高速铁路电气化系统概论
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《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
高速电气化铁路概述
主要内容
• 1 高速铁路的概念 • 2 国外高速铁路发展现状 • 3 我国高速铁路建设规划 • 4 我国高速铁路技术体系 • 5 高速铁路牵引供电系统关键技术 • 6 第六次大提速的基本框架
1 高速铁路的概念
1.1 高速铁路的定义 1.2 高速铁路的优点
1.1高速铁路的定义
世界公认：最高运行速度达到200公 里/ 小时及以上的铁路为高速铁路。
1067.2km的行程。均旅行速度达到了
306.36km/h，从而创造了全世界轨道列车
1000km以上连续行驶和1000km运行最快的
两个记录。
此次试验，该列车在技术上完美无缺，
未出现变压器、牵引电机、甚至减速齿轮传动 过热现象，受电弓及转向架也未出现任何问题。
2.3日本高速铁路网
2.4法国高速铁路网
• 外部运输成本低：比飞机、汽车等运输便宜。 • 运行准时：如：日本列车晚点率为0.3%，且晚点1分
钟即统计晚点；西班牙承诺晚点5分钟即退回全部票 款。
高速铁路的优点
• 安全可靠：高速铁路自投入运营以来， 除1998年6月3日德国因车轮发生一起事 故外，从未发生旅客伤亡事故。
• 不受气候的影响：先进的列控系统作保 证
2.1世界高速铁路的营业里程（2005年 止）
2.2 世界高速铁路最高试验速度纪录
406.9 380 331
515.3
世界高速铁路最高试验速度纪录
•
另外： 2001年5月26日，法国TGV
531高速列车，从法国北部城市加来--法国南
部城市马赛的圣·夏尔车站， 全程用时3小时
29分47秒，完成了从北到南纵贯法国本土
• 社会经济效益好：方便、快捷、便宜、 环保、安全。
• 1 高速铁路的概念 • 2 国外高速铁路发展现状 • 3 我国高速铁路建设规划 • 4 我国高速铁路技术体系 • 5 高速铁路牵引供电系统关键技术 • 6 第六次大提速的基本框架
1 高速铁路的概念
1.1 高速铁路的定义 1.2 高速铁路的优点
1.1高速铁路的定义
世界公认：最高运行速度达到200公 里/ 小时及以上的铁路为高速铁路。
1067.2km的行程。均旅行速度达到了
306.36km/h，从而创造了全世界轨道列车
1000km以上连续行驶和1000km运行最快的
两个记录。
此次试验，该列车在技术上完美无缺，
未出现变压器、牵引电机、甚至减速齿轮传动 过热现象，受电弓及转向架也未出现任何问题。
2.3日本高速铁路网
2.4法国高速铁路网
• 外部运输成本低：比飞机、汽车等运输便宜。 • 运行准时：如：日本列车晚点率为0.3%，且晚点1分
钟即统计晚点；西班牙承诺晚点5分钟即退回全部票 款。
高速铁路的优点
• 安全可靠：高速铁路自投入运营以来， 除1998年6月3日德国因车轮发生一起事 故外，从未发生旅客伤亡事故。
• 不受气候的影响：先进的列控系统作保 证
2.1世界高速铁路的营业里程（2005年 止）
2.2 世界高速铁路最高试验速度纪录
406.9 380 331
515.3
世界高速铁路最高试验速度纪录
•
另外： 2001年5月26日，法国TGV
531高速列车，从法国北部城市加来--法国南
部城市马赛的圣·夏尔车站， 全程用时3小时
29分47秒，完成了从北到南纵贯法国本土
• 社会经济效益好：方便、快捷、便宜、 环保、安全。
高速铁路概论-第三讲-高铁牵引供电和车辆
14
1.3 牵引网向电力机车的供电
（1）带负馈线的直接供电方式
F T
Us
I
R
电流从牵引变电所馈线通过接触网流向动车组，从动车组下到 钢轨上，回流分为三部分：一部门直接沿钢轨流回变电所，约 占40%；一部门从钢轨通过吸上线流向负馈线，通过负馈线返 回变电所，约占30%；剩余电流从钢轨漏泄至大地，沿大地流 向牵引变电所，在变电所附近，返回钢轨或变电所地网。
接触网
牵引网
钢轨
额定电压25kV，正常工作范围20~29kV。
7
一. 牵引供电系统
牵引变电所（Traction Substation, SS）
