NY接线变压器的校核容量S校 （7）S校24840.3716560.25(.)1.5mKVAKS 6.确定牵引变压器的安装容量S安
纯单相变压器
采用移动备用时，牵引变压器的安装容量为 S安
210000.KVA
采用固定备用时，牵引变压器的安装容量为 S安
212500.KVA
三相11d,NY接线变压器 采用移动备用时，牵引变压器的安装容量为 1S
安210000.KVA
采用固定备用时，牵引变压器的安装容量为 1S
安220000.KVA 内容2 如下图所示电力系统，k点发生三相短路，试求各电源对短路点的转移电抗，并求出、、（其中
WL1、WL2、WL3平均电压为115KV，k点平均电压为10.5KV）。
(一)解：取100.dMVAS 、davUU。
1.元件编号如上图所示。 2.画出等效网络，如下图所示，发电机用电势与电抗串联等效，变压器和输电线用电抗等效。 3.计算各元件标幺电抗（下标*略去)。 123456
100,,0.150.12125100,,0.30.96/cos25/0.8%10.51000.08100100125%10.51000.15100100(225)dkNdkNkdNkdNNsXXSsXXXPUsXSUsXXS
27
28
29
210
1000.4230.0721000.4450.1421000.4370.1121000.4420.132115115115115davdavdavdavxlxlxlxlSXUSXUSXUSXU
4.化简网络 （1）5X与6X并联，得
5,65110.150.0822XX
（2）将8X、9X、10X组成的形网络化为Y形网络，如下图所示，得
810118910
89128910
910138910
0.140.130.050.140.110.130.140.110.040.140.110.130.110.130.040.140.110.13XXXXXXXXXXXXXXXXXX
(3)将各支路整理，如下图所示，得 14141215711165.613
0.120.080.040.240.070.050.120.080.040.12XXXXXXXXXX
(4)将14X、15X、16X组成的Y形网络化为形网络，并略去电源间电抗，如下图所示，得
14151516141614141515161416115
0.240.120.120.120.240.120.300.240.240.120.120.120.240.120.600.12xkkxxxxxxXxxxxxxxXx
显然 2233
1230.960.481//////0.1211110.30.60.960.48kkxkkkkXXXXXXXXX
（二）解：1.确定变化计算方法 本系统共四个电源，类型和电气距离均相差很大，故应采用个别法。其中G2与G3类型相同，
且电气距离相等，可并为一组，一共分三组。 2.化简网络，求各等效电源支路的转移电抗 应用（一）的结果，得 12,323
0.300.601//0.96//0.960.48110.960.96xkkkkkXXXXX
3.求各等效电源支路的计算电抗
111
2,32,32,3
1250.600.75100225/0.80.480.30100NckdNckdSXXSSXXS
4.查运算曲线，计算对应的周期分量电流有效值 所求电流为 ''pI
、0.2p
I
、chi
,因而需要查出t=0及t=0.2s两个时刻的数值。
对于发电机G1支路，查汽轮机运算曲线0.75cX处，得 1''1.39pI、0.21,,1.253pI
则实际值为