铁路牵引供电系统讲
铁路供电系统介绍
一次设备介绍
牵引变压器
牵引变压器是将三相电力系统的电能传输给二个各自带负载的单相牵引线 路。二个单相牵引线路分别给上下行机车供电。在理想的情况下，二个单相 负载相同。所以，牵引变压器就是用作三相变二相的变压器。 根据变压器绕组数量及接线方式，主要有： （1）单相变压器 （2）平衡变压器 （3）YN，d11变压器 （4）V/V变压器 （5） V/X变压器 （6）SCOTT变压器
不同运行状态下具有明显差异的电气量有：流过电力元件的相电流、序 电流、功率及其方向；元件的运行相电压幅值、序电压幅值；元件的电压与 电流的比值即“测量阻抗”等。 第二步： 通过比较，保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最 后确定是否应该使断路器跳闸、发出信号或不动作，并将对应的指令传给执 行输出部分。 第三步：执行输出元件根据逻辑判断部分传来的指令，发出跳开断路器的跳 闸脉冲及相应的动作信息、发出警报或不动作。
（二）牵引供电系统简介
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牵引供电系统示意图
1—区域变电所或发电厂；2—高压输电线；3—牵引变电所； 4—馈电线；5—接触网；6—钢轨；7—回流线； 8—分区所；9—电力机车；10—开闭所
（二）牵引供电系统简介
牵引所亭分类 （1）牵引变电所 （2）分区所 （3）开闭所 （4）AT所
进线1
进线2
1QF
2QF
7QF
3QF
4QF
5QF
6QF
8QF
(4)AT所
采用AT供电方式时，在沿线间隔10km左右设置一个自耦变压器站（AT所）
1AT
2AT
接JD
接JD
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。
高速铁路牵引供电概述
1.1 牵引供电方式
2.BT供电方式
BT供电方式就是在牵引供电系统中加 装吸流变压器（3～4 km安装一台）和 回流线。这种供电方式由于在接触网 同高度的外侧增设了一条回流线，回 流线上的电流与接触网上的电流方向 相反，因此大大减轻了接触网对邻近 通信线路的干扰。采用BT供电方式的 电路是由牵引变电所、接触悬挂、回 流线、轨道及吸上线等组成。牵引变 电所作为电源向接触网供电；动车组 列车运行于接触网与轨道之间；吸
正馈线与轨道之间的电压也是25 kV。自 耦变压器是并联在接触悬挂和正馈线之间 的，其中性点与钢轨（保护线）相连接。 彼此相隔一定距离（一般间距为10～16 km）的自耦变压器将整个供电区段分成 若干个小的区段，叫作AT区段，从而形 成了一个多网孔的复杂供电网络。接触悬 挂是去路，正馈线是回路。接触悬挂上的 电流与正馈线上的电流大小相等、方向相 反，因此其电磁感应影响可以互相抵消， 故对邻近的通信线有很好的防护作用。
高
速 铁
项目
高速铁路牵引供电概述
路
高速铁路牵引供电概述
高速铁路的牵引供电系统，其本身没有发电设备，而是从电力系统获取电能。 目前，牵引供电系统的供电方式有直接供电方式、BT供电方式、AT供电方式、 同轴电力电缆（coaxial cable，CC）供电方式、直供加回流线供电方式、单 边供电方式和双边供电方式等。
1.1 牵引供电方式
3.AT供电方式
随着铁路电气化技术的发展及动车组的投 入运行，传统的供电方式已不能适应铁路 发展的需要，各国开始采用AT供电方式。 AT供电方式就是在牵引供电系统中并联 自耦变压器的供电方式。实践证明，AT 供电方式是一种既能有效地减弱接触网对 邻近通信线的电磁感应影响，又能适应高
《高速铁路概论》课件——3-1高速铁路牵引供电系统概述
二、牵引供电系统组成
牵引供电系统的任务是保证质量良好地并不间断地向列车供电，主要 包括牵引变电所和牵引网两部分。
牵引变电所是电气化铁路供电系统的心脏，主要功能是变压和变相。
电气化铁路的电流制经历了由低压直流、三相交流、单相低 频交流到单相工频交流的演变过程。
今后的发展方向主要是采用25kV的单相工频交流制。
高速铁路牵引供电系统概述
高速铁路牵引供电系统概述
教学目标
了解电气化铁路电流制的发展 掌握高速铁路牵引供电系统的供电过程 树立遵守《铁路安全管理条例》的意识
复兴号动车组运行需要几节5号电池？
一、牵引供电过程