从公用电力系统（Public Electric Power Systems）接受电能，通过 变压器将电能从三相110kV或220kV变换成单相27.5kV（对AT系统为 55kV或2×27.5kV），并向铁路上、下行两个方向的牵引网供电。 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：
11
1.1 电力系统向电气化铁道的供电
国外高速铁路普遍采用高电压、大容量的电源供电，绝 大多数都采用220kV或以上电压等级，个别采用132kV或 154kV时，则要求其由较大的系统短路容量。 我国基本上形成了以500k V线路为骨架、省间220kV为 主干通道的四通八达的输变电网络。这为客运专线采用 220kV电源电压创造了条件。 220kV电网的短路容量较之同一系统的110kV电网显著 增大，一般为3-4倍以上，牵引变电所采用220kV进线将 使电压总谐波畸变率、三相电压 不平衡度和电压波动百 分数等电能质量指标明显降低，助于减轻牵引负荷对电 力系统的不良影响。
12
1.2 牵引变电所向牵引网的供电
1.3 牵引网向电力机车的供电
（1）带负馈线的直接供电方式
F T
Us
I
R
电流从牵引变电所馈线通过接触网流向动车组，从动车组下到 钢轨上，回流分为三部分：一部门直接沿钢轨流回变电所，约 占40%；一部门从钢轨通过吸上线流向负馈线，通过负馈线返 回变电所，约占30%；剩余电流从钢轨漏泄至大地，沿大地流 向牵引变电所，在变电所附近，返回钢轨或变电所地网。
接触网
牵引网
钢轨
额定电压25kV，正常工作范围20~29kV。
7
一. 牵引供电系统
牵引变电所（Traction Substation, SS）
从公用电力系统（Public Electric Power Systems）接受电能，通过 变压器将电能从三相110kV或220kV变换成单相27.5kV（对AT系统为 55kV或2×27.5kV），并向铁路上、下行两个方向的牵引网供电。 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：
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1.1 电力系统向电气化铁道的供电
国外高速铁路普遍采用高电压、大容量的电源供电，绝 大多数都采用220kV或以上电压等级，个别采用132kV或 154kV时，则要求其由较大的系统短路容量。 我国基本上形成了以500k V线路为骨架、省间220kV为 主干通道的四通八达的输变电网络。这为客运专线采用 220kV电源电压创造了条件。 220kV电网的短路容量较之同一系统的110kV电网显著 增大，一般为3-4倍以上，牵引变电所采用220kV进线将 使电压总谐波畸变率、三相电压 不平衡度和电压波动百 分数等电能质量指标明显降低，助于减轻牵引负荷对电 力系统的不良影响。
12
1.2 牵引变电所向牵引网的供电
(完整版)电气化铁道概论
高速铁路是指由新一代列车提供的时速在200～350km甚 至更高的铁路快速运营服务。
1983年开通第一条现
1964年开始，新 代化高速铁路，高速
干线总长度达
列车TGV运行速度为
1835公里，高速 300～350km/h，
列车客运量为世 最高试验速度为
界之最。
515.3km/h
日本
法国
1985年开始研究 ICE高速列车， 1991年投入运营, 有高速铁路700 多公里，高速列 车最高运行速度 达330km/h
目录
Ⅰ、电气化铁路概述 Ⅱ、电气化铁路牵引供电系统原理 Ⅲ、牵引供电系统的负荷特性 Ⅳ、电气化铁路对电力系统的影响及对策 Ⅴ、对电力系统供电方案的建议 Ⅵ、接触网关键技术
Ⅰ、电气化铁路概述
一、电气化铁路发展历史
1825年英国人修建了世界上第一条铁路，开创了人类轨 道交通新纪元。我国于1881年修建第一条铁路——唐山至胥 各庄煤矿铁路，1909年由詹天佑工程师主持的我国第一条自 主设计修建的铁路——京张铁路通车，拉开了我国铁路发展 的序幕。
世界第一条高速电气化铁路——日本东海道新干线 （东京－新大阪）于1964年10月建成通车，最高时速 210km/h，开创了高速铁路的先河。随着1983年9月，法国 东南高速线（巴黎－里昂）建成通车，掀起了世界高速铁 路建设的高潮。随后德国、西班牙等国家也开始大力发展 高速铁路，到目前为止全世界已建成高速铁路约6050km。
“十一五”铁路规划
将建成新线19，800公里，其中客运专线9，800公里，既有 线复线8，000公里，既有线电气化15，000公里。
