电气化铁路供电系统
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。
电气化铁道供电系统几种典型过电压的分析与比较
电气化铁道供电系统几种典型过电压的分析与比较电气化铁道供电系统是现代铁路系统中的重要组成部分，其作用是通过对电气化铁道进行供电，使列车得以正常运行。
随着铁路交通的快速发展，电气化铁道供电系统也面临着各种问题，其中包括过电压问题。
过电压是指电气系统中出现的超过正常工作电压的电压，可能会对设备和系统产生不利影响。
本文将对电气化铁道供电系统中的几种典型过电压进行分析与比较。
1. 正常电网运行时的过电压正常电网运行时的过电压是指由于电网的突然短路或突然负载减小等原因导致的电网电压瞬时升高的现象。
这种过电压一般发生在电网运行稳定时，常见原因包括系统故障、设备故障等。
由于电气化铁道供电系统对电压的要求比较严格，一旦出现过电压问题就可能造成铁道供电系统的设备损坏和列车运行不正常等问题。
2. 列车制动时的过电压列车制动是电气化铁道供电系统中常见的工作状态，制动过程中会产生电动机回馈电压，这种电压可能会超过正常工作电压，从而引发过电压问题。
列车制动时的过电压一般是瞬间性的，但如果系统设计不合理或者设备老化损坏等原因可能会导致过电压问题严重化，甚至对设备和系统造成损坏。
3. 外部故障引起的过电压外部故障引起的过电压是指在电气化铁道供电系统中，由于雷击、电网突然断开、异物进入变电站等原因导致的过电压现象。
这种过电压一般是瞬间性的，但是可能会对系统设备产生严重的损害，甚至影响到列车的正常运行。
以上就是电气化铁道供电系统中几种典型过电压的分析，接下来将对这几种过电压进行比较。
正常电网运行时的过电压是由于电网突然短路或突然负载减小等原因导致的，这种过电压是比较常见的，但是由于发生概率较高，所以需要系统能够及时发现并采取措施进行处理，减少对系统设备的影响。
列车制动时的过电压是由于电动机回馈电压产生的，这种过电压瞬间性较强，并且产生的原因较为特殊，所以系统需要能够对此类过电压进行特殊的处理，以减少对设备和系统的不利影响。
外部故障引起的过电压是由于外部因素如雷击、电网突然断开等原因产生的，这种过电压虽然发生频率不高，但是一旦发生可能对系统设备造成严重的损害，所以系统需要具备较强的抗干扰能力，以减少因外部因素引起的过电压对系统的影响。
电气化铁道供电系统与设计课程设计报告
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:年月日一、题目某牵引变电所位于大型编组站内, 向两条复线电气化铁路干线的两个方向供电区段供电, 已知列车正常情况的计算容量为27000 kV A(三相变压器), 并以10kV电压给车站电力照明机务段等地区负荷供电, 容量计算为2700 kV A, 各电压侧馈出数目及负荷情况如下: 25kV回路(1路备): 两方向年货运量与供电距离分别为, , 。
10kV共4回路(2路备)。
二、供电电源由系统区域变电所以双回路110kV输送线供电。
本变电所位于电气化铁路的首端, 送电线距离30km, 主变压器为SCOTT接线。
三、题目分析及解决方案框架确定2.1.选题背景、负荷分析和原始数据在保证电气化铁道供电安全可靠的同时, 也要求供电设备最经济的利用, 因此选择合适容量的变压器是很有现实意义的。
本文在这方面对已有的计算公式进行了分析, 并提出了一个较为准确的变电所有效电流公式, 说明在某些情况下机组的选择必须进一步考虑实际的运行情况。
牵引变电所是电气化铁路牵引供电系统的核心部分, 它的主要任务是将电力系统输送来的三相高压电变化成适合电力机车使用的电能。
而电气主接线反映牵引变电所设施的主要电气设备以及这些设备的规格、型号、技术参数以及连接方式。
通过电气主接线可以了解牵引变电所设施的规模大小、设备情况。
由上述资料可知, 本牵引变电所担负着重要的牵引负荷供电任务（一级负荷）, 馈线数目多、影响范围广, 应保证安全可靠的供电。
10KV地区负荷主要为编组站自动化驼峰、信号自动闭塞、照明及其它自动装置等, 应有足够的可靠性。
2.2.牵引变压器台数和容量的选择牵引变压器是牵引供电系统的重要设备, 其容量大小关系到能否完成国家交给的运输任务的问题。
从安全运行和经济方面来看, 容量过小会使牵引变压器长期过载, 将造成其寿命缩短, 甚至烧毁；反之, 容量过大将使牵引变压器长期不能满载运行, 从而造成其容量浪费, 损耗增加, 使运营成本增大。
电气化铁道供电系统新技术的发展
电气化铁道供电系统新技术的发展电气化铁道供电系统是现代铁路运输中至关重要的一环，它保障了列车的正常运行，成为现代化铁路运输的基础设施之一。
随着科技的不断进步和社会的发展，电气化铁道供电系统也在不断进行着新技术的研发和应用。
本文将围绕电气化铁道供电系统新技术的发展进行探讨，并分析其对铁路运输的影响和意义。
一、传统电气化铁道供电系统存在的问题传统的电气化铁道供电系统多采用单相交流供电的方式，存在着供电不稳定、能源浪费、运行成本高等问题。
一方面，由于单相交流供电的特性，当列车在运行过程中通过区间线路时，供电系统无法实现完全的隔离，容易出现电流波动等问题，影响列车的运行安全性；传统供电系统在能源利用方面存在不少问题，能源利用率低，存在大量的能源浪费现象；传统供电系统的运行成本也比较高，维护、管理费用居高不下。