《铁路安全管理条例》规定，禁止在铁路电力线路导线两侧各 500米的范围内升放风筝、气球等低空飘浮物体。
高速铁路牵引供电系Байду номын сангаас概述
课堂小结
电气化铁路电流制的发展 高速铁路牵引供电系统的供电过程 遵守《铁路安全管理条例》的意识
铁路供电系统介绍课件
供电系统为列车提供足够的牵引力， 使列车能够顺利地加速、减速和制动 ，提高运输效率。
供电系统的历史与发展
历史回顾
铁路供电系统的发展经历了从蒸汽机车到电力机车的变革，最早的铁路供电系 统出现在19世纪末的德国，随着技术的发展和进步，铁路供电系统的规模和性 能得到了不断提升。
发电厂是铁路供电系统的核心，负责将其他形式的能源 转化为电能。
变电所是铁路供电系统中的重要设施，负责将高压电转 化为适合电力机车使用的低压电。
输电线路
输电线路是铁路供电系统中的重要组成部分，负责将电能从发电厂输送到变电所。
输电线路通常采用架空线路或电缆线路，根据输电距离和电压等级的不同，选择合 适的输电线路类型。
的噪音对周边环境的影响。
电磁辐射防护
03
合理规划铁路供电系统的布局，减少电磁辐射对周边居民和环
境的影响。
可持续发展
资源循环利用
对供电系统中的废旧设备进行回收和再利用，减少资 源浪费。
绿色能源利用
积极探索和应用太阳能、风能等可再生能源，降低对 传统能源的依赖。
技术创新
鼓励供电系统的技术创新，提高系统的能效和环保性 能，推动铁路供电系统的可持续发展。
特点
铁路供电系统具有高可靠性、高安全 性和高稳定性，能够满足列车高速、 安全运行的需求，同时还要考虑节能 环保和经济性。
供电系统的重要性
保障列车运行安全
供电系统是铁路运输的重要组成部分 ，为列车提供稳定、可靠的电力供应 ，确保列车正常运行，避免因电力故 障导致的事故。
提高运输效率
促进铁路电气化发展
配电设备
配电设备是铁路供电系统中的重 要组成部分，负责将电能分配给
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）
高速铁路牵引供电系统简介
高速铁路牵引供电系统第一节电气化铁路的组成由于电力机车本身不带原动机，需要靠外部电力系统经过牵引供电装置供给其电能，故电气化铁路是由电力机车和牵引供电系统组成的。
牵引供电系统主要由牵引变电所和接触网两部分组成，所以人们又称电力机车、牵引变电所和接触网为电气化铁道的三大元件。
一、电力机车（一）工作原理电力机车靠其顶部升起的受电弓和接触网接触获取电能。
电力机车顶部都有受电弓，由司机控制其升降。
受电弓升起时，紧贴接触网线摩擦滑行，将电能引入机车，经机车主断路器到机车主变压器，主变压器降压后，经供电装置供给牵引电动机，牵引电动机通过传动机构使电力机车运行。
（二）组成部分电力机车由机械部分(包括车体和转向架)、电气部分和空气管路系统构成。
车体是电力机车的骨架，是由钢板和压型梁组焊成的复杂的空间结构，电力机车大部分机械及电气设备都安装在车体内，它也是机车乘务员的工作场所。
转向架是由牵引电机把电能转变成机械能，便电力机车沿轨道走行的机械装置。
它的上部支持着车体，它的下部轮对与铁路轨道接触。
电气部分包括机车主电路、辅助电路和控制电路形成的全部电气设备，在机车上占的比重最大，除安装在转向架中的牵引电机之外，其余均安装在车顶、车内、车下和司机室内。
空气管路系统主要执行机车空气制动功能，由空气压缩机、气阀柜、制动机和管路等组成（三）分类干线电力牵引中，按照供电电流制分为：直流制电力机车和交流制电力机车和多流制电力机车。
交流机车又分为单相低频电力机车(25Hz或16 2/3Hz)和单相工频(50Hz)电力机车。
单相工频电力机车，又可分为交--直传动电力机车和交—直—交传动电力机车。
二、牵引变电所牵引变电所的主要任务是将电力系统输送来的110kV三相交流电变换为27.5（或55）kV单相电，然后以单相供电方式经馈电线送至接触网上，电压变化由牵引变压器完成。
电力系统的三相交流电改变为单相，是通过牵引变压器的电气接线来实现的。
铁路供电系统—牵引供电系统的供电方式
任务1 铁路供配电系统概述
带回流线的直接供电方式
相对直接供电方式，钢轨电位和 对通信线路的干扰有所改善。
优点：钢轨电位降低；牵引网阻 抗降低，供电距离增长；对弱电系统 的电磁干扰减小。
缺点：相对BT方式，结构简单， 投资少，维护费用低；牵引网阻抗减 小，供电距离增长。