2010年，全国铁路营业里程将达到95，000公里，其中复线 里程42，750公里，电气化里程42，750公里。
电气化铁道概论课件
低压输电
低压输电是指将电能通过低压线路传输到用电区域，其优点在于设备简单、成本 低，但输电效率较低。
电力电子技术与电机技术
电力电子技术
电力电子技术是指利用半导体电力电子器件进行电能转换和 控制的学科领域，其应用包括电机控制、电网管理和可再生 能源发电等。
电机技术
电机技术是指利用磁场和电流相互作用原理实现电能和机械 能转换的学科领域，其应用包括电动机和发电机的设计和优化。
电气化铁道的发展历程
总结词
电气化铁道的发展历程
详细描述
电气化铁道的发展经历了初期探索、试验阶段、成熟应用三个阶段。初期探索阶段主要 是在20世纪初，人们开始尝试利用电力作为牵引动力；试验阶段是在20世纪中叶，各 国开始进行大规模的电气化铁道试验和建设；成熟应用阶段是在20世纪后半叶至今，
电气化铁道成为铁路运输的主流形式，并在全球范围内得到广泛应用。
电力机车
电力机车概述
电力机车的性能参数
电力机车是一种利用电能驱动的铁路 机车，通过受电弓从接触网获取电能。
包括牵引力、速度、能耗等，这些参 数决定了电力机车的性能表现。
电力机车的种类
根据用途和特点，电力机车可分为直 流电力机车和交流电力机车。
信号与控制系 统
信号与控制系统概述
信号与控制系统是电气化铁道的指挥中枢，负责列车运行的控制 和调度。
电气化铁道的现状与未来
要点一
总结词
电气化铁道的现状、未来发展趋势
要点二
详细描述
目前，电气化铁道已成为全球铁路运输的主流形式，广泛 应用于城市轨道交通、高速铁路等领域。未来，随着科技 的不断进步和环保意识的提高，电气化铁道将进一步提高 运行速度、降低能耗和排放，更好地服务于社会和经济发 展。同时，随着智能化、自动化技术的应用，电气化铁道 将实现更高水平的安全、高效和智能化运营。
低压输电是指将电能通过低压线路传输到用电区域，其优点在于设备简单、成本 低，但输电效率较低。
电力电子技术与电机技术
电力电子技术
电力电子技术是指利用半导体电力电子器件进行电能转换和 控制的学科领域，其应用包括电机控制、电网管理和可再生 能源发电等。
电机技术
电机技术是指利用磁场和电流相互作用原理实现电能和机械 能转换的学科领域，其应用包括电动机和发电机的设计和优化。
电气化铁道的发展历程
总结词
电气化铁道的发展历程
详细描述
电气化铁道的发展经历了初期探索、试验阶段、成熟应用三个阶段。初期探索阶段主要 是在20世纪初，人们开始尝试利用电力作为牵引动力；试验阶段是在20世纪中叶，各 国开始进行大规模的电气化铁道试验和建设；成熟应用阶段是在20世纪后半叶至今，
电气化铁道成为铁路运输的主流形式，并在全球范围内得到广泛应用。
电力机车
电力机车概述
电力机车的性能参数
电力机车是一种利用电能驱动的铁路 机车，通过受电弓从接触网获取电能。
包括牵引力、速度、能耗等，这些参 数决定了电力机车的性能表现。
电力机车的种类
根据用途和特点，电力机车可分为直 流电力机车和交流电力机车。
信号与控制系 统
信号与控制系统概述
信号与控制系统是电气化铁道的指挥中枢，负责列车运行的控制 和调度。
电气化铁道的现状与未来
要点一
总结词
电气化铁道的现状、未来发展趋势
要点二
详细描述
目前，电气化铁道已成为全球铁路运输的主流形式，广泛 应用于城市轨道交通、高速铁路等领域。未来，随着科技 的不断进步和环保意识的提高，电气化铁道将进一步提高 运行速度、降低能耗和排放，更好地服务于社会和经济发 展。同时，随着智能化、自动化技术的应用，电气化铁道 将实现更高水平的安全、高效和智能化运营。
高速铁路电气化系统研究
电气化系统的可靠性评估和保障措施
可靠性评估方法：采用概率论、数 理统计等数学方法，对电气化系统 的可靠性进行定量评估。
应急预案：制定应急预案，对突发 故障进行快速响应和处理，减少故 障对运营的影响。
添加标题
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保障措施：建立完善的维护保养体 系，定期对电气化系统进行检修和 保养，确保系统正常运行。
高速铁路电气化系统研 究
汇报人：xxx
目录
高速铁路电气化系统的概 述
01
高速铁路电气化系统的关 键技术
02
高速铁路电气化系统的运 行和维护
03