二、新技术的应用为了解决传统电气化铁道供电系统存在的问题，国内外的研究人员和企业纷纷开展了新技术的研发和应用，取得了一系列的科研成果，并在实际的工程项目中进行了应用。
具体而言，新技术主要包括以下几个方面：1. 高压直流供电技术高压直流供电技术被认为是未来电气化铁道供电系统的发展趋势之一。
相对于传统的交流供电系统，高压直流供电系统具有输电损耗小、供电稳定等优点。
近年来，中国正大力发展高铁路网，为了满足其对电气化技术的需求，高压直流供电技术已经在诸多高铁项目中得到了广泛的应用，是国内外铁道领域的一个热门研究课题。
2. 智能化监测技术随着信息技术的不断进步，智能化监测技术在电气化铁道供电系统中的应用越来越广泛。
通过网络传感器等技术手段，可以实时监测供电系统的运行状态和故障情况，使得维护人员可以及时发现并处理问题，提高了供电系统的运行效率和安全性。
3. 新型供电设备除了高压直流供电技术和智能化监测技术外，新型的供电设备也在电气化铁道供电系统中得到了应用，如柔性直流输电技术、换流器技术等，这些新型设备不仅能够提高供电系统的稳定性和能源利用率，还能降低系统的运行成本。
电气化铁道主要供电方式
电气化铁道主要供电方式
电气化铁道的主要供电方式通常有以下几种：
1.架空线供电（Overhead Line Electrification）：这是最常见的
供电方式，也称为接触网供电。
在架空线供电系统中，铁道上方架设一条称为接触网的电线，电动列车通过集电装置与接触网接触，从而获取所需的电能。
接触网将高压直流（DC）或交流（AC）电源通过变电站供应到铁道上，以满足列车运行的电力需求。
2.第三轨供电（Third Rail Electrification）：在第三轨供电系统
中，铁道旁边或中间安装一条额外的供电轨道，称为第三轨。
电动列车通过集电装置与第三轨接触，从而获得所需的电能。
第三轨通常使用直流供电，但也有一些使用交流供电的系统。
3.混合供电方式：某些铁路系统采用混合供电方式，同时使
用架空线和第三轨供电。
这种方式通常用于铁路线路的不同区段或分支线路，以适应不同的运行要求和设备技术。
不同地区和铁路系统可能采用不同的主要供电方式，其中选用的供电方式取决于多个因素，包括成本、技术要求、环境影响以及安全性等考虑。
另外，电气化铁道的供电方式也在不断发展和创新，例如可再生能源和蓄电池技术的引入，以提高能源效率和减少环境影响。
电气化铁路供电系统的设计与实现
电气化铁路供电系统的设计与实现一、导言电气化铁路是现代交通运输的必需品，概念简单来说就是用电力作为牵引能源的铁路交通系统。
电气化铁路的供电系统是电气化铁路的重要组成部分，供电系统的设计与实现是电气化铁路建设的重要环节，本文将就此展开讨论。
二、供电系统的基本概念供电系统是支持电气化铁路正常运行的关键基础设施之一，它主要由供电站、电气化变电站、牵引变压器、接触网、集电装置、地线以及设备和通信控制系统等部分组成。
其中，供电站是供应电力给电气化铁路的核心部分，电气化变电站负责将高压输电线路的电压转换为低压直流电，牵引变压器用于将低压直流电转换为适合交流电驱动的电能，接触网则是供电系统的主要能量输出装置，集电装置用于对接触网所输出的电能进行集电，地线则是用于保证安全的配套设施。
三、供电系统的设计原则为了保证电气化铁路运行的安全性和运行效率，供电系统的设计必须符合一定的原则。
首先，供电系统必须满足稳定、可靠、高效、安全的电力供应要求。
其次，供电系统的设计需要考虑供电站覆盖面积、变电站的布局、接触网构造等因素，要在满足技术要求和经济需求的前提下进行合理布局和安排。
此外，供电系统的设计还需要考虑在地形条件不同的地方下如何解决供电站、变电站、接触网和车站等相互关联的问题。
四、供电系统的实现方法在实现供电系统的过程中，需要考虑到系统的可靠性、稳定性和灵活性等因素。
供电系统具体的实现方法根据不同的技术要求和经济条件进行选择。
一般情况下，供电系统的实现技术主要有以下几种:1. 直供直流电力系统(DC)该方法主要是通过直流电传输来实现电气化铁路的供电，其特点是输电损耗较小，系统结构简单，稳定性和可靠性高。
但由于操作难度较大，需要专业技术人员进行操作，因此使用范围相对较窄。
2. 交流电力系统(AC)该方法主要是通过交流电传输来实现电气化铁路的供电，其特点是输电噪音小，相对稳定，且操纵容易。
但对于电气化铁路的大规模使用来说，支持的电压和频率等参数需要与国家标准保持一致，造成的成本相对较高。
电气化铁道供电系统新技术的发展
电气化铁道供电系统新技术的发展电气化铁道供电系统是指通过电力来为铁路交通提供动力和照明等所需的能源。
随着科技的不断发展和进步，电气化铁道供电系统的新技术也在不断涌现和应用，为铁路交通带来了诸多便利和安全。
一、无人值守供电系统传统的电气化铁道供电系统需要人工对供电设备进行定期检查和维护，而现在新兴的无人值守供电系统为我们解决了这个难题。
无人值守供电系统利用先进的传感技术和通信技术，可以实现对供电系统的远程监控和故障诊断，并可以通过自动化系统进行相应的处理和维修，不再需要人工介入。
这不仅提高了供电系统的安全性和可靠性，还节省了大量的人力成本，为铁路交通的运行提供了更好的保障。