项目三 铁路供电系统
任务1 铁路供配电系统概述
项目三 铁路供电系统
任务1 铁路供配电系统概述
一 铁路供配电系统的组成 二 牵引供电系统的供电方式
任务1 铁路供配电系统概述
供电方式的种类
铁路牵引供电系统主要的供电方式有3种：直接供电方式、带回流 线的直接供电方式和AT（自耦变压器）供电方式。
任务1 铁路供配电系统概述
直接供电方式
牵引电流通过电力机车后直接从钢轨或大地返回牵引变电所； 优点：结构简单，投资最少，维护费用低；在负荷电流较大的情 况下，钢轨电位高； 缺点：对弱电系统的电磁干扰较大，不适用平原地区及城市附近。
一 铁路供配电系统的组成 二 牵引供电系统的供电方式
任务1 铁路供配电系统概述
AT（自耦变压器）供电方式
自耦变压器供电方式又称AT供电方式，它是在馈电线中设置自耦 变压器，将其并联于接触网、钢轨和正馈线之中。
任务1 铁路供配电系统概述
AT（自耦变压器）供电方式
它是用自耦变压器代替了吸流变压器，正馈线代替了回流线。接 触网与钢轨、正馈线与钢轨间的自耦变压器两半线圈上电压相等。
任务1 铁路供配电系统概述
AT（自耦变压器）供电方式
自耦变压器并联于接触网上，不需增设电分段，能适应高速、大 功率机车的运行。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。
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（5）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精入品课牵件 引变电所的主变压器
电力牵引的专用变电所。
在电气化铁道沿线设置的一套完整的、 间断地向电力机车供电的设备。
精品课件
牵引变电所的设备？ 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、避雷器以及 信号显示等设备。
电能
发电厂 高压输电线 电所 触网
110KV/220KV
升压变压站
铁路沿线牵引变
邻近区间和站场线路的接电力机车精来自课件电力牵引供电系统的组成
精品课件
电力牵引供电系统的组成部分与作用
（1）牵引变电所:把电力系统供应的电能变换成适合电力 机车牵引要求的电能。
（2）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。
铁路牵引供电系统
精品课件
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牵引供电 系统。
电力系统
电 能
电力机车
铁路牵引供 电系统
牵引变电所
接触网
精品课件
§电力系统与电力牵引供电系统
一、构成
1.电力系统—是一个包括发电厂、输电(线)、变电、配 电、用电装置的完整工作系统。
发电厂
配电系统
精品课件
值班人员
精品课件
值班人员抄表
精品课件
值班人员巡视
精品课件
值班人员挂地线
精品课件
值班员在主控室值班
精品课件
精品课件
牵引变电所主要一次设备结构
㈠.牵引变电所内的变压器结构:
牵引变压器的作用是将电 压从高压变为低压，把发 电厂输送的110KV（220KV） 高压通过降压圈变为适合 电力机车运行的27.5KV电 压。它主要组由：铁芯、 线圈、油箱、套管、防爆 管（压力释放器）、净油 器、散热器、呼吸器、温 度计、WSJ等部件组成。
（3）接触网:是一种悬挂在轨道上方，沿轨道敷设的、 和铁路轨道保持一定距离的输电网。通过电动车组受电弓 和接触网的滑动接触，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。
（4）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
发 电G 机
升压 变压器 TM
输电线路 L
降压 变压器 TM
110kV
牵引变电所
馈 回线 流 线
接触网 27.5kV
精品课件
钢轨
用户
电
专用高压输电线路
气
化
铁
道
供
电
(牵引)供电系统
系
统
电力牵引系统组成原理图
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
精品课件
电力机车
电能是如何从发电厂到电力机车的？