高速铁路电气化系统的安 全与可靠性
04
高速铁路电路电气化 系统的概述
高速铁路的定义和特点
定义：高速铁路是指通过改造既 有线路（直线化、轨距标准化） 或新建专用线路，使运营列车达 到或超过200公里/小时的铁路系 统。
特点：高速铁路电气化系统具有 高速度、高安全、高舒适、高节 能、高环保等特点，是现代交通 运输的重要组成部分。
电气化系统的组成和作用
电气化系统由牵引 供电系统和电力供 电系统组成
牵引供电系统负责 为动车组提供动力， 电力供电系统负责 提供列车及车站的 照明、空调等用电
高速铁路电气化系 统的运行提高了列 车的运行效率和安 全性，减少了能源 消耗和环境污染
接触网技术
定义：接触网 是高速铁路电 气化系统中的 重要组成部分， 为电力机车提
供动力。
特点：具有稳 定、安全、可 靠、耐用等优 点，能够满足 高速列车运行
的要求。
类型：包括架 空接触网和接 触轨两种类型， 根据具体情况
选择使用。
维护：接触网 需要定期进行 检测和维护， 确保其正常运
高铁铁路概论第一章绪论
A．英，法，德
B．法，德，比
C．德，比，瑞
D．英，法，比
2.法国在1983年建成了他的第一条高速铁路( )，列车时速达到270km。
A．新干线
B．TGV东南线
C．欧洲之星
D．APT
3.世界上第一条高速铁路是( )
A．TGV东南线
B．TGV大西洋线
C．东海道干线
D．山阳新干线
16．客运专线工程系统构成工务工程系统、
3.舒适性好
高速列车设施先进、运行平稳、活动空间大，甚至可以举行会议、娱乐、 观光，舒适性极好。
4.土地占用面积小
双线铁路用地宽度13.7m，而6车道高速公路用地宽度37.5m。当完成一条 高速铁路相同的运输量，高速公路则需要8车道。
5.能耗低
第二节 高速铁路的技术经济特征
6.环境污染小
高速电气化铁路基本消除了粉尘、油烟和其他废气污染，噪声污染也是最 低的。
11.经济效益好 历年真题
1.高速铁路的技术经济特征？（简答题）
第三节 我国高速铁路发展规划
一、我国《中长期铁路网规划》
1.2004年1月，国务院通过了《中长期铁路网规划》（不包括港、澳、 台)，确定了扩大规模、完善结构、提高质量，快速扩充运输能力， 迅速提高装备水平的铁路网发展目标。 2.2020年，我国将在主要繁忙干线实现客货分线，复线率和电化率均 超过50％，运输能力满足国民经济和社会发展需要。
D．APT
3.世界上第一条高速铁路是( )
A．TGV东南线
B．TGV大西洋线
C．东海道干线
D．山阳新干线
第二节 高速铁路的技术经济特征
1.速度快
速度是高速铁路技术水平的最主要标志，各国都在不断提高列车的运行速 度，列车速度决定了旅行时间，速度快，大大缩短了全程旅行时间。
高速电气化铁道概述
客运专线概述
一、电气化铁道概述
5．高速动车组
关键技术
*
车厢密封及集便处理
客运专线概述
二、高速动车组
关键技术
*
密接式车钩缓冲器
客运专线概述
二、高速动车组
*
高性能受电弓
关键技术
客运专线概述
一、电气化铁道概述
5．高速动车组
典型国家
西班牙 AVE 法国 TGV 日本 新干线 德国 ICE 意大利 TAV 韩国 HSK 中国台北
国产公务电动车组
“新曙光号”、“神州号”180km/h双层内燃动车组
主要技术特点： 最高速度：180km/h 持续功率：2*2740kW 编组形式：2M+9T 流线型头型，细长比2.45 双层客车，轻量化 柴油机电子喷射系统 200km/h大功率盘形制动， 电子防滑器 200km/h新型转向架 密接式车钩
环渤海地区
长江三角洲地区
珠江三角洲地区
客运专线概述
六、城际轨道交通规划
“十一五”是铁路跨越式发展的关键时期，经测算， “十一五”期间，续转和新安排建设项目达200多个，其 中建设≮7000km的客运专线，预估总投资≮12500亿 元，规模之大、标准之高、投资之多都是史无前例 的。
客运专线概述
六、城际轨道交通规划
“四纵”客运专线 北京－上海：全长1318公里，纵贯京津沪三市和冀鲁皖苏四 省，连接环渤海和长江三角洲两大经济区 。
北京－武汉－广州－深圳：全长约2260公里，连接华北和华 南地区。武汉至广州段全长995公里，2005年6月开工 。
客运专线概述
五、中国高速铁路网规划
“四纵”客运专线 北京－沈阳－哈尔滨（大连）：全长约1700公里，连接东北 和关内地区。秦皇岛至沈阳段400公里已于2003年建成 。