二、智能化供电系统智能化供电系统是利用先进的计算机技术和人工智能技术来实现对供电系统的智能管理和优化控制。
智能化供电系统可以通过对铁路交通运行数据的分析和处理，实现对供电系统的实时监测和调控，以最大限度地提高供电系统的效率和稳定性。
智能化供电系统还可以根据铁路交通的实际运行情况进行智能化的供电调度，使供电系统更加符合实际需求，从而提高铁路交通的运行效率和安全性。
三、新能源供电系统随着能源问题的日益凸显，新能源供电系统也逐渐成为了电气化铁道供电系统的发展方向之一。
新能源供电系统主要利用太阳能、风能等清洁能源来为铁路交通提供电力，不仅可以减少对传统能源的依赖，还可以降低供电系统的运行成本和环境污染。
目前，一些国家已经开始在铁路交通中应用新能源供电系统，并取得了一些积极的成效，相信随着技术的不断发展和完善，新能源供电系统将会在未来得到更广泛的应用。
四、高效节能供电系统高效节能供电系统是指利用先进的供电技术和设备来实现对供电系统的高效能利用和节能减排。
高效节能供电系统主要包括高效节能变电设备、智能化调度系统、高效能利用设备等，通过提高供电设备的效率和减少能源的浪费，实现对供电系统的节能环保。
高效节能供电系统的应用不仅可以降低铁路交通的能源消耗和成本，还可以减少对环境的影响，为可持续发展和绿色铁路交通做出积极贡献。
电气化铁道供电系统
、解答题1.请简述电气化铁路的优越性●重载、高速、运输能力大；●节约能源，综合利用能源；●经济效益高；●绿色环保，劳动条件好；●有利于铁路沿线实现电气化。
2.请简述电气化铁路存在的问题●造成电力网的负序电流和负序电压，产生高次谐波及功率因数低等；●一次投资大；●对通信线路有干扰；●接触网检修需要开“天窗”。
3.请简述电气化铁道牵引供电系统的基本要求电气化铁道供电系统基本要求是：(1)保证向电气化铁路安全、可靠、不间断地供电;(2)提高供电质量,保证必须的电压水平;(3)提高功率因数,减少电能损失,降低工程投资和运营费用;(4)尽量减少单相牵引负荷在电力系统中引起的负序电流、负序电压和高次谐波的影响; (5)尽量减小对邻近的通信线路的干扰影响。
1．牵引变电所一次侧(电源侧)的供电方式,可分为（一边）供电、两边供电和环形供电.2．牵引变电所一次侧(电源侧)的供电方式,可分为一边供电、（两边）供电和环形供电.3．牵引变电所一次侧(电源侧)的供电方式,可分为一边供电、两边供电和（环形）供电.4．电力牵引接牵引网供电电流的种类可分为：（直流）制、低频单相交流制和工频单相交流制。
5．电力牵引接牵引网供电电流的种类可分为：直流制、（低频）单相交流制和工频单相交流制。
6．电力牵引接牵引网供电电流的种类可分为：直流制、低频单相交流制和（工频）单相交流制。
7．电气化铁道牵引供电系统的高压进线供电方式中两边供电方式为：牵引变电所的电能由电力系统（电网）中（两个）方向的发电厂送电。
8．电气化铁道牵引供电系统的高压进线供电方式中（两边）供电方式为：牵引变电所的电能由电力系统（电网）中两个方向的发电厂送电。
9．电气化铁道牵引供电系统的高压（进线）供电方式中两边供电方式为：牵引变电所的电能由电力系统（电网）中两个方向的发电厂送电。
10．单相结线牵引变电所的优点之一是：（主接线）简单，故障少，设备少，占地面积小，投资省等。
11．单相结线牵引变电所的优点之一是：主接线简单，故障少，设备少，占地面积（小），投资省等。
- 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)。
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。
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）。
图3-54 接触网
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 简单接触悬挂
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。
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。
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
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。
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。
（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Байду номын сангаас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。
电气化铁路供电系统
2020年4月19日星期日
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 。
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。